Innovatív szennyvíztechnológiai Innovatív szennyvíztechnológiai módszerek a felszíni vizekbe kerülő módszerek a felszíni vizekbe kerülő prioritás szennyezőanyag terheléseinek prioritás szennyezőanyag terheléseinek csökkentésérecsökkentésére

Dr. Fleit Ernő, egyetemi docensDr. Fleit Ernő, egyetemi docensPőcze Katalin, tudományos segédmunkatársPőcze Katalin, tudományos segédmunkatárs

Budapesti Műszaki EgyetemBudapesti Műszaki EgyetemVízi Közmű és Környezetmérnöki TanszékVízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék

Fölösiszap

EI reaktor

Előülepítő Utóülepítő

Nyers iszap

Iszapkezelés

Az eleveniszapos eljárás

Recirkulációs iszap

Mik azok az innovatív Mik azok az innovatív módszerek?módszerek? Harmadlagos kezelés Fizikai- kémiai kezelés Kombinált biológiai-fizikai kezelés

(pl. MBR rendszerek)

Melyek az innovatív Melyek az innovatív módszerek céljai?módszerek céljai? A szerves és lebegőanyag A szerves és lebegőanyag

terhelések további csökkentése terhelések további csökkentése Nitrogéntartalmú Nitrogéntartalmú

(makro)szennyezők eltávolítása (makro)szennyezők eltávolítása (NOD) (NOD)

Növényi tápanyag eltávolítás (N Növényi tápanyag eltávolítás (N és P) és P)

Toxikus anyagok eltávolításaToxikus anyagok eltávolítása

Az innovatív SZVT-k jelenlegi Az innovatív SZVT-k jelenlegi nemzetközi helyzetenemzetközi helyzete

SZENNYVÍZTISZTÍTÁS MAGYARORSZÁGON: 1990

SZENNYVÍZTISZTÍTÁS MAGYARORSZÁGON: 2003

SZENNYVÍZTISZTÍTÁS MAGYARORSZÁGON: 2015

A KOIps koncentráció változásai a A KOIps koncentráció változásai a Duna Budapest - Hercegszántó Duna Budapest - Hercegszántó

közötti szakaszán az elmúlt 30 évbenközötti szakaszán az elmúlt 30 évben KOIps (mg/l), átlag

3

4

5

6

7

8

9

10

1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002

1629 fkm, Nagytétény

1560.6 fkm Dunaföldvár

1507.6 fkm Fajsz

1479.7 fkm Baja

1451.7fkm Mohács

1433 fkm Hercegszántó

Mik azok a prioritás Mik azok a prioritás szennyezőanyagok?szennyezőanyagok?Komponens

Gyártott menny.

Gy. cég

Importált menny.

Imp. cég

Összes menny.

Szennyvízbe kerül

Eltávolítás 1. scen.

Eltávolítás 2. scen.

Kibocsátás 1. scen.

Kibocsátás 2. scen.

t/év db t/év db t/év t/év % % kg/év kg/év

1,2-diklóretilén 267000 1 267000 1602 62.3 66.2 603954 541476

Benzol 100000 1 100000 600 68.9 76.2 186600 142800

1,2-diklórbenzol 34000 1 550 2 34550 205.65 48.7 60.8 105498 80615

Ftálsavanhidrid 20000 1 20000 120 2 75.4 117600 29520

Anilin 38000 1 38000 114 2 75.1 111720 28386

1,2-diklóretán 500 1 17000 1 17500 62.5 34 58 41250 26250

Toluol-2,4-diizocianát 7000 1 3200 1 10200 51.6 20.2 54.2 41177 23633

4-klór-3,5-dinitrobenzotrifluorid 500 1 500 20 3.1 3.1 19380 19380

Maleinsav-anhidrid 13000 1 13000 78 2.2 75.4 76284 19188

Karbendazim 500 1 500 20 2 22.3 19600 15540

Toluol 42000 1 79 2 42079 252.237 72.8 95 68608 12612

1,2-diaminobenzol 582 1 582 11.64 1.9 22 11419 9079

Diklóracetilklorid 500 1 500 10 5.9 24.7 9410 7530

2-etil-6-metilanilin 500 1 500 10 3.9 26.2 9610 7380

Difenilmetán-4,4'-diizocianát 36000 1 500 1 36500 217.5 83.6 96.8 35670 6960

Benzotriklorid 500 1 500 10 32.8 46.2 6720 5380

A OKK-OKBI adatai alapján becsült kibocsátások (2006)

Anyagmérleg és monitoring Anyagmérleg és monitoring problémák problémák

I. – a kibocsátókI. – a kibocsátók

0

50 000

100 000

150 000

200 000

250 000

300 000

<500 500-1000 1000-5000 5000 felett

Kapacitás tartomány (m3/d)

Kib

ocsá

tott

szen

ny

víz

men

ny

iség

(m

3 /d)

Alsó-Tisza

Közép-Tisza

Felső-Tisza

Összesen

<500 500-1000 1000-5000 5000 felett Kibocsátott összes szennyvíz [m3/nap]

Alsó-Tisza 11229 14508 39243 197815 262794 Közép-Tisza 8163 11545 52693 52730 125132 Felső-Tisza 835 8681 0 0 9516 Összesen 20227 34734 91936 250545 397442

Anyagmérleg és monitoring Anyagmérleg és monitoring problémák problémák II. – környezeti sors (Tisza, vízfázis II. – környezeti sors (Tisza, vízfázis Polgárnál)Polgárnál)

Anyagmérleg és monitoring Anyagmérleg és monitoring problémák problémák II. – környezeti sors (Tisza, vízfázis II. – környezeti sors (Tisza, vízfázis Kiskörénél)Kiskörénél)

Anyagáram különbségek a Anyagáram különbségek a tározó be- és elfolyó tározó be- és elfolyó pontjánálpontjánál A balsai szelvény átlagos anyagáramai A balsai szelvény átlagos anyagáramai

az adott időszakra:az adott időszakra:– Higany: 3,13*10Higany: 3,13*10-7-7 kg/s kg/s– Kadmium: 1,83*10Kadmium: 1,83*10-7-7 kg/s kg/s– Ólom: 1,56*10Ólom: 1,56*10-6-6 kg/s kg/s

A kiskörei szelvényre:A kiskörei szelvényre:– Higany: 8,88*10Higany: 8,88*10-8-8 kg/s kg/s– Kadmium: 6,90*10Kadmium: 6,90*10-8-8 kg/s kg/s– Ólom: 6,29*10Ólom: 6,29*10-7 -7 kg/skg/s

Éves szinten a Kiskörei Éves szinten a Kiskörei tározóban „csapdázott” tározóban „csapdázott” becsült toxikus nehézfém becsült toxikus nehézfém mennyiségmennyiség Higany 7,08 kg/év Higany 7,08 kg/év Kadmium 3,6 kg/év Kadmium 3,6 kg/év Ólom: 29,3 kg/év Ólom: 29,3 kg/év

11

2

1

2

1

2

19

1516

1518

18

Izomszöveti kadmium koncentráció a tiszai csukákban

A hullámtér és a folyómeder

szélessége a Tisza hazai szakaszán

Laboratóriumi berendezésben Laboratóriumi berendezésben (CAS-MBR átlag eredmények) (CAS-MBR átlag eredmények) vizsgálható környezeti sors: vizsgálható környezeti sors: biológiai bonthatóságbiológiai bonthatóság

90%

20%

EDS anyagok eltávolítási EDS anyagok eltávolítási hatékonysága hagyományos hatékonysága hagyományos telepeken (Tokio, 2006: full-scale)telepeken (Tokio, 2006: full-scale)

Diclofenac éves Diclofenac éves kibocsátás/felhasználás kibocsátás/felhasználás (2005)(2005)

Diclofenac

9773,71

1954,74 1368,32

0

2000

4000

6000

8000

10000

Magyarországonforgalomban

Budapesten forgalomban Budapesten felhasznált

(kg)

Diclofenac sorsa a pesti Diclofenac sorsa a pesti szennyvízben (2005 évben) – szennyvízben (2005 évben) – befogadóba jutó mennyiségbefogadóba jutó mennyiség

Diclofenac mennyisége Budapest szennyvizében (kg)

164,20

410,50

793,62

Mechanikailag tisztítás (10%)

Biológiailai tisztítás (30%)

Tisztítatlan (0%)

2000

4,60

2,38

0,95

1996

1998

2000

2002

2004

2006

2008

1

(m3/s)Tisztítatlan

Biológiailag tisztított

Mechanikailag tisztított

Duna

0

22,65

9,11

5,21

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1

(mg/s)

vízhozam tömegáram

Végső koncentráció a Duna Budapest alatti szakaszán:0,018 ng/L

40/2006 (X. 06.) KvVM 40/2006 (X. 06.) KvVM rendeletrendelet – új hazai EQS – új hazai EQS értékekértékek 1. melléklet környezetminőségi 1. melléklet környezetminőségi

határértékekhatárértékek meg meghatározhatározásaása ((220/2004. 220/2004. (VII.21.) Korm. Rend. 1. sz. Melléklete B.) (VII.21.) Korm. Rend. 1. sz. Melléklete B.) pontjának I. listájába tartozó egyes pontjának I. listájába tartozó egyes anyagokra anyagokra – Hg és CdHg és Cd– 1-2, diklór-etán1-2, diklór-etán– triklóretilén triklóretilén – perklóretilén perklóretilén

Az üledékben a „Hg és Cd koncentrációja Az üledékben a „Hg és Cd koncentrációja nem növekedhet jelentősen”. nem növekedhet jelentősen”.

A jogszabály definíciója szerint jelentős A jogszabály definíciója szerint jelentős növekedésnek minősül, ha az adott anyag növekedésnek minősül, ha az adott anyag koncentrációja 2 év alatt legalább 10%-al koncentrációja 2 év alatt legalább 10%-al emelkedik a korábbi értékhez viszonyítva.emelkedik a korábbi értékhez viszonyítva.

Egy új koncepció - Egy új koncepció - IASONIASON

II – intelligent– intelligentA – artificial A – artificial S – sludgeS – sludgeO – operated byO – operated byN - nanotechnologyN - nanotechnology

Egy példa: a Bardenpho eljárás

AnaerobAnoxikusOxikus

Nyers szennyvíz

Tisztítottszennyvíz

IASON folyamatirányítás

Gél-mikrogömbök Gél-mikrogömbök előállítása interpenetráló előállítása interpenetráló térhálóval (kiragadott térhálóval (kiragadott példa)példa)

Ca

OOC

H O O

H

HH

HOOHO HH

HOOH

HH

O

-O

H-

COO

H

HH

OH

- O

H

-O

COOH

H

HOOH

Ca

OOC

H O O

H

HH

HOOHO HH

HOOH

HH

O

-O

H-

COO

H

HH

OH

- O

H

-O

COOH

H

HOOH

Ca

OOC

H O O

H

HH

HOOHO HH

HOOH

HH

O

-O

H-

COO

H

HH

OH

-OH

- O

H

-O

H

-O

COOH

H

HOOH

polimer

alginát váz

4.ábra: Interpenetráló térhálók

Pórusos szerkezetű gél-mikrogömbök interpenetráló

térhálókban

IASON - nanotechnológiai tervezési célok

Mikroszkópos méretű reaktorok létrehozása (szabályozott gradiensek)

Szilárd hordozóanyag (hidrogél)

SzubsztrátOxigén

Aerob réteg

Anaerob/anoxikus rétegVégtermék

A PVA PAS betelepítésA PVA PAS betelepítéshttp://www.vkkt.bme.hu/iasonhttp://www.vkkt.bme.hu/iason

Előzetes eredmények - Előzetes eredmények - betelepítési kísérletek betelepítési kísérletek PVA PAS gélenPVA PAS gélen

40x

100x

Szabályozott porozitás Szabályozott porozitás beállítása (példák)beállítása (példák) KeményítőKeményítő ÉlesztőÉlesztő AlgaAlga BaktériumokBaktériumok

MBR integrált MBR integrált nitrifikáció/denitrifikácnitrifikáció/denitrifikációió

Új géltípusok – újabb Új géltípusok – újabb lehetőségeklehetőségek

http://www.vkkt.bme.hu/iason

Köszönöm megtisztelő Köszönöm megtisztelő figyelmüket!figyelmüket!