Szennyvíztisztítás

nem oldott, darabos szennyezőkmechanikus eltávolítása

FIZIKAI TISZTÍTÁS

oldott anyagok+ finom lebegő szilárd anyagok+ mikroorganizmusok + szerves anyagok lebontása, eltávolítása

BIOLÓGIAI ÉS KÉMIAI TISZTÍTÁS

Települési szennyvizek tisztításának módszerei

Tisztítási technológiák csoportosítása minőség (hatékonyság) szerint:

Elsőfokú vagy mechanikai tisztítás: fizikailag elválasztható, darabosabb úszó és lebegőanyagok eltávolítása -segítségükkel tudjuk megvédeni a tisztító műtárgyait,

Görgetett, részben úszó nagyobb tárgyak, fa és kődarabok, homok, felúszó zsíros, olajos részek,

Műtárgyak:kőcsapda, durva, majd finomabb rácsok, szűrők, homok és zsírfogó

Fizikai szennyvíztisztításberendezései-Kő-kavicsfogó (5-20 cm)-Rács (6 mm – 5 cm)-Homokfogó-Zsírfogó-Ülepítők

Rácsszűrő tisztítása

A rácsszemét szállítása

-Zsírfogó

-Ülepítő (< 0,2 mm; víznél nehezebb szemcsék, valamint úszó- és lebegőanyagok kiválasztására)

Típusai:-Hosszanti átfolyású, négyszögletes-Sugárirányú átfolyású, kör alaprajzú(Dorr ülepítők)-Függőleges átfolyású tölcséres

Alkalmazása: a) önálló mechanikai tisztítóberendezésként b) elő- és utóülepítőként biológiai és kémiai tisztítórendszereknél

Utóülepítő szennyvíziszapIszapsűrítő akna, Iszapprés

Ülepítés hatásosságának növelése:

flokkulálás (pelyhesítés)derítés - flotálás

flokkulálószerek: FeSO4, FeCl3, Al2(SO4)3, KAl(SO4)2

Méretnövelés!

Másodfokú, biológiai tisztítás:

-szennyvízben: oldott és kolloid állapotú szerves anyag -a mikroorganizmusok tevékenységén alapuló folyamat, oxigén jelenlétében a természetes öntisztuláshoz hasonló aerob folyamat

szerves vegyületek lebontása mikroorganizmusok növekedése

-80-90%-os hatásfok

mineralizáció

Harmadfokú tisztítás:

a szennyvízben maradó oldott ásványi anyagok egy részét-nitrogént és foszfort, -nehezen kivonható nehézfémeket

Különösen az érzékeny befogadókba kerülővizek tisztításakor (állóvizek, kis vízhozamú vízfolyások, vízparti üdülőterületek) fontos.

Biológiai szennyvíztisztításlebegő szerves részecskék, oldott és kolloidális szennyezők lebontása biokémiai úton.

Mikroorganizmusok felhasználásaa) Aerob(pl. C CO2 H H2O)

szaprofiták, gombák, élesztők, baktériumok

-nitrifikáló: NH3 NO2- NO3--Kénfaló: S SO3-, SO4

2-

-Vasbaktériumok: Fe(II)-oxid Fe(III)-oxid-Metánoxidálók: CH4 CO2 + 2 H2O

b) Anaerob(pl. C,H CH4)

fő folyamat: denitrifikációNO3

- N2(szénforrás, NO3- jelenléte)

Szabályozó paraméterek:• hőmérséklet - hőátadás• pH• oldott oxigén – levegőztetés• átadási felület - keverés• ásványi tápanyagok (N, P, K, Mg)• mikroelemek (Fe, Cu, Co, …)• nehézfém-mérgezés (galvánüzem)• toxikus szerves vegyületek(biocidek)

Biológiai tisztítási technológiák csoportosítása:

Gyökérzónás szennyvíztisztítás

a szennyvíz a rizómákkal sűrűn átszőtt talajon történő átfolyás során tisztul meg.

-növényi tápanyagok, szerves anyagok eltávolítása(növényi felvétel, talajszemcsékhez kötődés és biológiai folyamatok ill. szűrés) során megy végbe.

A növényekben a tápanyagok eloszlása függ a terheléstől, valamint a növényi résztől (gyökér, szár, levél). 2% N; 0.4% P, A koncentráció mértéke függ az évszaktól.

1. oldóakna; 2. gyökérágy I.; 3. visszaduzzasztó akna; 4. gyökérágy II.; 5. szűrőakna

Csepegtetőtestes tisztítás:A csepegtetőtestekre kerülőszennyvíz a tölteteken kialakulóbiológiai hártya felszínén lassan halad illetve csepeg lefelé.

A csepegtetőtest szilárd porózus, nagy felületű anyagon megtelepülőbiológiai hártya, a biofilmsegítségével bontja le a szennyeződéseket.

A szennyvíz oldott szennyezőanyagai és az oldott oxigén a biológiai hártyában az asszimiláló mikroorganizmusok környezetébe diffundál. Eközben sejthártyatömegkeletkezik. A feszín közeli térben heterotróf, a hártya mélyén autotróf baktériumok

Merülőtárcsás biofilmesszennyvíztisztítás

oxigénfelvétel

tápanyagfelvétel

Előnyei: - a leváló biohártya jól ülepíthető- Denitrifikálás is megvalósítható teljesen bemerített tárcsákkal

Eleveniszapos technológia:- a lebontást végző szervezetek iszappehely formájában a szennyvízben alakulnak ki. -a levegőt vagy befúvatjuk, vagy mechanikus szerkezetekkel oszlatjuk el -végtermék: eleveniszap (mikrobák által képzett biomassza)

-nitrát eltávolítását heterotróf --- oxigénhiány-az ammónium oxidációját nitrifikáló autotróf, ---oxigénellátás -a foszfor felvételt a foszfor-akkumuláló heterotróf mikroorganizmusok végzik. Váltakozva kell biztosítani az aerob és anaerob körülményeket.

Térben elkülönítve – folyamatos rendszer, vagy Időben elválasztva -- szakaszos betáplálású rendszer

Élőgépes technológia

az előző biológiai technológiák ötvözése.

-„vissza a természetbe”- de felgyorsítva: a rendelkezésre álló technológia minél hatékonyabb felhasználása.

Cél: egységnyi reaktortérben minél több aktív biomassza(egy kritikus koncentrációig, 3000-6000 g/m3

az utóülepítő leválasztási hatékonysága miatt)

Intenzifikálási lehetőségek:-a magas eleveniszap koncentrációjú reaktor után nem ülepítőt, hanem membránszűrést alkalmazunk. (két-háromszoros iszap koncentráció; de energiaigényes)

-az eleveniszapos reaktort biofilmmel intenzifikáljuk. Ekkor nagy fajlagos felületű hordozó töltetet rakunk a reaktorba, a megtelepedő bakteriálisbiomassza teszi intenzívebbé a lebontást.

Az Élőgépes technológiai előnyei:

-a biológiai sokféleség kihasználása

-egyesíti a hagyományos eleveniszapos technológiák és a természetközeli tisztítási módszerek előnyeit

-kisebb léptékben is megvalósítható (falvak)

Levegőztetett reaktorokból és az azokra telepített 2-3000 fajból állóökoszisztémából (baktériumok mellett zooplanktonok, különböző növények, sőt, kagylók csigák és halak) épül fel. Sok-cellás felépítésű, az egyes cellákban a lebontás előrehaladásával más és más összetételű életközösség jön létre.

Töltet: élő növényi gyökerek – kis térfogatban nagy felület, oxigén + szerves savak segítik a lebontást,

A növények a reaktor üzemi víz felszínétől 4-5 cm-re, rácson vannak telepítve, 30-40 cm mély, 5-6 cm pálcaközű kazettákban. A kazettarácson 1 cm vastag műanyag rács, azon kerámia golyócskák vannak, errretelepítik a növényeket.

Szakaszos betáplálású, eleveniszapos (SBR-rendszer): teljes biológiai tápanyag-eltávolításra alkalmas. (többletfoszfor és összes nitrogén is)

A lebontás és folyadék-szilárd anyag elválasztás egyetlen medencében játszódik le.

Fázisok: feltöltés (nyers szennyvíz bevezetése) – tisztítás (lebontás) –ülepítés (szétválasztás) – dekantálás (elvezetés)

1. Feltöltés:Nyers szennyvíz lassú bejuttatása a reaktorba.Az iszaprétegben anaerob viszonyok alakulnak ki biológiai foszfor-eltávolítást elősegíti

2. Tisztítás:2 reaktortér, a reakció végére kevert rendszer alakul ki.

Főreaktor (levegőztetőreaktor)

Aerob viszonyok:Ammónium nitrát

Csökkenőoxigénmennyiség a nitrifikáláskövetkeztében.

Előtétreaktor (mechanikusan kevert reaktor)

Anoxikus/anaerobviszonyok:Szerves a. lebontás,Nitrát nitrogén

Szerves anyag koncentráció-csökkenés a recirkulációmiatt.

eleveniszapos szennyvíz (szerves szennyezők, ammónia)

Visszavezetés oxigénmentesítőn át (nitrát)

3. Ülepítés: fázisszétválasztás (tiszta víz és iszap)

4. Dekantálás: a) tisztított víz elvezetése.b) Fölösiszap elvétel iszapsűrítő medencébe, majd az iszapprésre

Beérkező szennyvíz mennyisége éves átlag

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

2004 2005 2006 2007 2008 2009

év

[m3/

nap]

Tervezési érték

(a diagramok a Telki szennyvíztelep mérési adataiból készültek)

Nyers és tisztított szennyvíz KOI kr

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

2004 2005 2006 2007 2008 2009

[mg/

l]

Nyers szennyvíz Tisztított szennyvíz

Tervezési érték

Kibocsátási határérték

Nyers és tisztított szennyvíz TN

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

2004 2005 2006 2007 2008 2009

[mg/

l]

Adatsor1 Adatsor2

Tervezési érték

Kibocsátási határérték

Nyers és tisztított szennyvíz TP

0

5

10

15

20

25

30

35

40

2004 2005 2006 2007 2008 2009

[mg/

l]

Adatsor1 Adatsor2

Tervezési érték

Kibocsátási határérték

Az előadáshoz felhasznált főbb irodalmak:

Halász J. - Hannus I. – Kiricsi I. :Környezetvédelmi technológia, Szegedi Egyetemi Kiadó, Szeged 2007

Havasfalvi tímea: Élőgépes szennyvíztisztítás - a Telki szennyvíztelep példáján. Szakdolgozat, Szeged 2010. szerkesztés alatt

Az Organica honlapja (www.organica.hu) és prospektusai

A BME és a Szent István Egyetem honlapján található előadásanyagok

http://kemtech.net/tkurzus/06_viz/06main.htm#09

Ajánlott irodalom:Természetközeli szennyvíztisztítás. Pp. 383-393. in: Szűcs et al (szerk): Vízkészletvédelem. Miskolc, Bíbor Kiadó 2009