Természeti erőforrások védelme

Természeti erőforrások

védelmeSzennyvízkezelés

A szennyezés csökkentésének

technológiai lehetőségei

Szennyvíztisztítási technológia

Forrás: Thyll, 2000

www.drv.hu

Közvetlenül, tisztítatlanul általában nem vezethetők élővizekbe, /befogadókba,/ valamint nem keverhetők a települési szennyvízzel,

Az ipari szennyvizek a tevékenységtől függő, jellegzetes összetételt mutatnak. Kezelésüket, tisztításukat a keletkezés helyén kell megoldani.

Sok esetben célszerű az ipari szennyvizet előkezelés után keverni települési szennyvízzel és végleges tisztítását így elvégezni.

Ipari szennyvizek

A települések szennyvizét csatornahálózatok gyűjtik és vezetik el.

Osztott szennyvízhálózatról beszélünk, ha a csapadékvizet és az egyéb települési szennyvizeket külön-külön csatornarendszerben gyűjtik.

Egyesített a szennyvízhálózat, ha a különválasztás nem történik meg, a kommunális és a csapadékvizet együtt vezetik el.

A települési szennyvíztisztítás technológiai elemei

A szennyvizek tisztítási lépcsőit a gyakorlat három fő csoportba sorolja:

a mechanikai tisztítás, ezen belül mechanikai előtisztítás,

a biológiai szennyvíztisztítás, ezen belül a különféle elven működő mesterséges egy-és

többlépcsős tisztítási módok, a különféle természetes tisztítási módok (tavas,

talajszűrés, öntözés), a III. tisztítási fokozat

tápanyag-eltávolítás (P, N) szennyvíz-fertőtlenítés fizikai-fiziokémiai eljárások (pl. fordított ozmózis

stb.).

A szennyvíztisztítás elsődleges feladata:

a szennyező-anyagok eltávolítása ( szerves anyagok, a nitrogén- és foszfor tartalmú vegyületek eltávolítása) széndioxiddá, nitrogénné és

kiülepíthető szennyvíziszappá

Szennyvízelvezetés

gyűjtés kezelés elvezetés ill. elhelyezés

Füzes ér

Abonyi szennyvíztisztító szennyvize (2006)

A Füzes ér a tisztított

szennyvíz beengedése után

Szennyvíztisztítási technológia

Forrás: Thyll, 2000

Szennyvíztisztítás

Elsődleges tisztítás Önállóan csak ritkán felel meg

Másodlagos tisztítás A nem ülepíthető kolloidok és

oldott szervers anyagok eltávolítása

Harmadlagos tisztítás Létrejött sók, még megtalálható

tápelemek eltávolítása

Mechanikai szennyvíztisztítás

Kő és kavicsfogók szennyvízrácsok

A szennyvízrácsok (durva és finom rács) A rácsok által visszatartott BOI5

szerves anyag csökkenés 6-7 %-ra tehető.

Szitaszűrők A lyukbőségtől függően 5-10 %-os

BOI5 és 5-20 %-os lebegőanyagban kifejezett szerves anyagcsökkentéssel lehet számolni.

Kő és kavicsfogók szennyvízrácsok

A rácsszemét könnyen rothadó, erős szaghatással bíró anyag, amely külön kezelést igényel.

elégetés deponálás rothasztás

Homokfogók

Szemcsés ásványi anyagok eltávolítása

Magas szervesanyag-terhelés esetén a homokfogókat homokmosó berendezésekkel egészíthetik ki, szerves anyag tartalom csökkentésére.

Ülepítők

Az ülepítők a szennyvízben lévő ülepíthető lebegőanyagot ülepítik,

a biológiai oxigénigény csökkentését is fokozzák, Az átmérő növekedés - flokkuláció

ülepedés sebesség - átmérő

növekedés anyagok kiülepítésének

meghatározására kísérleteket végezni - ülepítőhenger

Ülepítők

Átfolyás Vízszintes Függőleges Radiális

HOSSZANTI ÁTFOLYÁSÚ (LIPCSEI) ÜLEPÍTŐ

Forrás: Tamás, 1998

Biológiai szennyvíztisztítás még magas szerves és lebegő

anyagtartalom mesterséges vagy természetes biológia

folyamatok. A biológiai szennyvíztisztítás -

biokémiai reakciókon alapul. aerob illetve anaerob tisztítás lebontási termékeik, kis molekulájú

stabil vegyületek, mint például CO2, CH4, NH3, stb.

A szerves anyagnak a sejtekbe beépült része ülepítéssel eltávolítható

Biológiai szennyvíztisztítás

Aerob, anaerob rendszerek Természetes és/vagy mesterséges

körülmények között Műszaki megoldás szerint

Fixfilmes Természetes és mesterséges

diszperz Vegyszerrel kombinált rendszerek

Aerob folyamatok Állandó oxigénellátás -

levegőztetéssel Biokémiai folyamatok: természetes,

vagy mesterséges úton A folyamatok alapfolyamatait

tekintve lényegében azonosak és technológiailag kombinálhatóak.

A mesterséges berendezések segítségével azonban a folyamatok kisebb helyen és gyorsabban játszódhatnak le, amelynek az ára a magasabb energia és üzemeltetési költsége.

A biológiai tisztításban előálló zavarok okai

elégtelen levegőztetés, a levegőztető vagy utóülepítő

medence falára rakódott, és rothadásnak indult iszap,

holt terek kialakulása, a rendszerbe bejutott toxikus anyag

Anaerob rothasztás - előnyei

A szerves anyagot átalakítja stabil végtermékekké, amely mellékterméke metán és szén-dioxid.

Az aerob kezelésnél lényegesen kisebb a keletkező iszap mennyisége, így a szennyvízproblémából nem lesz iszapprobléma.

Energiafogyasztás helyette energiatermelés biogáz formájában.

Hátrányai Kevésbé elterjedt és ismert

technológia Összetett és bonyolult biológiai

folyamat Érzékenyebb a toxikus anyagokra Mezofil, termofil tartományban

hatékony, ezért sokszor fűteni kell, (csak magas szerves szennyezettségű szennyvizek esetén)

Nem kell mechanikus levegőztetni






Természetes és mesterséges diszperz

Fixfilmes Vegyszerrel kombinált rendszerek


Eleveniszapos biológiai tisztítási eljárás

Eleveniszapos biológiai tisztítás

Eleveniszapos

biológiai tisztítás

Forrás: http://www.debreceni-vizmu.hu/szennyviz/szennyviz.html

Elfonalasodott szerkezet

Flokkulens szerkezet

Optimális szerkezet





Fixfilmes Vegyszerrel kombinált rendszerek

Fixfilmes aerob és anaerob rendszerek

A csepegtetőtestes szennyvíztisztítás



Biológiai tisztítás

A biológiai tisztító rendszereket terhelés szempontjából: kis terhelésű rendszerek , közepes terhelésű rendszerek és nagy terhelésű rendszerek

Tavas szennyvíztisztítás

Egyszerű és rugalmas eljárás Oldott, az ülepíthető szennyező

anyagok és a patogén szervezetek eltávolítására

A mechanikai tisztítás után önállóan is használható, illetve utótisztítási folyamatok elvégzésére is alkalmas

Előnyei A patogén szervezetek eltávolítsa jó

hatásfokú, beruházási, üzemeltetési, fenntartási költségei alacsonyak, külső energiára nincs szükség,

Hatékonysága azonos a hagyományos szennyvíztisztításéval, vagy meghaladja azt.

Természetes folyamatokon alapszik. Mesterséges rendszereknél

rugalmasabban képes alkalmazkodni a szerves anyag terhelés változásaira.

Költséges berendezések nem szükségesek, iszapkezelési és elhelyezési probléma csekély.

Hátrányai

Minden más szennyvíztisztítási eljárással szemben viszonylag nagy területet igényel.

Időszakos szagemisszió jelentkezhet. A tisztítás bizonyos mértékig az

éghajlati tényezőktől is függ. Időszakonként nagymértékű

algaszaporodást jelenthet mely a befogadót szennyezheti.

Aerob tó kis mélységű tó, teljes mélységében az aerob

lebontáshoz gyakorlatilag mindenkor elegendő oxigén áll rendelkezésre.

Oxigén: diffúzió révén algák termelik mechanikai felszíni levegőztető

berendezések vagy a tófenékből kiinduló sűrített levegős rendszerek

Anaerob tó

A tó mélységében oldott oxigén nincs.

részleges szennyvíztisztítást biztosít,

Az anaerob tavakat elsősorban a tisztítórendszer első lépcsőjeként a nagy szervesanyag tartalmú (pl. élelmiszeriparú) szennyvizeinek előtisztítására célszerű alkalmazni.


Forrás: Barótfi, 2000

Tavas szennyvíztisztítás

A tervezéstől és üzemeltetéstől függően a tavas rendszer a BOI5 50-95 %-t képes eltávolítani.

Tavak üzemeltetése: Szagcsökkentés Makronövényzet szabályozása Úszó vegetáció szabályozása Algák szabályozása

Gyökérágyas tisztítási rendszerek

Vízinövényekkel telepítenek be valamilyen szennyvíztisztító sekély medencét, ahol a lassan átszivárgó és átfolyó szennyvíz a gyökérzónán áthaladva, mechanikai illetve biológiai tisztításon esik keresztül.

Élőgépes szennyvíztisztítás

Forrás: http://www.korte-organica.hu


Az élőgép működési sémája

Forrás: , http://www.korte-organica.hu

Kémiai utótisztítás

A kémiai tisztítás megoldásai az alábbiak: Koaguláció- A vegyszerek gyors

bekeverése eredményeként a nagyon finom részecskék mikropelyhekké tömörülnek.

Flokkuláció – A koaguláció után következő folyamat, amikor a szennyvizet gyengén kell keverni, így már nagyobb pelyhek keletkeznek.

Pl.: alumínium-szulfát, mész, ferriklorid stb.

Nitrogéneltávolítás A nagyobb vízminőség igényű

befogadók esetében követelmény A nitrogéntartalmú vegyületek esetén

a következő káros hatásokkal számolhatunk: Ammónia toxicitás a halakra, klóros fertőtlenítés

hatékonyságának csökkenése, káros közegészségügyi-hatás szennyvíz-újrahasznosítási

lehetőségeinek csökkenése.


Foszforeltávolítás

A foszfor eltávolítás kémiai (pl.: alumíniumsók, mész felhasználásával), biológiai és fizikai módszerekkel lehetséges.

A legtöbb szennyvíz esetében az oldhatatlan foszfor kb. 10%-a távolítható el az előülepítővel.


Hasznosítható anyagok

IszapvízAprított őrölt ásványi

részecskékSzerves anyag

Tápanyagok

NyomelemekKorlátozó összetevők

Mérgező anyagok

Patogének

A szennyvíziszap általános összetétele

Iszapvíz

Iszapvíz

Szabad vagy könnyen eltávolítható pórusvíz (70%)Kapilláris víz (20%)Pehelyrészecskék nedv. tart. (2%)Sejtben kémiailag kötött víz (8%)

Hasznosítható anyagok

IszapvízAprított őrölt ásványi

részecskékSzerves anyag

Tápanyagok

NyomelemekKorlátozó összetevők

Mérgező anyagok

Patogének

A szennyvíziszap általános összetétele

A szennyvíziszap kezelés célja az anyag nedvességtartalmának csökkentése, bűz, szagártalom, fertőzőképesség csökkentése illetve megszüntetése.

A szennyvíziszap minősége jellemző az adott településre, leginkább a tisztításra technológiára, s így településenként változhat.

A tipikus mikroorganizmus szám a különböző szennyvízkezelések függvényében

Mikro-bák

Tisztí-tatlanszenny-víz/ 100 ml

Elsőd-legestisztí-tás/ 100 ml

Másod-lagostisztítás/100 ml

Harmad-lagos tisztítás/ 100ml

Mechanikai szennyvíztiszti-tóból származó szennyvíziszap/g

Rothasz-tott szennyvíz-iszap/g

Fekál coliform

108 10 7 106 <2 10 000 000 106

Szalmo-nella

8000 800 8 <2 1800 18

Shigella 1000 100 1 <2 220 3

Enteri-kus vírus

50000 15000 1500 0,002 1400 210

Sűrítés

Célja: az iszap víztartalmának meghatározott mértékű csökkentésével magának a kezelendő iszap mennyiségének a csökkentése

Sűrítés Gravitációs sűrítés

természetes úton mesterséges keverő berendezéssel ellátott

sűrítő Flotációs sűrítés

levegő befúvással vegyszerrel

Dinamikus sűrítés vibrációs hatással centrifugálással

Szűréssel történő sűrítés membrán szűrés

Kondicionálás

Célja: az iszap víztartalmának csökkentése, a fellelhető szerves anyag

stabilizálása, a különféle patogén baktériumok

számának csökkentése, elpusztítása

Kondicionálás

Fizikai kondícionálás pasztőrözés termikus kondícionálás mosatás

Kémiai kondícionálás Aerob iszapstabilizálás Anaerob iszapstabilizálás –

rothasztás (CH4, CO2)

Iszap fertőtlenítése Szennyvíziszap víztelenítése Szennyvíziszap szárítása Szennyvíziszap komposztálása Szennyvíziszap mezőgazdasági

területen történő hasznosítása

komposzt

olyan szerves anyagok, amelyek szilárd vagy folyékony szerves hulladékból, illetve a hozzájuk kevert ásványi anyagokból irányított bomlási folyamatokon keresztül készültek

a folyamat során az anyag aerob mikroorganizmusok segítségével bomlik le, alakul át. Ezt követően nagy molekulájú humuszanyagok épülnek fel.

Biogáz: A szerves anyagok anaerob

lebomlásakor keletkező légnemű anyag,

Fő összetevője a metán Metán:

„Klímagáz”, üvegházhatást okozó gázHatása 1 CH4 ~ 22 CO2

Éghető gázFűtőértéke: ~ 23,12 MJ/ m3

Üvegházhatást okozó gáz és megújuló energiaforrás

A modellben lejátszódó folyamatok feltételrendszere a következő:

levegőtől (oxigéntől) elzárt körülmények,

a lebontandó szerves anyagok, a szerves anyag – folyadék

megfelelő aránya, a mikroorganizmusok kívánatos

törzsei, a biológiailag meghatározott,

optimális hőmérséklet, a rövid időtartamú lebontás

végetti állandó keverés

Biogáz: A szerves anyagok anaerob

lebomlásakor keletkező légnemű anyag,

Fő összetevője a metán Metán:

„Klímagáz”, üvegházhatást okozó gázHatása 1 CH4 ~ 22 CO2

Éghető gázFűtőértéke: ~ 23,12 MJ/ m3

Üvegházhatást okozó gáz és megújuló energiaforrás

Különböző eredetű, kezeletlen biogáz összetétele és fűtőértéke

AlapanyagMetán

tartalom(%)

CO2 tartalom

(%)

Fűtőérték(MJ/m3)

Települési hulladék 50 % 50 % 18,5

Állati trágya 65 % 35 % 24

Szennyvíz iszap 70 % 30 % 26

A modellben lejátszódó folyamatok feltételrendszere a

következő: levegőtől (oxigéntől) elzárt

körülmények, a lebontandó szerves anyagok, a szerves anyag – folyadék

megfelelő aránya, a mikroorganizmusok kívánatos

törzsei, a biológiailag meghatározott,

optimális hőmérséklet, a rövid időtartamú lebontás

végetti állandó keverés

savas fázis metán fázis

szerves

anyag

H2, CO2

ecetsav

baktérium

NH4+, H2S stb.

propion-sav

vajsavalkohol

stb.

H2, CO2

ecetsav

biogáz60–70 %

metán30–40 %

CO2

baktérium

baktérium

pszichrofil zóna, azaz a környezeti hőmérsékleten termelő biogáz-berendezés

mezofil zóna, azaz a +28 .… +36 C között termelő biogáztelep,

termofil zóna, azaz +48 …. +53 C hőmérsékleten termelő telep

Termofil rothasztás - előnyei

A szerves anyag átalakulása gyorsabb, elsősorban a hidrolízis gyorsabb lefolyása következtében.

Szerves anyagok átalakulása, stabilizálása tökéletesebb.

A rothasztott iszap víztelenítési tulajdonságai javulnak.

Patogén kórokozók redukciója tökéletesebb.

Hátrányai

Az energiaszükséglet nagyobb. (Esetenként fűtés szükséges.)

A beruházási költségek (szigetelés, hőcserélők stb.) magasabbak.

Az eljárás üzemelési zavarokra érzékenyebb.

Az anaerob rothasztási folyamatokat a környezeti miliő pH-ja szintén alapvetően befolyásolja.

Technológia üzemmódját folyamatos, szakaszosa feldolgozandó hulladék szárazanyag-

tartalmának függvényében lehet megválasztani

Az alapanyag szárazanyag-tartalma szerint

megkülönböztethetjük: a nedves (0,5-1 % szárazanyag-

tartalom), a szuszpenziós (5-15 %

szárazanyag-tartalom), a félszáraz (15-24 % szárazanyag-

tartalom), és a száraz (25 % feletti

szárazanyag-tartalom) eljárásokat.

folyamatos eljárás (hígtrágya, szennyvíz)

kisebb energiaveszteség a fermentor fűtésénél,

egyszerű lecsapolás, újratöltés, teljes automatizáció lehetősége

Documents

Természeti erőforrások védelme