Szabó AnitaEgyetemi adjunktus

BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék

Szükséges fejlesztések

Teljesítési határidők (átmeneti mentesség Magyarország számára)

1998 vége (2008)

2000 vége (2010)

2005 vége (2015)

Csatornázás>10 000

LEÉ,érzékeny

>15 000 LEÉ, normál és kevésbé

érzékeny

> 2 000 LEÉ,mindenütt

Biológiai tisztítás

  >15 000 LEÉ, normál és kevésbé

érzékeny

> 2 000 LEÉ, mindenütt

Tápanyag eltávolítás

> 10 000 LEÉ,

érzékeny

- -

Ha a csatornán összegyűjtött szennyvíz 2000 LEÉ-nél kisebb településen történik, a fentiek vagy egyéb megfelelő tisztítási technológia alkalmazása szükséges

Városi szennyvíz irányelv (91/271/EGK)Városi szennyvíz irányelv (91/271/EGK)

A 2000 lakosegyenérték feletti településekre tartalmaz előírást

Nem kizárólagos megoldásként javasolja a hagyományos, közműves szennyvízelvezetési és tisztítási gyakorlat alkalmazását

Azokon a településeken, településrészeken, ahol ez nem jelent környezetvédelmi szempontból előnyt, vagy pedig a beruházási és üzemeltetési költségek túlzottan megnőnének, a hagyományos rendszerekkel egyenértékű megoldások is alkalmazhatók

91/271/EGK Direktíva hatálya91/271/EGK Direktíva hatálya

Nemzeti Települési Szennyvízelvezetési Nemzeti Települési Szennyvízelvezetési és -tisztítási Megvalósítási Programés -tisztítási Megvalósítási Program

25/2002. (II. 27.) rendelet (illetve az azt többször módosító 30/2006 (II. 8.) kormányrendelet) kijelölte azokat a szennyvíz-elvezetési agglomerációkat, melyek területén a csatornázást és az összegyűjtött szennyvizeknek az agglomerációk központjában történő tisztítását az EU követelményeknek megfelelően, négy ütemben kell végrehajtani.

A nemzeti program B részeként a 174/2003. (X. 28.) számú, a közműves szennyvízelhelyező és –tisztító művel gazdaságosan el nem látható területekre vonatkozó Egyedi Szennyvízkezelési Nemzeti Megvalósítási Programról szóló kormányrendelet lehetőséget biztosít a szakszerű egyedi (nem közműves) szennyvízkezelés és elhelyezés alkalmazására.

2019-re vállalta Magyarország az összes települési szennyvíztisztító telepre érkező teljes N és P terhelés 75%-os csökkentését (2008: 70,5% N; 77,8% P)

Méret kategóriaÖsszes

tele-pülés

Csator-názott* (2004)

„A” program „B” program

163/2004

30/2006 163/

2004

30/2006

>100 000 9 8 9 9 0 0

10 000 – 100 000 132 79 132 132 0 0

5 000 – 10 000 136 71 135 136 1 0

2 000 – 5 000 518 230 514 515 4 3

1 000 – 2 000 664 268 492 424 172 240

600 – 1 000 520 152 359 284 161 236

300 – 600 620 162 378 315 242 305

0 – 300 531 82 271 197 260 334

Összesen 3130 1052 2290 2012 840 1118

A Szennyvíz program „A” és „B” A Szennyvíz program „A” és „B” komponensébe tartozó településekkomponensébe tartozó települések

163/2004 (V. 21.) és 30/2006. (II. 8.) rendeletek alapján*Csatornázottnak tekintettük a települést ha a bekötött és nem bekötött lakások aránya együttesen elérte a 80%-ot.

1990 2003

2015

Két típusú vízminőségi határérték: az elfolyó, tisztított szennyvizekre vonatkozó (emissziós

határérték, effluent standards)a befogadóra vonatkozó (immissziós vagy befogadó határérték,

stream standards vagy ambient water quality criteria)

Gyakorlat: Együttesen alkalmazás, a kibocsátott tisztított szennyvizekre

vonatkozó emissziós határértékek általában a gazdaságosságot is figyelembe vevő, technológiai határértékek, mint minimum követelmények

Ha a befogadó minőségi határértéke nem tartható, terhelhetőségi számítások alapján szigorúbb elfolyó víz előírást vagy tisztítási követelményt kell alkalmazni

Emisszió szabályozás - eEmisszió szabályozás - elvi megfontolásoklvi megfontolások

Paraméter Koncentráció a tisztított szennyvízben Eltávolítás

BOI5 (20oC-on) 25 (mg/l) 70-90 (%)

KOI 125 (mg/l) 75 (%)

Összes lebegőanyag

>10 000 LEÉ 35 (mg/l) 90 (%)

2000-10000 LEÉ 60 (mg/l) 70 (%)

Paraméter Koncentráció a tisztított szennyvízben Eltávolítás

ÖP10 000-100 000 LEÉ 2 (mg/l)

80%>100000 LEÉ 1 (mg/l)

ÖN10 000-100 000 LEÉ 15 (mg/l)

70-80%>100000 LEÉ 10 (mg/l)

91/271 EGK: A biológiai tisztítással / tápanyag 91/271 EGK: A biológiai tisztítással / tápanyag eltávolítással (érzékeny terület) szembeni kívánalmakeltávolítással (érzékeny terület) szembeni kívánalmak

Hazai szabályozásHazai szabályozás28/2004. (XII. 25.) KvVM rendelet „A vízszennyező anyagok kibocsátásaira vonatkozó határértékekről és alkalmazásuk egyes szabályairól”

A rendelet kétféle típusú határértéket tartalmaz:

Technológiai határérték: egyes gazdasági, háztartási, település-üzemeltetési tevékenységek általi szennyvíz kibocsátásra a rendelet 1. számú melléklete szerint megállapított vízszennyező anyag kibocsátási koncentráció vagy fajlagos kibocsátási érték.

Területi határérték: a vízszennyező anyag közvetlen bevezetésére, a vízminőség-védelmi területi kategóriák figyelembevételével a rendelet 2. számú melléklete szerint megállapított kibocsátási koncentráció érték.

Ezen felül, a hatóságoknak lehetőségük van egyedi elbírálás alapján a határértékek szigorítására vagy enyhítésére. Az egyedileg megszabott határértékek minimális és maximális értékeinek tartományát az 5. számú melléklet adja meg.

A határértékek alkalmazását a 220/2004. (VII. A határértékek alkalmazását a 220/2004. (VII. 21.) Korm. Rendelet szabályozza21.) Korm. Rendelet szabályozza

„A felügyelőség a kibocsátási határértéket a technológiai határérték és a területi határérték alapján határozza meg a következők szerint:

• ha a tevékenységre van technológiai kibocsátási határérték, akkor kibocsátási határértéknek azt kell előírni;

• ha a tevékenységre vagy a kibocsátásra jellemző szennyező anyagok közül egy adott szennyező anyagra nincs technológiai határérték, akkor a vonatkozó területi határértéket kell előírni kibocsátási határértéknek.”

Szennyező komponensek határértékei(1) koncentrációban (mg/l) vagy minimális eltávolítási hatásfokban (%) megadva

Kiépített terhelési

Dikromátos oxigénfogyasztás

Biokémiai oxigénigény (2) (3)

Összes lebegőanyag

Összes foszfor (öP)

Összes nitrogén (öN)

kapacitás [Leé]

(KOIk) (3) (BOI5) (öLA) (3) V. 1-jétől XI. 15-ig

XI. 16-tól IV. 30-ig

mg/l % mg/l % mg/l % mg/l % mg/l mg/l <600 300 70 80 75 100 - -(4) -(4) -(4) -(4) 601-2000 200 75 50 80 75 - -(4) -(4) -(4) -(4) 2001- 10 000

125 75 25 70-90 35 90 -(4) -(4) -(4) -(4)

10 001- 100 000

125 75 25 70-90 35 90 2(5) 80 15(5) 25(5)

>100 000 125 75 25 70-90 35 90 1(5) 80 10(5) 20(5)

(1) A koncentrációban megadott határérték (napi átlag érték) és az eltávolítási hatásfok alapján meghatározott határérték közül az engedélyben előírt csak az egyik kritériumnak kell megfelelni. A százalékos csökkentést a tisztítótelepre bevezetett nyers szennyvíz koncentrációjához képest kell értelmezni. (2) A BOI5 más paraméterrel helyettesíthető: összes szerves szén (TOC) vagy teljes oxigénigény (TOD), ha összefüggés állapítható meg a BOI5 és a helyettesítő paraméter között. (3) Tavas szennyvíztisztítás után vett vízmintákat - KOIk, BOI5 komponensekre - a vízminőségi vizsgálatokat megelőzően szűrni kell, azonban a szűretlen víz összes lebegőanyag koncentrációja nem haladhatja meg a 150 mg/l-t. (4)A hatóság vízvédelmi érdekek alapján egyedi határértéket állapíthat meg (területi határérték?) (5) A határértékeket a 240/2000. (XII. 25.) Korm. rendelet szerinti érzékeny és a 49/2001. (IV. 3.) Korm. rendelet szerinti nitrátérzékeny területeken kell betartani, 10 ezer LE terhelés felett.

KomponensKiemelt (régi I.)

Érzékeny (régi II.)

Időszakos vízfolyás

Normál (régi III-VI.)

pH 6,5-8,5 6,5-9 6,5-9 6,5-9

KOICr g/m3 50 100 75 150

BOI5 g/m3 15 30 25 50

NH4-N g/m3 2 10 5 20

Összes N g/m3 20 35 25 55

Összes P g/m3 0.7 5 5 10

Oldószer extr. g/m3 2 5 5 10

Lebegőanyag, g/m3 35 50 50 200

A 28/2004. (XII. 25.) KvVM rendelet fontosabb A 28/2004. (XII. 25.) KvVM rendelet fontosabb határértékei a három+1 kategóriábanhatárértékei a három+1 kategóriában

Új szempontok: az EU VKI figyelembe vételeÚj szempontok: az EU VKI figyelembe vétele

1. A 91/271 EGK Irányelvben előírt komponensekre a lakosegyenértéktől függő tisztított szennyvíz határértékek, illetve tisztítási hatásfokok minimum feltételként történő alkalmazása, minden szennyvíztisztító telepre (A minimum követelmények kiterjesztendők a 2000 lakosegyenérték alatti tartományra is (a 28/2004 (XII. 25.) KvVM rendelet 1. sz. mellékletének megfelelően)

2. A kibocsátott tisztított szennyvíz előírásokat terhelhetőségi számítások alapján kell megállapítani, valamint több komponensre is kiterjeszteni, és amennyiben a VKI által előírt, a befogadóra vonatkozó, víztípustól függő vízminőségi célállapot (jó ökológiai és kémiai állapot) nem teljesül, szigorítani

3. Ha a kibocsátás közvetlen vagy közvetett módon állóvízbe történik, a kritériumokat az állóvíz terhelhetősége alapján kell előírni. Egyes komponensekre területi érvényességgel is alkalmazható határérték (pl. Összes P-re a Balaton vízgyűjtőn 0,7 mg/l elfolyó víz határérték)

4. A terhelhetőség vizsgálatát a vízjogi engedélyezés során el kell végezni, a VKI szerinti vízgyűjtő gazdálkodási tervek (VGT) készítésével összhangban (379/2007 (XII.23) Korm.rend.)

Víztest jelenlegi állapota

Célállapot

Megengedhető terhelés meghatározása

Eléri a célállapotot?

Emissziós

határérték

szigorítása

Szükséges terhelés csökkenés meghatározása

A diffúz terhelések csökkentésével elérhető a

célállapot?

A szennyvíztisztító működésbe lépése után is

elérhető a célállapot?

Van-e egyéb, tervezett (új) szennyvíztisztító telep a

víztesten?

igen nem

nem

igen

A tisztítási követelmény megfelelő, kibocsátási

engedély kiadható

nincs

A meglévő pontforrások szabályozásával elérhető a

célállapot?

A felvízi vízminőség javításával elérhető a

célállapot?

igen

igen

igen

nem

nem

A szennyvízbevezetés engedélyezése csak

derogáció esetén

nem

van

Szennyvízkibocsátás engedélyezése a VKI (befogadó célállapot) szerintSzennyvízkibocsátás engedélyezése a VKI (befogadó célállapot) szerint

Vízi közmű helyzet MagyarországonVízi közmű helyzet Magyarországon

Vízellátás 95% felett Csatornázás kb. 70 %-os (bekötött lakások) 2500 településen nincs csatorna Közműolló még mindig nyitott (jelentős javulás az

elmúlt 2 évtizedben) Következmény: felszíni és felszín alatti vízkészlet

szennyeződik Egyre szigorúbb környezetvédelmi előírások (VKI)

Vízi közmű helyzet MagyarországonVízi közmű helyzet Magyarországon

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Tis

ztíto

tt s

zennyv

íz a

rán

ya (

%)

III. tisztítási fokozattal is tisztított

Legalább II. tisztítási fokozattal tisztított

Csak mechanikailag tisztított

Gazdasági helyzetGazdasági helyzet

Tőkehiány (EU és hazai források, pályázati rendszer, válság) Privatizáció/reprivatizáció? Környezetvédelem felértékelődése Speciális településszerkezet (települések 75%-a 2000 LEÉ alatti

– 17%-a a lakosságnak) Kistelepülések speciális helyzete (magas fajlagos költségek –

hagyományos megoldások nem fenntarthatók, kis fizetési hajlandóság)

Következmény: Olcsó, hatékony és környezetkímélő szennyvíztisztítási eljárások iránt növekszik az igény

Szennyvízelhelyezés (”Szennyvíz Program”)

Intenzív (konvencionális)

Szennyezőanyag-eltávolítás felgyorsítvaEnergia-bevitelVegyszerek alkalmazása

Extenzív (természetes)

Szennyezőanyag-eltávolítás nem felgyorsítottTermészeti erőforrások használata "low cost technology"

Szennyvíztisztítási technológiákSzennyvíztisztítási technológiák

Szennyvíztisztítási technológiákSzennyvíztisztítási technológiák

Intenzív technológiák

Eleveniszapos eljárások Hagyományos SBR Oxidációs árok Stb..

Fixfilmes eljárások Csepegtető testek Merülő-tárcsás Bioszűrők Stb..

Extenzív technológiák

Szárazföldi rendszerek Szikkasztás Talajszűrés (lassú szűrés) Szennyvíz-öntözés Kavics és homokszűrők (gyors szűrés) Gyökérzónás szennyvíztisztítás

Vízi rendszerek Szennyvíztisztító tavak Úszó v. lebegő vízi növényes Felszíni átfolyású wetlandek Csörgedeztetés

Szárazföldi rendszerekSzárazföldi rendszerek

Szikkasztás

Szennyvíz-öntözés (irrigation)

Talajszűrés (slow rate infiltration)

Gyors homokszűrés (rapid infiltration)

Gyökérmezős szennyvíztisztítás

(root zone system, subsurface flow wetland)

Vízi rendszerekVízi rendszerek

Tavak, lagúnák (pond, lagoon)anaerob fakultatív (aerob-anaerob)aerob levegőztetetthalastavak

Úszó v. lebegő vízinövényes (floating plant system)

Nádastó (free water surface wetland)

Csörgedeztetés (overland flow)

Természetes szennyvíztisztítási rendszerekTermészetes szennyvíztisztítási rendszerek

Előnyök: környezetbarát

alacsony építési, működtetési és fenntartási költség

alacsony energiaigény

működtetés különleges szakképzetséget nem igényel

szélsőséges üzemelési körülmények között is működtethető

más célokra nem használható területeken is kialakítható

esztétikus

diffúz szennyeződéseket is képes kezelni

tájba illeszthető

Természetes szennyvíztisztítási rendszerekTermészetes szennyvíztisztítási rendszerek

Hátrányok: nagy területigény (hosszú tartózkodási idő)

speciális követelmények (topográfia, talajtípus)

Általában alacsonyabb szennyezőanyag eltávolítási hatékonyság

hatásfok szezonális változása

beüzemelés hosszadalmas lehet

építési hibák nem derülnek ki azonnal

Rövid kronológiaRövid kronológia

Kichkuth 1977: „root-zone method” → a természet-közeli eljárások „újra felfedezése”.

80-as években Nyugat-Európában és az USA-ban nagyszámú természet-közeli telep épül.

90-es években kezdenek kialakulni a tervezési irányelvek. Javul az elfolyó vízminőség és a rendszerek stabilitása.

Napjaink: még mindig nagyon sok a kutatandó feladat. Jól működő, kiforrott modellek nem állnak a rendelkezésre. Problémák:Nagyszámú publikáció összehasonlíthatóságaJelentős klimatikus függőségNagyobb mértékű stochasztikus jelleg mint az extenzív

technológiák esetében

ipari és mezőgazdasági szennyvizek tisztításakommunális szennyvizek tisztításacsapadékvizek tisztításavizek nehézfém tartalmának csökkentésehulladéklerakók csurgalékvizének tisztításaTFH tisztításahígtrágya kezelésrekultivációnem pontszerű (diffúz) szennyezések mérséklésevízminőség-védelemiszapkezelésstb...

Alkalmazási területAlkalmazási terület

Extenzív és intenzív technológiák Extenzív és intenzív technológiák összehasonlítása összehasonlítása   Intenzív technológiák Extenzív technológiák

Gazdaságos lakos egyenérték terhelés bármilyen alacsony (max. 2-5 ezer fő)

Beruházási költség azonos vagy magasabb azonos vagy alacsonyabb

Üzemeltetési költség magas alacsony

Keletkező iszap mennyisége magasabb alacsonyabb

Szag emisszió minimális minimális

Energia és vegyszerigény magasabb alacsonyabb

Kezelőszemélyzet igény azonos vagy magasabb azonos vagy alacsonyabb

Felhazsnált mesterséges anyagok mennyisége magasabb alacsonyabb

Zajártalom azonos vagy magasabb azonos vagy alacsonyabb

Évszakonkénti üzembiztonság azonos vagy magasabb azonos vagy alacsonyabb

Területigény alacsony magas

Átlagos leválasztási szerves anyag leválasztási hatásfokok azonos vagy magasabb azonos vagy alacsonyabb

Átlagos leválasztási növányi tápanyag anyag leválasztási hatásfokok azonos vagy magasabb azonos vagy alacsonyabb

Hidraulikai ingadozásokra való érzékenység magas alacsony

Szerves anyag terhelés ingadozásra való érzékenység magas alacsony

Esztétikai szempontok azonos vagy kedvezőtlenebb azonos vagy kedvezőbb

Az elfolyó szennyvíz minőségi ingadozásának mértéke azonos vagy kisebb mértékű azonos vagy nagyobb mértékű

Alkalmazás lehetőségei és korlátai Alkalmazás lehetőségei és korlátai hazánkban szennyvíztisztítási területenhazánkban szennyvíztisztítási területen

Korszerű közműpótlókéntTelepülési vagy ipari illetve mezőgazdasági szennyvíztisztítóban

második fokozatú tisztításként csak az alábbi korlátozások esetén alkalmazható:A település lakos száma 2000 fő alatti, különösen javasolt vizsgálni a 600

fő alatti településeknél

A befogadó általános vízminőség-védelmi kategóriájú (amennyiben a befogadó élővíz)

A befogadó nem nitrát-érzékeny terület vagy nem vízbázis-védelmi terület (amennyiben a befogadó a talaj és talajvíz)

Olcsón vagy ingyen (önkormányzati tulajdonban) áll rendelkezésre, a szennyvíztisztító telep építésére alkalmas terület

Intenzív technológiájú telepek utótisztítójakéntEgyéb esetekben egyéni vizsgálat tárgyát képezi az alkalmazhatóság!

Lassú beszivárogtatás (talajszűrés)Lassú beszivárogtatás (talajszűrés)

A szennyvizet növényzettel borított területre vezetik Tisztítás a víz talajon történő átszivárgása közben Hidraulikai terhelés 400-5500 mm/év (1-15 mm/nap) Előnyei:

Az alkalmas talajok széles skálája Talajvíz visszapótlás Olcsó és egyszerű üzemeltetés

 Hátrányai: A többi szárazföldi módszernél nagyobb területigény (az alacsony

terhelések miatt) Talaj bakteriális elszennyeződése Talajvíz szennyeződhet - drénhálózat Szikesedés Legalább mechanikai előkezelés szükséges. A talajvízkészlet

veszélyeztetettségének mértéke alapján kell az előkezelési módot meghatározni.

Lassú beszivárogtatásLassú beszivárogtatás

Szennyvíz elosztása felszíni árkos permetező technika

Lassú beszivárogtatásLassú beszivárogtatás

Szennyezőanyag-eltávolítási mechanizmusokLebegőanyag: a talaj általi szűrésNitrogén: növényi felvétel, ammónia volatilizáció,

nitrifikáció/denitrifikációAmmónium-ion: talajrészecskékhez kötődhetnek, ahol

mikroorganizmusok nitrifikáljákFoszfor: adszorpció, kiülepedés, növényi felvétel, ha a

növényzet betakarítását rendszeresen végzik

Szennyvíz öntözés Szennyvíz öntözés (talajöntözés)(talajöntözés)Szennyvízöntözés = lassú beszivárogtatás egy speciális fajtája

Fő cél a növényzet (valamilyen haszonnövény) vízzel és tápanyaggal való ellátása

Hazai gyakorlat: nyárfás vagy fűzes ültetvények öntözése

Gyakran használt eljárás a délebbi országokban (víz helyben tartása)

Nyárfás öntözésNyárfás öntözés

Magyarországi gyakorlat

Árkos elosztás

Drénhálózat!

35

Szennyvíz öntözésSzennyvíz öntözés

Szennyvíz öntözésSzennyvíz öntözés Előnyei:

Alternatív vízforrás (vizek helyben tartása) A tisztítási eljárás kombinálása a termeléssel A haszonnövények ellátása vízzel és tápanyaggal – pl. fatermelés Az adott terület mezőgazdasági értékéknek növelése A műtrágya szükséglet csökkentése Olcsó és egyszerű üzemeltetés Kimagasló P eltávolítás

 

Hátrányok és korlátozó tényezők: Az öntözött növényekre mérgező hatású összetevők előzetes eltávolítása

szükséges Szigorú egészségügyi és környezeti szabályozások a lehetséges

szennyeződésekre és mérgező összetevőkre Talaj bakteriális elszennyeződése Talajvíz szennyeződhet - drénhálózat Szikesedés Legalább mechanikai előkezelés szükséges. A talajvízkészlet

veszélyeztetettségének mértéke alapján kell az előkezelési módot meghatározni.

Gyors homokszűrésGyors homokszűrés

Szennyvizet egy talajjal kitöltött földmedencébe engedik A szennyvíz a talajon való átszivárgás során tisztul meg A lassú beszivárogtatástól elsősorban a hidraulikai terhelés mértékében

különbözik (15-450 mm/nap) – kisebb területigény Talaj szemcseeloszlása fontos Legjobb talajok a viszonylag durva textúrájúak (agyagos iszapok, iszapos

homokok) Növényzet nincs - terhelés túl magas ahhoz, hogy a tápanyagfelvételnek

jelentős hatása lehessen az eltávolításban Rendszerint utótisztító, vagy mechanikailag előtisztított szennyvíz

tisztítására használják

Gyors homokszűrési technológia (1)Gyors homokszűrési technológia (1)

Gyors homokszűrési technológia (2)Gyors homokszűrési technológia (2)

Medence keresztmetszeteMedence keresztmetszete

41

Homok és kavics filterekHomok és kavics filterek

Gyors homokszűrésGyors homokszűrés

Nitrogéneltávolítás: nitrifikáció/denitrifikáció1-3 nap elárasztás, 5-10 nap száradás

a talaj felső rétegében a nitrifikációhoz szükséges aerob körülmények visszaállhatnak

A foszfor eltávolítása a talajszemcsékhez való adszorpció eredménye (Fe tartalmú töltet).

Gyökérmezős szennyvíztisztításGyökérmezős szennyvíztisztításSzigetelt medence vagy csatorna, amelyet porózus anyaggal

töltenek kiEbben vízi-mocsári növényzet nőA víz szintje megfelelő működés esetén a felszín alatt maradAz áramlás iránya vízszintes vagy függőleges lehet

Gyökérmezős szennyvíztisztításGyökérmezős szennyvíztisztítás

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

A növényi tápanyagok eltávolítása növényi felvétel, talajszemcsékhez kötődés és biológiai folyamatok során megy végbe

A szervesanyagok eltávolításában biológiai folyamatok vesznek részt, míg a lebegőanyagokéban a szűrés

45

Gyökérzónás szennyvíztisztításGyökérzónás szennyvíztisztításFüggőleges átfolyású műtárgy:

Vízszintes átfolyású műtárgy:

46

Vízszintes átfolyású rendszerVízszintes átfolyású rendszer

Vízszintes átfolyású rendszerVízszintes átfolyású rendszer

FelülnézetFelülnézet

Gyökérmezős szennyvíztisztításGyökérmezős szennyvíztisztítás

Előnyök és hátrányokElőnyök és hátrányokElőnyök

Szag-emisszió mentes

Minimális iszapkezelési költség

Minimális felügyeleti és élőmunka igény az üzemeltetésnél

Alacsony évszakfüggőség (nitrogén-formák)

Esztétikai megjelenés

HátrányokNagy területigény

Relatíve magas beruházási költség

Maximált élettartam

Eltömődési érzékenység

Gyenge növényi tápanyag eltávolítási hatékonyság

A gyökérzónás technológia A gyökérzónás technológia nemzetközi, illetve hazai megítélésenemzetközi, illetve hazai megítélése

Első külföldi telepek a 70-es évek végén épültek.

Első hazai telep 1991-ben épült Tóalmás községben. Jelenleg kb. 20-25 db működő gyökérzónás telep van hazánkban.

Népszerű eljárás szerte a világon, különösen az USA-ban, Nyugat- és Észak-Európában, Ausztráliában.

Hazánkban népszerűtlen eljárás, melynek okai: A befogadói határértékrendszer alakulása napjainkig A hazai szennyvíztisztítási – csatornázási pályázatok

rendszere A nem megfelelő tervezési gyakorlat és a kevés hazai

tapasztalat A hazánkban üzemelő rendszerek negatív üzemelési

tapasztalatai

TöltetTöltet

Töltet mélysége: 0,5 - 1,5 mMinimális áteresztő képesség: k=10-4 m/sLehetséges anyagok:

Frakcionált kavics Homok Talaj Speciális anyagok pl. agyagpala, zeolit, stb.. Ezek keverékei Több elkülönített réteg is beépíthető

NövényzetNövényzet

Alkalmazott növények lehetnek bármely makrofita fajok (pl: nád, sás, stb..)

Kedvelje a helyi éghajlatot A gyökérzete jól szője át a töltetet Egyszerű legyen a telepítése Alacsony legyen a gondozási igénye

Telepítési sűrűség: ~ 3 - 20 db/m2

Növények szerepeNövények szerepe

Oxigént juttat a víz fázisbaStabilizálja a töltet felszíntMérsékli a függőleges átfolyású rendszerek eltömődési

hajlandóságátMérsékli a fagyveszélyt és a szennyvíz kihülésétNagy felületet biztosít a mikroorganizmusok megtelepedéséhezNövényi tápanyagokat fogyaszt a szennyvízbőlÉletteret biztosít magasabb rendű élőlények számáraJavítja a telep esztétikai megjelenésétKedvező mikroklímát biztosít a mikroorganizmusoknakJavítja a műtárgyban kialakuló biofilm tömörségétTévhit: javítja a talajtöltetű hosszanti átfolyású műtárgyak

áteresztő képességét !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Gyökérzettel átszőtt töltetGyökérzettel átszőtt töltet

Eltömődési folyamatokEltömődési folyamatokFőbb okok:

Biofilm képződés Lebegőanyagok mechanikai blokkolódása Kémiai kicsapódások a töltetben

A probléma mérséklési módjai: Jó mechanikai előkezelés Magas áteresztőképességű töltet választása Nagy bevezetési felület kialakítása Szakaszos üzem

Gyökérzónás műtárgyak tervezési kritériumai I.Gyökérzónás műtárgyak tervezési kritériumai I.

A szükséges mezőfelület:min. mezőfelület 5 m2/LEÉtényleges felület a konkrét terhelésektől függően

(akár 20 m2/LE is lehet!)

Gazdaságos telepítés felső határa: ~2000 LEÉhidraulikai-terhelés: 200-250 m3/nap

szervesanyag-terhelés: 100-140 kgBOI5/nap,

200-280 kgKOI/nap

összes nitrogén-terhelés: 20-24 kgÖN/nap

összes foszfor-terhelés: 5-7 kgÖP/nap

58

Fajlagos hidraulikai terhelés:Függőleges átfolyású műtárgy: 60 mm/napVízszintes átfolyású műtárgy: 40 mm/napKombinált műtárgyak esetén egyedi elbírálás

Töltetanyag:Függőleges átfolyású műtárgy: homok vagy homokos

kavics finomfrakciók nélkülVízszintes átfolyású műtárgy: frakcionált kavics min.

szemátmérő 4 mm

Gyökérzónás műtárgyak tervezési kritériumai II.Gyökérzónás műtárgyak tervezési kritériumai II.

59

Maximális szervesanyag-terhelés: 20-25 gKOI/m2,nap Maximális LA-terhelés: 5-7 gLA/m2,napFüggőleges átfolyású műtárgyaknál a minimális

rávezetési periódus: 3 óra (pufferolás)

Gyökérzónás műtárgyak tervezési kritériumai III.Gyökérzónás műtárgyak tervezési kritériumai III.

60

Függőleges és vízszintes átfolyású Függőleges és vízszintes átfolyású rendszerek összehasonlításarendszerek összehasonlítása

Függőleges átfolyású

rendszerek

Vízszintes átfolyású

rendszerekszerves anyag eltávolítás

mértékekiváló jó

LA eltávolítás mértéke közepes kiválóNH4-N eltávolítás mértéke kiváló alacsony

NO3-N eltávolítás mértéke alacsony jószennyvíz adagolási mód szakaszos folyamatos

áramlás jellege három fázisú kétfázisúmakrofiták jelentősége az

oxigén háztartásbankismértékű nagymértékű

makrofiták gyökérzetének áramlástorzító hatása

elhanyagolható jelentős

maximális hidraulikai terhelés [mm/nap]

60 40

töltetanyag homok frakcionált kavics

A kombinált (multistage) rendszerekA kombinált (multistage) rendszerek

Nemzetközi tapasztalatok: 95-99%-os szerves anyag eltávolítás mellett jól működnek a nitrifikációs-

denitrifikációs folyamatok (amerikai tapasztalatok) Az elfolyó BOI5 koncentráció 20 mg/l alatti télen-nyáron (belga

tapasztalatok) Nyári időszakban tartható a 10 mg/l alatti elfolyó NH4-N koncentráció

(német tapasztalatok) A nitrifikálódott nitrogén 80%-a denitrifkikálódik a rendszerben (német

tapasztalatok) Platzer mérési eredményei szerint a maximális fajlagos ÖN eltávolítási

teljesítmény 6.5 gÖN/m2

Nagyobb flexibilitású rendszerek Nagyobb flexibilitású rendszerek szempontjaiszempontjai

A rendszer jól illeszkedjen a nyers szennyvíz minőség és az elfolyó szennyvízzel szemben támasztott befogadói paraméterek által megszabott tisztítási feladathoz.

A technológia minél flexibilisebb legyen, hogy a tervezési bizonytalanságokból eredő esetleges emissziós problémák üzemelési-rend váltással a próbaüzem során megszüntethetők legyenek.

A téli és a nyári üzemre külön üzemeltetési alternatíva álljon rendelkezésre.

A sorba illesztett technológiák egymás hátrányait küszöböljék ki vagy csökkentsék.

CsörgedeztetésCsörgedeztetés

A szennyvíz egy megfelelő lejtésű, fűvel borított, teraszosított lejtőn folyik le (lépcsős vagy teraszos kialakítás)

Tisztítási folyamatok: Kiülepedés Szűrés Adszorpció Mikrobiális átalakítás Lebontás

CsörgedeztetésCsörgedeztetés

CsörgedeztetésCsörgedeztetés

Talaj áteresztőképessége: <5 mm/hFinom szerkezetű agyag, agyagos vályogNövényzet (fűféleség) biztosít közeget a tisztításban

szerepet játszó mikroorganizmusoknak, akadályozza az eróziót és fölvesz növényi tápanyagokat

PeriodicitásMax. hidraulikai terhelés: 7,5 cm/napMagas oxigén beviteli hatékonyságGyakran felszíni átfolyású wetlandekkel kombinálval

Szennyvíztisztító tavak (felszíni átfolyású Szennyvíztisztító tavak (felszíni átfolyású wetlandek) csoportosításawetlandek) csoportosításaNövényi dominancia

Makrofita dominanciájú tavak Nádas tavak (nád, sás,

káka, hínár, vízitök, stb..) Úszó vízinövényes

rendszerek (pl. Lemna) Vegyes rendszerek

Fitoplankton dominanciájú tavak

OxigénellátottságAnaerobFakultatívAerob

Hidraulikai kialakításTavakLagunák

Levegőztetési módTermészetes Mesterséges

66

Tavas rendszerek előnyei-hátrányaiTavas rendszerek előnyei-hátrányai

ElőnyökMagas tartózkodási idő –összetett lebontási folyamatokEgyszerű és olcsó üzemeltetésAlacsony kivitelezési költségJól tűri a hidraulikai és szerves anyag terhelés

ingadozásokat

HátrányokNagy helyigényTéli vízlehűlés hatásai

Tavak, lagúnákTavak, lagúnák

Egy vagy több nyílt vízfelszínű, szigetelt medencéből állnak

Miközben a szennyvíz átfolyik rajtuk, a szennyezőanyagokat mikroorganizmusok lebontják

Anaerob tavakAnaerob tavak

Olyan magas szerves terhelést kapnak, hogy a víztérben aerob zóna nem tud kialakulni

Átlagos mélységük 2,5-5 m, a szennyvíz tartózkodási ideje 20-50 nap

A lejátszódó fő biológiai folyamatok: savképződés és anaerob bontás

Fakultatív tavakFakultatív tavak

1,2-1,8 m mélyek, felső rétegük aerob, míg az alsó rétegekben anaerob viszonyok uralkodnak

A szennyvíz tartózkodási ideje általában 7-120 nap A fakultatív működés kulcsa a felszíni algák által termelt

oxigén és a felső réteg átlevegőzése a felette lévő légrétegből

Az oxigént a felső vízréteg aerob baktériumai használják föl a szervesanyag lebontásához

Aerob tavakAerob tavak

Teljes mélységükben tartalmaznak oldott oxigént (algák fotoszintézise, felszín átlevegőzése)

Sekélyek (30-60 cm mélység)Rövid tartózkodási idő : 2-6 nap

Fitoplankton dominanciájú tavakFitoplankton dominanciájú tavak

lev. nélküli levegőztetett utótisztítóMélység [m] 2,5-5 1-2,5 0,3-1 2-6 0,5-1

BOI5-terhelés [kg/ha,nap] 200-500 15-200 40-160 50-250 max. 15

Anaerob FakultatívAerob

Fitoplankton dominanciájú tavakFitoplankton dominanciájú tavak

Fitoplankton dominanciájú tavakFitoplankton dominanciájú tavak

Fitoplankton dominanciájú tavak Fitoplankton dominanciájú tavak

Célszerű több tó sorba kapcsolásaRecirkuláció szerepe:

Oldott oxigén bevitel a rendszer elejém

Sejt visszatáplálás

Elfolyó algakoncentráció problematikájaTéli lehűlés problematikája

Úszó – lebegő vízinövényes rendszerÚszó – lebegő vízinövényes rendszer

Vízi jácint (Eichhornia crassipes), a békalencse (Lemna sp., Spirodela sp., and Wolffia sp.)

A békalencse fajok kisméretű, néhány mm nagyságú levélkével és 1 cm-nél rövidebb gyökérrel rendelkeznek

A vízi jácint egy édesvízi évelő növény, lekerekített, felfelé álló, fényes zöld levelekkel és csúcsos virágzattal, a gyökere természetes körülmények között 30 cm hosszú  

Úszó vagy lebegő növényes tisztításÚszó vagy lebegő növényes tisztítás

növények szerepe:

vízfelszín beterítése - alganövekedés megakadályozása

a kiülepedést is elősegítik

vízi jácint gyökérzetén mikroorganizmusok tudnak megtelepedni, valamint oxigént juttat a vízbe a gyökerén keresztül

Lemnás tóLemnás tó

Úszó vízinövényes szennyvíztisztításra Úszó vízinövényes szennyvíztisztításra alkalmas területekalkalmas területek

Nádastó (makrofita dominanciájú tó)Nádastó (makrofita dominanciájú tó)

NádastóNádastó

NádastóNádastó Általában aerob, nagy szerves anyag terhelés esetén fakultatív rendszer Természetes levegőztetésű rendszer Általában szigetelt földmedencében kerül kialakításra Főbb tisztítási folyamatok:

Biokémiai lebontás Adszorpció Ülepedés

Magas tartózkodási idő (10 - 100 nap) Nagy helyigény A rendszer jól tűri a hidraulikai és szerves anyag terhelés ingadozásokat Magyarországi éghajlati viszonyok esetén probléma a téli tisztítási

hatékonyság visszaesés (mértéke vitatott) Elfolyó víz algakoncentrációja alacsonyan tartható

NádastóNádastóAz elhaló növényi részek a téli hónapok alatt jó hőszigetelést nyújtanak, csökkentve a szél és a konvekció által eltávozó hőmennyiséget.

A növények oxigéntranszportja a gyökértérbe szintén fontos, bár a fő oxigénforrás a felszíni átszellőzés.

NádastóNádastó

NádastóNádastó

Néhány nádas tavas szennyvíztisztító telep Néhány nádas tavas szennyvíztisztító telep elhelyezkedése Észak-Amerikábanelhelyezkedése Észak-Amerikában

Működési jellemzőkMűködési jellemzők

0,14-1,6Öntözés

0,6-3,0303-18925Talajszűrés

23-56303-48000Gyors homok-Szűrés

5,1-11,7(8,2)

1,4-22,3(7)

337-4147Nádastó

19,1(3,1)

2,4(10)

49-2248Úszó vízi-Növényes

0,9-23,0(5)

0,87-26,0(7,8)

1-200Gyökér-mezős

FAJLAGOSFELÜLETm2/lakos

HIDRAULIKUS

cm/nap

KAPACITÁS

m3/napTÍPUS

Megjegyzés: Zárójelben az átlagok

Eltávolítási hatásfok (%)Eltávolítási hatásfok (%)

699380Gyorshomokszűrés

15-81(50)

12-65(50)

60-93(80)

51-89(80)

Nádastó

16-67(50)

14-72(40)

20-95(80)

10-94(80)

Úszóvízinövényes

11-94(40)

10-88(40)

60-98(80)

51-95(80)

Gyökérmezős

ÖsszesN

Összes P

Lebegő-anyag

BOI5Típus

Megjegyzés: Zárójelben az átlagok

Közegészségügyi jellemzőkKözegészségügyi jellemzők

ELTÁVOLÍTÁS (LOG10 EGYSÉG)

1-41-6Fertőtlenítés

1-41-6Stabilizációs tó

1-21-2Lagúna

0-10-2Eleveniszapos rendszer

0-10-1Ülepítés

VírusBaktériumTípus

Szügyi szennyvíztelep, eltávolítási Szügyi szennyvíztelep, eltávolítási hatásfok, % (1)hatásfok, % (1)

10098921009592 MAXIMUM

4416-3719- MINIMUM

162042151838SZÓRÁS

868123827825ÁTLAG

TelepGyökér-mező

ÜlepítőTelepGyökér-mező

Ülepítő

BOI, %KOI, %

Szügyi szennyvíztelep, eltávolítási Szügyi szennyvíztelep, eltávolítási hatásfok, % (2)hatásfok, % (2)

10097971008462 MAXIMUM

------ MINIMUM

344136313433SZÓRÁS

46289503411ÁTLAG

TelepGyökér-mező

ÜlepítőTelepGyökér-mező

Ülepítő

NH4-N, %Összes nitrogén, %

Szügyi szennyvíztelep, eltávolítási Szügyi szennyvíztelep, eltávolítási hatásfok, % (3)hatásfok, % (3)

10099911009236 MAXIMUM

03-265- MINIMUM

313064202540SZÓRÁS

7170-7667-ÁTLAG

TelepGyökér-mező

ÜlepítőTelepGyökér-mező

Ülepítő

PO4-P, %Összes foszfor, %

Szügyi szennyvíztelep, eltávolítási hatásfok, % Szügyi szennyvíztelep, eltávolítási hatásfok, % (4)(4)

10010099100100100 MAXIMUM

8780507475- MINIMUM

35396736SZÓRÁS

989574979476ÁTLAG

TelepGyökér-mező

ÜlepítőTelepGyökér-mező

Ülepítő

Össz.baktériumszám, 37°C, %

Össz.baktériumszám, 20C , %