13. Aerob hulladékkezelési eljárások (komposztálás)

HUlladékgazdálkodás 1. 1. Előadás 13. Aerob hulladékkezelési eljárások (komposztálás) - Komposztálás célja, alkalmazási területei, befolyásoló tényezői, előnyei, hátrányai. - Komposztálás technológiai megoldásai. - A komposztáló telep méretezéséhez szükséges vizsgálatok, paraméterek. - A tervezés és üzemeltetés szempontjai.

Forrás: Simon Miklós, Szűcs Beatrix: Hulladékgazdálkodás, szerves hulladékok kezelése oktatási segédletek

Iszapkezelés jelentősége : Stabilizálás Biológiailag bontható szerves anyagok eltávolítása, Fertőzőképesség csökkentése

Komposztálás célja – szerves hulladék és iszapkezelelés jelentősége Megnevezés

által okozott betegség

A KÓROKOZÓ nedves közegben való elpusztításhoz szükséges

hőmérséklet oC

minimális behatási idő

5-30 20 15-20 20 60 15-20

1.

Salmonella typhi

hastífusz

2.

Salmonella parathyphi B

paratífusz

3.

Escherichia coli

55-60 > 60 60 > 60 55 60-68

4.

Shigella dysenterias

bacillaris disentéria

55

60

tuberkulózis

55-65

5-60

tetanusz

100

5-60

50

30-60

6.

Mycobacterium Tuberculosis Clostridium Tetani

7.

Vibrio cholerae

kolera

8.

Leptospira ictero Haemorrhagiea

WEIL betegség

9.

Polimycetilis vírus

10.

Hepatitis vírus

5.

gyermekbénulás fertőző májgyulladás

hulladékokban, talajban

nap

szennyvíz szemét szennyvíz szemét szennyvíziszap termőföld szennyvíz szemét köpet termőföld termőföld szemét szennyvíz ürülék

6 4-15 24-136 23 180-360 200 10-40 2-5 120-200 150-180 évekig 1 2-5 20-30

szennyvíz

60

50-60

10-30

szennyvíz

8-180

50

240

szennyvíz

180

szemét szennyvíz szennyvíziszap termőföld szemét

120 90 30 évekig 100-180

szemét

40-50

11.

Ascaris (pete)

craóféregség

50-55

60 5-7

12.

Trichinae spiralis (lárva)

13.

Entamoeba hystolyca

borsóféreg amőbás dizentéria

14.

Spiralis salmonella

bélfertőzés

15. 16.

Taenia saginata Brucella abortus Cerynebacterium diphteriae

galandféreg váltóláz

65,5 45 50 55 15-20 55 62-63

1 30 5 60 68 3-5 3

difteria

55

45

17.

életképessége

Komposztálás célja – szerves hulladék és iszapkezelelés jelentősége Iszapkezelés jelentősége : Költségek - Mennyiség csökkentése - Víztartalom csökkentése - további ártalmatlanítás, hasznosítás költségeinek csökkentése - Minőség javítása (kevésbé veszélyes, nem veszélyes hulladékká alakítani)

Speciálisan a szennyvíziszap esetén Stabilizálás: - fertőző képesség csökkentése, megszüntetése; szerves anyag eltávolítása + további bomlás és reakciótermékek ne legyenek + bűzhatás megszüntetése Víztelenítés: - a víztartalom (és ezáltal a tömeg és a térfogat) csökkentése - a vízteleníthetőség (vízleadó képesség) kondicionálással javítható Ártalmatlanítás: - az iszap „végleges” elhelyezése A gyakorlati megvalósításokban a fenti három fokozat nem válik élesen szét egymástól, párhuzamosan is lejátszódhatnak. Felhasználható irodalom/irányelvek: MI-10-127/8 (Könyvtár) MSZ EN 12255 szabványsorozat megfelelő fejezetei FTP-n: környezettechnológia tanszék, illetve külön iszapkezelés tantárgy

Komposztálás célja - Szerves hulladék (kiemelten szennyvíziszap): - Víztartalom csökkentés - Szervesanyag tartalom csökkentés (stabilizálás) - Fertőzőképesség csökkentés - Szaghatás csökkentése - Térfogat csökkentése - Tömeg csökkentése - További hasznosítás lehetővé tétele: - Mezőgazdaság (N,P,C tápanyagok) - Energetikai célú hasznosítás - Lerakás

Komposztálás célja - Komposztált szerves hulladék hasznosítása, ártalmatlanítása: - sérült területek rehabilitációja, - szennyezett területek kármentesítése utáni rekultiváció, - depóniák takarása (a kommunális hulladék depóniáknál többnyire rendelkezésre áll a szervesanyag tartalmú szilárd hulladékból készített komposzt, ezért komposztált szennyvíziszap ott nem feltétlenül jellemző), - autópályák töltéseinek takarása (építés után és fenntartási célból), - árvédelmi töltések takarása (építés után és fenntartási célból), - humuszpótlás - mezőgazdaságban, termőterületen történő elhelyezés

Alkalmazási területek - Szennyvíziszap stabilizálás, mennyiségének és víztartalmának csökkentése, a szerves anyagok aerob lebontásával - Növényi hulladékok komposztálása, mennyiségének csökkentése - Állati hulladékok (tetemek, trágya, testrészek, stb.) stabilizálása, mennyiségének csökkentése - Bármilyen aerob úton bontható szerves anyag eltávolítása, lebontása, veszélyességének csökkentése (olajok, zsírok, élelmiszer ipari melléktermékek, stb.)

Befolyásoló tényezők Az iszap (szerves hulladék) kezelési technológiájának kiválasztását befolyásolja: I. A végső ártalmatlanítás lehetséges módja II. A szerves hulladék minősége, összetétele, ami szennyvíziszapnál speciálisan a: - Szennyvíz tisztítási technológiától függ Iszapkor, előülepítő megléte, víztelenítés módja, szerves anyag tartalom növelő adalékok rendelkezésre állása, száraz anyag tartalom növelő adalékok rendelkezésre állása, helyigény, toxikus anyagok az iszapban (nehézfémek, szerves mikroszennyezők), stb.

Befolyásoló tényezők Előülepítő megléte Primer iszap vagy más néven nyersiszap: - előülepítő (a nyers szennyvízből kiülepedő iszap) -bűzös, magas szervesanyag tartalmú, jobban vízteleníthető (1-4% szárazanyag tartalom érhető el gravitációsan) Szekunder iszap vagy más néven fölösiszap: - a biológiai fokozatból kivett eleveniszap (általában az utóülepítő, de nem feltétlenül csak az) - biológiailag bontható szervesanyag tartalma az iszapkortól függ – alacsony iszapkornál magasabb, magas iszapkornál (totál oxidáció, részlegesen stabilizált iszap) alacsonyabb - rosszabbul vízteleníthető (pelyhes szerkezet, kationos polielektrolit lehet szükséges kondícionáláshoz) Kevertiszap: - az előző kettő keveréke - az összekeverés általában még a sűrítés vége előtt (magában az előülepítőben, gravitációs sűrítőben, külön medencében/tartályban)

Befolyásoló tényezők Előülepítő megléte Primer iszap: - mennyisége nehezen becsülhető - előülepítő üzemeltetésétől függ: - tartózkodási idő - szennyvízminőség - felületi lebegőanyag terhelés Ülepítési idő hatása a primer iszap mennyiségére

Paraméter

Mérték egység

2,0 h

1,5 h

1,0 h

0,5 h

Nyers iszap

g SZ / LE.d

45

41

38

0

Befolyásoló tényezők Tisztítási technológia – eleveniszap, iszapkor Fölösiszap: - mennyisége és szárazanyag tartalma a technológia tervezésekor jó közelítéssel kiszámítható - mennyisége az iszapkortól függ Fajlagos fölösiszap termelés (40 mg/l BOI és 25 mg/l lebegőanyag esetén, 15 oC-on, ATV alapján) 1.1

kg száa / kg BOI5

1

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5 0

5

10

15

20

Iszapkor (nap)

25

30

35

Befolyásoló tényezők Tisztítási technológia – eleveniszap, iszapkor Paraméter

Mérték egység

2,0 h

1,5 h

1,0 h

0,5 h

BTS = 0,3 kg/kg.d

g SZ / LE.d

37,2

42,7

48,1

72,2

tTS = 12 d

g SZ / LE.d

31,2

35,9

40,5

61,9

tTS = 18 d

g SZ / LE.d

29,2

33,6

38,0

58,9

Fölös iszap

Kérdések: - magas iszapkor => kevesebb fölösiszap => kevesebb biogáz - magas iszapkor => részleges stabilizálás => nehezebb komposztálni - alacsonyabb iszapkor => több iszapot kell kezelni

Befolyásoló tényezők Tisztítási technológia – csepegtető test, biofilmes eljárások Stabil, „humusziszap” keletkezése a jellemző, komposztáláshoz kedvezőtlen alacsony szervesanyag tartalommal, de magas szárazanyag tartalommal.

Befolyásoló tényezők Nehézfém, toxikus anyag tartalom A talajra történő kihelyezés időhorizontját befolyásolja: - magas nehézfém tartalmú iszap esetén hamarabb elérjük a talajban megengedett határértéket, amikor az iszapelhelyezést az adott területen nem lehet tovább folytatni.

Befolyásoló tényezők Tisztítási technológia – megfontolások Kérdések: - magas iszapkor => kevesebb fölösiszap => kevesebb biogáz - magas iszapkor => részleges stabilizálás => nehezebb komposztálni - alacsonyabb iszapkor => több iszapot kell kezelni - előülepítő van – biológia szervesanyag terhelése csökken, kisebb iszapszaporulat, kevesebb fölösiszap, kisebb levegőztetési energiaigény, de növényi tápanyagok (N,P) eltávolításhoz hiányozni fog a szervesanyag - előülepítő nincs: nincs primer iszap, csak rosszabbul vízteleníthető fölös, rothasztónak nem jut kedvező primer iszap, nagyobb levegőztetési és energiaigény, fölösiszap önmagában csak rosszabbul lehet komposztálható - stb.

Befolyásoló tényezők Az iszap (szerves hulladék) és környezeti tényezők hatása a komposztálásra: - Szervesanyag tartalom - Konzisztencia - Tömörség, porozitás, szerkezet - Tápanyagok rendelkezésre állása: - Kiemelten a C:N:P arány, javasolt C:N > 20-25-30 - Nedvességtartalom: kezdetben 40-60% (60-40% szárazanyag) - Hőmérséklet, 5 napon át > 40 oC, 4 órán át > 55 oC - Oxigénellátás – levegőigény - Szerves anyag lebontáshoz - Elpárolgó víz eltávolítására - Hőmérséklet szabályozására - pH

Befolyásoló tényezők Érintett folyamatok: (párolgás, száradás, ammónia gáz kiszellőzése, illékony szerves vegyületek kiszellőzése, pH csökkenés, szén-dioxid termelés, stb.

Befolyásoló tényezők Hőmérséklet: Komposztálás során a hőmérséklet 65 °C-ot is elérheti, ezen a hőmérsékleten a patogén mikroorganizmusok elpusztulnak, iszap fertőzőképessége megszűnik Elegendő szerves anyag híján: - Szerves anyag pótlása adalékkal - Fűtött reaktor

Befolyásoló tényezők Nedvességtartalom: - komposztálás kezdetén: 60-70 % - komposztálás végén: 50-40 % - magas nedvességtartalom anaerob folyamatoknak kedvez - alacsony nedvességtartalom gátolja a lebontási folyamatot, nedvességtartalom befolyásolható hulladékok keverésével - szennyvíziszap + zöldhulladék, mezőgazdasági melléktermék -> kedvező nedvességtartalom

Befolyásoló tényezők C/N arány Komposztálás során a kedvező C/N arány Alexa-Dér (2001) szerint 25 : 1, Kocsis (1998) szerint 30 : 1, Bonnyai (2000) szerint 15 – 25 : 1. A legfontosabb nyersanyagok C/N aránya szennyvíziszap 10:1 fakéreg 120 : 1 fűrészpor 500 : 1 papír, karton 350 : 1 konyhai hulladék 15 : 1 kerti hulladék 40 : 1 fű 20 : 1

lomb 50 : 1 szalma (rozs, árpa) 60 : 1 szalma (búza, zab) 100 : 1 vágóhídi hulladék 16 : 1 marhatárgya 25 : 1 komm. kevert biohull. 35 : 1

Befolyásoló tényezők Oxigénigény A komposztálás során a levegőztetésnek három funkciója van: - szerves anyag lebontása (sztöchiometrikus levegőigény), - végtermék nedvességtartalmának beállítása, - oxidációnál keletkező felesleges hőmennyiség elvezetése.

OUR [l O2/kg SZEA/h]

3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0

24

48

72 Idő [h]

96

120

144

Befolyásoló tényezők Szerkezet: Szerkezet javítható adalékanyagok, struktúraanyagok alkalmazásával Lehetnek: - természetes anyagok (szalma, fűrészpor, lombhulladék, stb.) Módosítják a szerkezetet, nedvességtartalmat, szervesanyag tartalmat, C/N arányt - inert anyagok (műanyag-, gumiapríték stb.) Csak a szerkezetet módosítják

Előnyök, hátrányok Előnyök mezőgazdasági hasznosításnál: A komposzt termőterületen történő elhelyezése esetén: - megnöveli a talaj kationcserélő képességét, - talajszerkezetet javító talajszemcséket képez, - csökkenti a talajeróziót, - javítja a talajok vízgazdálkodását, - lassítja a tápanyagok felszabadulását, - puffer hatásával lassítja a tápanyag kilúgozódását, - megakadályozza a gyors pH változásokat, - növeli a terméshozamot, - egészségesebb terményt eredményez. Elsősorban zöldség-gyümölcs-virág háztáji jellegű termesztésére, nagyüzemi (búza, kukorica, stb.) esetén nem költséghatékony.

Előnyök, hátrányok Előnyök mezőgazdasági hasznosításnál: komposzt előnyei növénytáplálás szempontjából: - szervesanyag-stabilizáció (humifikáltság növekszik), - lassú tápanyag-feltáródás (kimosódás veszélye kicsi), - magas adszorpciós képesség miatt növeli a talaj tápanyagtároló kapacitását, - a szerves anyag mineralizáció során keletkező CO2 a növények által asszimilálódik, - a nehezen oldható ásványi tápanyagok a növény által felvehetővé válnak a humuszbomlás során képződő savak és mikrobiális enzimek hatására, - a tartalmazott hormonhatású (PGR) anyagok serkentik a növény növekedést, - fokozódik a növények ellenálló képessége a kórokozókkal és kártevőkkel szemben, - aggregátum stabilitás: stabil talajszerkezet alakul ki, csökken a porosodás és erózió veszélye, javul a talaj víz-, hő- és levegőgazdálkodása, - humán, állat- és növény-egészségügyi kockázat csökken a kórokozók hőszakaszban történő elpusztulása miatt, - perzisztens (pl. halogéntartalmú) vegyületeket kivéve a komposztálás során a szerves toxikus anyagok jelentős része lebomlik, - nincs kellemetlen szaghatás (a komposzt felhasználhatósága szempontjából fontos).

Előnyök, hátrányok Előnyök általában: - tárolás, szállítás, bedolgozhatóság, - kedvező tápanyag tartalom - egészségügyi követelményeknek való megfelelőség Hátrányok: - szaghatás ellen zárt technológiáról, levegő kezelésről gondoskodni kell - energiaigény – levegőztetés, átkeverés - forráskontroll hiányában a végtermékben megjelenhetnek és a talajban felhalmozódhatnak nehézfémek - alacsony szervesanyag tartalom, vagy magas víztartalom esetén adalékanyag szükséges - végtermék megítélése vegyes, fogadókészség hiányozhat - fajlagos N,P tartalma a műtrágyáéval nem versenyképes - csurgalékvíz, por, zaj – időjárás hatásai - Energiát fogyasztó technológia (levegőztetés) - komposzt felvevő ipar fogadókészsége

Komposztálás technológiai megoldásai Nyitott - Prizmás: - passzív - forgatott prizmás - levegőztetett prizmás Félig zárt - silófolyosók belsejében történő komposztálás (fedett műtárgy, de szellőzik a környezeti levegővel) Zárt - Reaktoros: - folyamatos - függőleges átfolyású - vízszintes átfolyású (forgódobos, kevert kamrás)

Komposztálás technológiai megoldásai Munkafázisok

Komposztálás technológiai megoldásai Komposztáló dob

Komposztálás technológiai megoldásai Kamrás (box) (Győr, AQUINNO Kft.: Győr Város szennyvíztisztító telepének bővítése és rekonstrukciója) Komposzt szállítás Faforgács Komposzt rakodás

4,50 m Rostált komposzt

Faforgács

9,00 m

9,00 m 5,00 m

Rosta 8,00 m

H=4,50 m

5

Faforgács

Iszapgranulátu m átmeneti tároló

Cella feltöltés

Cella ürítés Víztelenített iszap Új faforgács

8,00 m

Nyers komposzt bekeverés

12,50 m

MIXER Víztelenített iszap

5,50 m

Komposztálás technológiai megoldásai Kamrás (box) (Győr, AQUINNO Kft.: Győr Város szennyvíztisztító telepének bővítése és rekonstrukciója)

Komposztálás technológiai megoldásai Brikollare-komposztálás (német) – „brikett” Brikettező gép 15” x 9” x 6” (37 x 22 x 15 cm) téglákat készít/présel a hulladékból, ezek kerülnek komposztálásra

Komposztálás technológiai megoldásai Komposztáló torony

Komposztálás technológiai megoldásai Prizmás

Komposztálás technológiai megoldásai Prizmás – forgatott és levegőztetett

Pécsi szennyvíztisztító telep GORE komposztálási rendszerrel Profikomp Kft. referenciamunkái

Gyulai szennyvíztisztító telep

Székesfehérvár szennyvíztisztító telep

Gödöllői komposztáló telep 1. – Gore technológia

Fotó: Czanik Péter

Gödöllői komposztáló telep 2. – Gore technológia

Fotó: Kovács Noémi

Komposztálás technológiai megoldásai Gépek: Előkészítés: - idegenanyagok kiválasztása: - szennyvíziszap komposztálásnál nem kell vele számolni, - biohulladék együttes együttes kezelésénél 10 % is lehet. Kiválasztás módja: - rostálás (dob-, hengerrosta) - mágneses fémkiválasztó - kézi kiválasztás, választókabinok

Komposztálás technológiai megoldásai Gépek: Előkészítés: - víztelenítés, adalékanyag aprítás - Víztelenítés: szalagszűrőprés, centrifuga, kamrás szűrőprés stb. - Aprítás: kalapácsos-, késes aprítók, hengeres törők, rostaköpenyes aprítók

Zöldhulladék aprítás


Rostáló berendezés 1.










Komposztálás technológiai megoldásai Gépek: Komposztálandó anyag levegővel történő ellátása: - trágyaszóró + homlokrakodó, - önjáró komposztforgató gép, - traktorra szerelhető komposztforgató adapter - ventilátor - kompresszor Komposzt zsákolása

Levegőztető rendszer Gore technológiánál


A komposztáló telep méretezéséhez szükséges vizsgálatok, paraméterek Évközi feladat kapcsán: Jellemző frakciók: (ábra!) - víz (V) -szárazanyag (száa) -szerves anyag (szea) -biológiailag bontható (BD) -biológiailag nem bontható (BND) - szervetlen anyag (hamu) Főbb kémiai jellemzők (g/kg száa, mg/kg száa): - KOI - TKN - foszfor - fémek + Biológiai jellemzők...

A komposztáló telep méretezéséhez szükséges vizsgálatok, paraméterek Szükséges vizsgálatok: - Konzisztencia (folyékony, lapátolható, stb.) - Szerkezet, porozitás (levegőztethetőség) - Víztartalom, szárazanyag tartalom (szárítás 105 fokon) - Szervesanyag tartalom, hamutartalom (TOC, KOIdk, izzítás 550-750 fokon) - Biológiailag degradálható/nem degrdálható szerves frakció: csak speciális vizsgálatokkal (laboratóriumi reaktor, oxigénfogyasztás, stb.)

A komposztáló telep méretezéséhez szükséges vizsgálatok, paraméterek Szükséges vizsgálatok: - TKN mérés (fotometriás, vagy titrálásos, roncsolás után) - Foszfor: roncsolás, vizes kivonat készítés, fotometriás mérés - Nehézfémek: roncsolás, kivonat készítés, AAS mérés

A komposztáló telep méretezéséhez szükséges vizsgálatok, paraméterek Optimális keverési arány és adalékanyag meghatározása Aktivitási tesztek Aerob degradálhatósági vizsgálatok

A komposztáló telep méretezéséhez szükséges vizsgálatok, paraméterek Dewar-teszt (önmelegedés mérése alapján)

A komposztáló telep méretezéséhez szükséges vizsgálatok, paraméterek Oxigénfogyasztás mérése: - Egyedi készülékek

A tervezés és üzemeltetés szempontjai Tervezés: A szerves hulladék minősége, a rendelkezésre álló adalékanyagok és az elérhető hasznoítási/ártalmatlanítsi lehetőségek lehetővé teszik-e a gazdaságos komposztálást? Ideális keverék összetétel meghatározása Tartózkodási idők meghatározása Hulladékmennyiség és reaktor térfogatok meghatározása Levegőigény meghatározás, levegőztetés tervezése Helyigény meghatározása, helyszínrajzi tervezés

A tervezés és üzemeltetés szempontjai Üzemeltetési feladatok: - Előkészítési műveletek, keverések, átrakások, stb. - Beérkező hulladékok vizsgálata - Végtermék ellenőrzése - Adminisztratív feladatok - Stb.



ZH kérdések 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24.

Milyen okok miatt fontos az iszap, szerves hulladék megfelelő kezelése? Milyen céljai lehetnek a komposztálásnak? Mi a szerves hulladékok kezelésének három fő fokozata? Milyen célokra lehet felhasználni a komposztálás végtermékét? Mi a komposztálás végterméke? A hulladékgazdálkodás milyen területein alkalmazhatjuk a komposztálás műveletét? Milyen tényezők befolyásolják a szerves hulladék (főként a szennyvíziszap) kezelési technológia kiválasztását? Mi a primer iszap, milyen tulajdonságai vannak? Mi a szekunder iszap, milyen tulajdonságai vannak? Mi a kevert iszap, milyen céllal állíthatunk elő a szennyvíztisztító telepen kevertiszapot? Milyen tényezőktől függ a primer iszap mennyisége? Milyen tényezőktől függ a fölösiszap mennyisége? Hol keletkezik és mi jellemzi a humusziszapot? Milyen hatással van a nehézfémtartalom a komposztálási végtermék talajban történő elhelyezésére? Milyen hatással van az fölösiszap komposztálhatóságára a magasabb iszapkor? Hogyan befolyásolhatja az előülepítő megléte a tisztítótelepi szennyvíziszap komposztálhatóságát? Milyen tényezők befolyásolják a komposztálási folyamatokat? Milyen biológiai, kémia, fizikai folyamatok mennek végbe a komposztban? Mi a hőmérséklet jelentősége a komposztálás során? Mi a nedvességtartalom jelentősége a komposztálás során? Mi a szén/nitrogén arány jelentősége a komposztálás során? Milyen összetevői vannak a komposztálás levegőigényének? Mi a szerkezet jelentősége a komposztálás során, hogyan befolyásolható? Milyen előnyökkel számolhatunk a komposzt mezőgazdasági haszosításánál?

ZH kérdések 25. A műtrágya, vagy a komposzt tömegegységre vetített növényi tápanyag (N,P) tartalma nagyobb, gazdaságos, és elegendő-e csak a komposzt nagyüzemben a talaj tápanyag pótlására, hol alkalmazható ilyen célra a komposzt elsősorban? 26. Milyen hátrányokkal számolhatunk a komposztálás alkalmazása esetén? 27. Milyen technológiai megoldási vannak a komposztálásnak, hogyan csoportosíthatjuk ezeket? 28. Mondjon példát a komposztálás során szükséges munkafázisokra! 29. Milyen gépi berendezéseket alkalmazhatunk a komposztálás során, mik ezek feladatai? 30. Milyen frakciókat különböztetünk meg és milyen paramétereket mérünk a komposztálandó szerves hulladékokban? 31. Milyen vizsgálatokat végezhetünk a komposztálandó anyagkeverékeken? 32. Milyen lépései vannak a komposztálás tervezésének általában, milyen feladatokat kell elvégezni a napi üzemeltetés során?

13. Aerob hulladékkezelési eljárások (komposztálás)

Recommend Documents