ISZAPROTHASZTÁS GÁZMOTOROS BIOGÁZHASZNOSÍTÁSSAL BODA JÁNOS Mélyépterv Komplex Mérnöki Rt.
Kulcsszavak: Iszaprothasztás, Rothasztóépítés, Biogáz termelés, Biogáz hasznosítás, Gázmotor Iszapkezelés az Európai Uniós pályázatokban 1.
BEVEZETÉS A szennyvíz és az iszapkezelés valamennyi művelete több – kevesebb energiát igényel. Energiát fogyasztanak a mechanikai tisztítás gépei, az átemelők szivattyúi, a biológiai tisztítás levegőztető berendezései, kotrói, szivattyúi, keverői és az iszapkezelés, elhelyezés eszközei is. Energiatermelés
csak
a
rothasztás
(anaerob
iszapstabilizálás)
melléktermékéből, a biogázból lehetséges. A rothasztás előnyei azonban nem csak energetikai jellegűek. Rothasztásnál az iszap szervesanyagának mintegy a fele lebomlik, megszűnik a bűzős volta, mennyisége felére, harmadára csökken. Az iszapban lévő kórokozók, féregpeték és patogének közel 90%-a elpusztul és a maradék életképessége is gyengül. A rothasztott iszap minősége, szemben a nyersével, tartósan állandó jellegű, ami a víztelenítését nagymértékben megkönnyíti, vegyszerszükségletét csökkenti. A rothasztóban állandó tárolótér áll rendelkezésre, ami lehetővé teszi, hogy a munkaszüneti napokon, vagy üzemzavar esetén az anaerob stabilizálást követő műveleteket ne végezzék el.
2 A felsorolt előnyök ellenére a 60-as éveket követően sokáig nem építettek rothasztókat, mert az iparosodott kivitelezők a piaci túlkínálat miatt nem vállalkoztak a csak hagyományos építéstechnológiával és nagy élőmunka igénnyel megvalósítható vasbeton rothasztók építésére. A vállalkozói kedvet csökkentették a fokozott minőségi előírások, a tökéletes víz-, és gázzárás követelményei is. 2.
AZ ISZAPROTHASZTÁS MŰTÁRGYAI ÉS BERENDEZÉSEI
A kivitelezésnek a bevezetőben említett nehézségein a Mélyépterv II. Komplex Közmű Irodája, majd az abból létrejött Mélyépterv Komplex Mérnöki Rt. úgy kívánt segíteni, hogy kidolgozta a kedvező tartályépítési módszerekkel kivitelezhető acélrothasztók és a korszerű zsaluzati rendszerrel megépíthető vasbeton rothasztók építésének a feltételeit. [1] Az acélszerkezetű rothasztóknak a Mélyépterv-ben kidolgozott egyik változata a Budapesti Vegyipari Gépgyár (BVG) tartályaira épült. Erre a típusra a laposfenekű, zömök hengeres forma a jellemző. A vasbeton körgyűrű alapon álló tartályokat csonkakúp alakú fedél zárja le. A rothasztó tetején lévő kezelőpódiumra, köpenylemezre erősített, acélszerkezetű körlépcső vezet. Az iszap hatásos, többirányú keverését a tartályok függőleges tengelyében elhelyezett mechanikus vagy mamutszivattyús keverők, illetve a hengeres rész alján benyúló mechanikus fenékkeverők biztosítják. Az iszap felfűtését, a rothasztók hőntartását külső hőcserélők szolgálják. A korrózióvédelmet a tartály külső és belső felületére felhordott rapid cinkkromát és tixotrop klorotex bevonatrendszer biztosítja. A hőszigetelést 10 cm vastag üveggyapot réteg szolgálja. Erre a típusra példa az üzemelő gödöllői 1500 m3-es és a váci 3000 m3-es elő-, és utórothasztó (1. kép). Az acélszerkezetű rothasztók másik változatánál a legmegfelelőbb tojás alakú formát megközelítő alakot és mamutszivattyús keverést alkalmaztunk. Ezek a tartályok vasbeton alapra felülő csonkakúp zsomppal, középső hengerfallal és csonkakúp lefedéssel készültek. A zárkamra vasbeton szerkezetű és dilatációs szalaggal csatlakozik a rothasztók alépítményéhez. A zárkamra fölötti lépcsőház tartószerkezete acélcső, melyhez idomacél oszlopok vannak
3 kikötve. Az acélcsőfal és az oszlopok közötti ívelt karú lépcsők ugyancsak acélszerkezetűek. A lépcsőházat kívülről profilüvegfal határolja. A rothasztók passzív korrózióvédelmét kívül – belül Katesil – Katepox bevonat, az aktívat pedig katódvédelem biztosítja. A hőszigetelést a külső alumínium lemezburkolat alatti 10 cm vastag Isolith ásványgyapot réteg és légrés szolgálja. Acélszerkezetű rothasztók utóbbi típusából épültek a kazincbarcikai és a komlói 1500 m3-es rothasztók (2. kép), valamint a székesfehérvári 3700 m3-es tartályok (3. kép). A választás helyességét bizonyítják a váci és a székesfehérvári iszapkezelés közelmúltbeli korszerűsítése során elvégzett korróziós vizsgálatok is, melynek során számottevő károkat nem tapasztaltak. A teljesség kedvéért meg kell említeni, hogy Vácott a rothasztók keverését ma már az ugyancsak a Mélyépterv Komplex Rt.-ben kidolgozott, a korábbinál hatásosabb, kisebb energiaigényű külső szivattyús berendezés végzi. A Vízügyi Építőipari Vállalat korszerű zsaluzati rendszerével, kis élőmunka igénnyel megépített vasbeton rothasztóra a két 1500 m3-es sátoraljaújhelyi tartály a példa. Az itt alkalmazott rendszer főtartókból és közéjük illeszthető acél zsalutáblákból állt. A főtartók csavarozott és távtartós átkötésűek voltak, a már elkészült vasbeton szerkezetre terheltek. A kézzel is könnyen mozgatható zsalutáblákat a betonozás során gyűrűként, folyamatosan szerelték be, s így a beton jól bedolgozható és tömöríthető volt. A rothasztók vízszintes munkahézagokkal épültek. A zsaluzás, betonozás könnyű, acél anyagú állványszerkezetről történt. Hasonló módon, de Hünnebeck zsalukkal építették a kecskeméti korábbi két rothasztót kiegészítő új vasbetonrothasztót (4. kép).
4 A 2460 m3-es új rothasztó monolit vasbeton fenéklemezen álló változó falvastagságú hengerfalú műtárgy, melyet felül vasbeton kúpfal zár le. A kúphéj bent maradó, gázzáró bélésként kialakított acél zsaluzaton készült. A
debreceni
két
új
4500
m3-es
vasbeton
rothasztó
hengerfalait
csúszózsaluzattal, utófeszítéssel építették [2] (5. kép). Ugyancsak csúszózsaluzattal, de feszítés nélkül kivitelezték a 2002-ben Tierney Clark díjat kapott nyíregyházi 2000 m3-es rothasztókat (6. kép) és a közelmúltban üzembe helyezett 2000 m3-es dunakeszi rothasztót (7. kép). A dunakeszi és debreceni rothasztók külső szivattyús keverésűek, a nyíregyháziakban mechanikus keverők vannak beépítve.
1. kép: Váci elő-, és utórothasztó
2. kép: Komlói rothasztók
5
3. kép: Székesfehérvári rothasztók
4. kép: Kecskeméti rothasztók
6
5. kép: Debreceni rothasztók
6. kép: Nyíregyházi rothasztók
8
7. kép: Dunakeszi rothasztó
3.
A ROTHASZTÁSKOR KELETKEZŐ BIOGÁZ HASZNOSÍTÁSA Az anaerob iszapstabilizáláskor keletkező biogáz olyan gázelegy, amelynek közel kétharmada metán, egyharmada széndioxid és kisebb mennyiségű hidrogént, kénhidrogént, oxigént és nitrogént is tartalmaz. 1 kg szervesanyag lebontásakor 750 - 1000 l gázhozamra lehet számítani. A rothasztóba betáplált szervesanyagra vonatkoztatva ez az érték 400 - 500 l/kg. Az átlagos összetételű biogáz fűtőértéke 23.500 kJ/m3 (5500 kcal/m3). A példaként felsorolt tisztítótelepek közül a kisebbeknél a biogázt kazánokban elégetve tüzelőanyagként hasznosítják.
9 A kazánokkal melegvizet állítanak elő, s ezzel fűtik a rothasztókat és elégítik ki a telep egyéb hőigényét. A megoldás nem optimális, mivel a nyári időszakban a gáz nagy részét el kell fáklyázni, télen pedig változó mennyiségű földgázpótlásra van szükség a telep teljes hőigényének a fedezéséhez. A biogáz teljes körű hasznosításának egyik lehetséges módja a gázmotoros hasznosítás. A biogázt gázmotorban elégetve mechanikai munka nyerhető és a motor hűtővizében, kenőolajában és kipufogógázában lévő hőenergia is hasznosítható.
A
mechanikai
munka
generátorok
közbeiktatásával
villamosenergia előállítására, a hulladékhő pedig fűtési célokra használható fel. A biogáz teljeskörű hasznosítására a dél-pesti, a debreceni (8. kép), a székesfehérvári, a kecskeméti és a nyíregyházi szennyvíztisztító telepen találunk példát [3]. Ezeken a telepeken a generátorral egybeépített gázmotorokkal villamos energiát állítanak elő, a motorok hulladékhőjét pedig fűtési célokra használják fel. Az így előállított villamos energiával a vásárolt villamos energia mennyiségét felére – harmadára csökkentik.
8. kép: Gázmotorok Debrecenben
10 4. ROTHASZTÁSOS ISZAPKEZELÉS ÉS A BIOGÁZ GÁZMOTOROS HASZNOSÍTÁSA AZ EURÓPAI UNIÓS PÁLYÁZATOKBAN A rothasztásos iszapkezelés és a gázmotoros biogáz hasznosítás kedvező tapasztalatait a Mélyépterv Komplex Rt. az Európai Uniós pályázatok készítésénél kamatoztatta. A győri szennyvíztisztító telep fejlesztésének elfogadott ISPA támogatási kérelmében az iszapok sűrítéséből, szárításából és a granulált iszap mezőgazdasági
elhelyezéséből
álló
iszapkezelés
a
fölösiszap
gépi
sűrítésével, a sűrített kevert iszap rothasztásával, cellás komposztálásával egészült ki. A rothasztással a szárító üzemeltetési feltételei javulnak, a komposztálás pedig az iszap elhelyezés biztonságát növeli. A rothasztáskor keletkező biogáz gázmotoros hasznosításával pedig az üzemeltetés költségeit csökkentik. A 60 ezer m3/d hidraulikai-, és 375.000 LE terhelésű szennyvíztisztító telepen a mintegy 20 t/d szárazanyag tartalmú iszap rothasztásakor átlagosan 6.200 m3/d biogáz keletkezik. Ezt a mennyiséget a rothasztás és a szárítás hőigényétől függően a gázmotorok, a szárító és a kazánház között lehet megosztani. A téli hónapokban a biogáz teljes mennyiségét a két darab egyenként 250 kW villamos-, és 292 kW hőteljesítményű gázmotorban célszerű elégetni. Ilyenkor a telep teljes hőszükséglete és a villamos energiaigény fele a gázmotorok üzemével biztosítható. Nyári időszakban, amikor kisebb a rothasztás hőigénye, gazdaságosabb lehet egy gázmotort üzemeltetni és a maradék gázt az iszap szárítására használni. A nyertes fővállalkozó nem változtatott az előzőekben felvázolt műszaki tartalmon, a tervek szerint 2005. végére készülnek el a 4,6 milliárd forint összköltségű szennyvíz-, és iszapkezelés-fejlesztési munkákkal. Szombathely Megyei Jogú Város szennyvízelvezetési és tisztítási rendszerének fejlesztésére készített ugyancsak elfogadott ISPA támogatási kérelem az előülepítőkben kiülepített nyers-, és a biológiai tisztítás
11 fölösiszapjának a kezelésére gépi sűrítést, homogenizálást, rothasztást, kigázosítást,
víztelenítést,
komposztálást
tartalmazott
az
iszap
mezőgazdasági elhelyezésével, a biogáz gázmotoros hasznosításával. A 175.000 LE terhelésű szennyvíztisztító telepen 14 t/d szárazanyag tartalmú kevert iszap keletkezik. A rothasztással kapcsolatos hazai és külföldi tapasztalatok figyelembevételével a rothasztók 20 napos tartózkodási időre méretezettek. Az ehhez a tartózkodási időhöz tartozó szükséges rothasztó térfogat 5.000 m3, 6 % körüli gépi elősűrítés utáni iszapkoncentrációt előirányozva. Két 2.500 m3-es rothasztót alkalmazva a fajlagos összes szárazanyag terhelés 2,8 kg/m3 d lesz. A biogáz várható mennyisége 67,5%os
szervesanyag
tartalommal
és
m3/kg
0,45
szervesanyag
fajlagos
gázfejlődéssel számolva 4.200 m3/d-ra tehető. A rothasztás során az iszap összes szárazanyag tartalma 14 t/d-ről 8,8 t/d-ra csökken. Az 1. és 2. számú működési sémán feltüntetett technológiai folyamatban a szennyvíz durva lebegő szennyezéseinek leválasztása már a rácsszűréssel, illetve homokfogással megkezdődik. Így az előülepítőkben kiülepedett kevert iszap eltömődést okozó anyagokat már nem tartalmaz. A meglévő lefedésre kerülő 200 m3-es elősűrítőkbe, majd azokból a kiegyenlítő
medencébe
változtatható
emelt
teljesítményű
iszapot
gépi
szivattyúkkal
elővíztelenítést
hőcserélőkön
követően
keresztül
a
rothasztókba táplálják. A napi iszapmennyiséget a két rothasztó között térfogatuknak megfelelő arányban osztják szét. A fűtőiszap keringtetést mindenkor
a
nyersiszappal
táplált
rothasztóra
kapcsolják.
Az
iszapbetápláláson kívüli időszakban a fűtőiszap keringtetéssel bármelyik rothasztóban lehet a hőveszteséget pótolni. Az iszapbetápláláskor a rothasztókból kiszoruló kirothasztott iszap a meglévő 500 m3-es kigázosítóutósűrítő medencébe folyik. A medencéből a 35 m3-es homogenizáló tartályba szivattyúzott iszapot centrifugákkal
víztelenítik.
konténerekben a komposztáló telepre szállítják.
A
víztelenített
iszapot
12 A rothasztókban keletkező biogáz a rothasztók tetején lévő gázdómokban gyűlik össze, majd habcsapdákon, kavics és finomszűrőkön, kéntelenítőn átáramolva csővezetéken keresztül az 1.000 m3-es gáztárolóba távozik. A gáztároló biztosítja a szükséges alapnyomást és kiegyenlíti a gázkezelés és a felhasználás közötti különbséget. A keletkező biogázt gázmotorokban elégetve hasznosítják. Az esetenként fölös mennyiségű biogáz elégetésére pedig olyan gázfáklya szolgál, amelynek biztonsági szerepe is van, megakadályozza a gáz nyomásának növekedését a gáztartályban és a biogázrendszer többi részében. Újszerű a rothasztók keverése is, ami a rothasztókból kiszívott és kompresszorral „gázlándzsákban” visszanyomott biogázzal történik. Az
úszóiszap
eltávolítása
egy
karos
tolózár
működtetésével
az
úszóiszapelvételi tölcsérrel lehetséges. A rothasztókban az iszapelvételi vezetéken lévő állítható magasságú teleszkópcsővel lehet a megfelelő iszapszintet beállítani. A teleszkópcső alulról felfelé irányuló, illetve fenékről való iszapelvételt is biztosít. Az iszap anaerob stabilizáláshoz szükséges 35ºC hőmérsékletet külső, cső a csőben hőcserélők biztosítják, amelyek a keringtető szivattyúkkal együtt a rothasztók közötti zárkamrában nyertek elhelyezést. A
homogenizált
iszapot
átemelő
csavarszivattyúk
mennyiségmérőn,
oltókeverőn, majd hőcserélőn keresztül nyomják az iszapot a rothasztóba. A nyers iszap összekeverése a szívott keringtetett fűtőiszappal az oltókeverőben történik. A hőcserélő fűtőközege a gázmotorok hulladékhőjéből előállított melegvíz. A
90/70ºC-os
hőfoklépcsőjű
melegvíz
a
gázmotor
gépházból
fűtési
távvezetéken keresztül érkezik a zárkamrába, ahol négyutú keverőcsapos szerelvénnyel állítják be a hőcserélő 70/60ºC-os hőfoklépcsőjű fűtővizét. A hőcserélőn és a szabályozó szerelvényen keringtető szivattyú hajtja át a fűtővizet. A motoros keverőcsapot az iszap hőmérsékletét állandó értéken tartó szabályozó kör vezérli.
13 A rothasztók vezetékei, szerelvényei az iszapkeringtetésen túlmenően biztosítják a megfelelő csőkapcsolatot, a tartály leürítését, az úszóiszap elvezetését és megakadályozzák a túltöltést is. A rothasztók tetején került elhelyezésre a biztonsági lefúvató és a gázelvétel gázdómja. A rothasztó felső kúpján kialakított iszapaknába nyúlik be a habcsapda. A habcsapda figyelő ablakába épített fénysorompó figyeli a hab kialakulását. Ha a fénysugár megszakad, automatikusan üzembe lép az öblítővíz hálózatra telepített mágnesszelep és a vízsugár széttöri a habot, megakadályozva a hab belépését a gázvezetékbe. A habcsapdába vezetett öblítővíz egy szifon vezetéken keresztül a rothasztó iszapelvezető aknájába ürül. A rothasztásos iszapkezelés hőigényét és az épületgépészeti hőigényeket a gázmotorgépházba telepített 2 db gázmotor és a meglévő földgáztüzelésű kazánok biztosítják. A téli csúcsjellegű hőigény 1.560 kW, a gázmotorok hőteljesítménye 800 kW, a kazánoké pedig 1.200 kW, így a hőtermelő berendezések biztonsággal fedezik az igényeket. A szennyvíztisztító telep fejlesztés utáni villamosenergia igénye 615 kW-ra tehető. A gázmotorok egyenként 250 kW, összesen 500 kW villamosenergia termeléssel az előbbi igénynek a 80 %-át fedezni tudják, azaz a hálózatból csak a maradék 20 %-ot kell vételezni. A víztelenített szennyvíziszap mezőgazdasági elhelyezésének az engedélyezett jelenlegi módja nem változik, de a lakossági bűzpanaszokra okot adó régi átmeneti tároló helyett egy új komposztáló telep épül Szombathely külterületén, de jól megközelíthető helyen, Nárai község mellett. A komposztálási technológiák közül a zárt szemipermeábilis membránnal takart, levegőztetett prizmás rendszerre esett a választás, mert ez a rendszer egyszerű, könnyen kivitelezhető, megfelel a hazai műszaki színvonalnak és megfelel a környezetvédelmi követelményeknek is. Ennél az eljárásnál az iszaphoz a megfelelő nedvességtartalom és a kellően laza
szerkezet
kialakításához
struktúra
anyagot,
mezőgazdasági
melléktermékeket valamint aprított, fás jellegű zöldhulladékot kevernek 1:1
14 arányban. 35,2 m3/d, 25 % szárazanyag tartalmú rothasztott iszappal számolva, így a komposztálandó nyersanyag mennyisége 70 m3/d lesz. 4 hetes intenzív érlelést előirányozva a komposztáláshoz 4 db 35 m hosszú, 8 m széles és 3 m magas prizma szükséges. A szennyvíztisztító telepről folyamatosan érkező iszapot aprított struktúra anyaggal keverik össze, majd a keveréket homlokrakodóval prizmába rakják. A kész prizmát letakarják, majd folyamatos levegőztetéssel érlelik. A prizma hőmérsékletének mérésével a befúvott levegő mennyisége szabályozható, így válik irányíthatóvá a rendszer. 3-4 hét intenzív érlelés után a prizmát lebontják, a komposztot rostálás után az utótároló térre szállítják. Néhány hét után a komposzt állaga, érettsége eléri azt a fokot, amely már az azonnali felhasználást is lehetővé teszi. Az érlelt komposzt elhelyezése a vegetációs időszakok figyelembevételével a már engedélyezett földterületeken fog megvalósulni, ahol a helyi átmeneti tárolás, kiszórás, beszántás műveletei a korábbiaktól eltérően bűzhatás nélkül fognak lezajlani.
15 1. számú működési séma
B izto n ság i g ázlefuv ató sz elep
B izto n s ág i g á zlefú va tó s zelep
R o th a s ztó ta rtá ly 1.
T IR
R o th a s ztó ta rtály 2 .
V = 2 500 m 3
T IR
V = 250 0 m 3
T IR
T IR
L IS A
L IS A
V = 2 00 m 3
T IR
C su rg alé kv íz csa to rn áb a
V = 5 00 m 3
TI
M 3
Isz ap fû tés i h õ cse rélõ
K iro th ad t sû rített iszap M 3
K evertiszap a z elõü le p ítõ b õ l
M 3
DN 125
V = 2 00 m 3
O ltó ke verõ
3
V ízte len ített iszap S û rített is zap F Q IR
M 3
K evertiszap a z elõü le p ítõ b õ l
M 3
M 3
Q IR
ph
Iszap fe la d ó sz iva ttyú k
Isz ap ke rin g tetõ s ziv attyú k M 3
M 3
M 3
M 3
G ép p el sû rített iszap
A szombathelyi iszapkezelés technológiai folyamata
16 2. számú működési séma
Mosóvíz
LISA
LSA+
LSA+
Gáztartály V=1000m3 Gázfáklya
Rothasztó tartály 1 V = 2500m3 M 3
Kéntelenítõ Gáznyomásfokozó
Gázmotor és generátor egység
FQIR
Gázszárító QIR
FQIR
Kerámiaszûrõ
M 3
Kavicsszûrõ
Gázkompresszor 1
Kerámiaszûrõ
A szombathelyi biogázkezelés technológiai folyamata
Rothasztó tartály 2 V = 2500m
17 A Fővárosi Központi (Csepeli) szennyvíztisztító telep Uniós pályázatát készítő svéd-magyar konzorcium és benne a Mélyépterv Komplex Rt. a vizsgált változatok közül ugyancsak a rothasztásos iszapkezelésre és a gázmotoros biogáz hasznosításra tett javaslatot. A 350 ezer m3/d hidraulikai-, és 1.450 ezer LE-nek megfelelő szennyezőanyag terhelésű telepen 109.025 kg/d összes szárazanyag tartalmú iszap kezeléséről kell gondoskodni. Az iszapkezelésnek a javasolt változatában a nyers iszapot 4 db 1.400 m3-es gravitációs elősűrítőben sűrítik, a fölös iszap víztartalmát pedig 4 db 100 m3/h teljesítményű centrifugával csökkentik. A sűrített iszapokat 500 m3-es tartályban homogenizálják. A 4,8 % szárazanyag tartalmú homogenizált iszapot hőcserélőkben 45ºC-ra előmelegítik majd 70ºC-on sterilizálják. A sterilizált iszapokat hőcserélőkben 55ºC-ra visszahűtve a rothasztókba táplálják. A 4 db egyenként 9.000 m3-es termofil rothasztó közül 2-2 db sorba kötve üzemel. A „tojás” alakú monolit vasbeton
szerkezetű
csúszózsaluzatos
technológiával
megépíthető
utófeszített rothasztókban az iszap szervesanyag tartalmának közel fele lebomlik, biogázzá alakul (9. kép). A rothasztott iszapot 2 db 500 m3-es kigázosító medencébe ürítik, a 31.300 m3/d mennyiségű biogázt pedig a gázdómokból habcsapdákon, kavics és finom szűrőkön, gázmérőkön átáramoltatva a kéntelenítőkbe, majd azokból az 5.000 m3-es gáztárolóba vezetik. A biogázt 4 db gázmotorban elégetve hasznosítják. A gázmotorok generátorokat hajtanak és áramot termelnek, a motorok hűtőköri és kipufogógáz oldalain keresztül kinyerhető hulladékhőt pedig fűtési célokra lehet
felhasználni.
A
motorok
hőteljesítménye
1.245
kW/db,
a
villamosteljesítmény 1.006 kW/db. A csúcsjellegű hőigény 4.300 kW, a gázmotorok által előállítható 4.980 kW. Nyári időszakban a gázmotorok hőszolgáltatását igény szerint csökkenteni lehet a füstgáz oldali hőhasznosító hőcserélő automatikus kikapcsolásával.
18 A gázmotorok biogáz és földgáz üzemre egyaránt alkalmasak. Bármelyik gép leállása esetén a felesleges biogáz elfáklyázásra kerül. A fáklya teljesítménye 400 m3/h. A tisztítótelep várható csúcsenergia igénye 7 MW, a gázmotorok maximális energiatermelése 4 MW, a csúcsigény 57 % -a. Visszatérve az iszapkezelésre, a kigázosító medencéből kiszivattyúzott iszapot centrifugákkal víztelenítik. A három üzemi és az egy tartalék gép egyenkénti teljesítménye 38 m3/h. A 28 % szárazanyagtartalmú 277 m3/d mennyiségű víztelenített iszapot 100 m3-es silókba ürítik, amikből azt a Fővárosi
Településtisztasági
telephelyén
megépülő
cellás,
és
Környezetvédelmi
zárt
komposztáló
Kft. telepre
Ipacsfa
utcai
szállítják.
A
komposztot hulladéklerakók, sérült területek letakarására, rekultiválására és talajjavításra használják fel. A tervek szerint a kivitelezés 2005–ben kezdődhet. A 121 milliárd forintos összköltség 65 %-át az EU biztosítja a Kohéziós Alapból, 20 %-át a magyar állam, 15 %-át pedig a Fővárosi Önkormányzat fedezi.
9. kép: A fővárosi központi (csepeli) szennyvíztisztító telep rothasztóinak látványterve
19 5. A BIOGÁZTERMELÉS NÖVELÉSE ZSIRSZERŰ ANYAGOKNAK ÉS ISZAPOKNAK AZ EGYÜTTES ROTHASZTÁSÁVAL A Fővárosi Csatornázási Művek Rt. egy olyan korszerű hulladékfogadó állomás
létesítését
határozta
el
a
dél-pesti szennyvíztisztító telepen, amely a jelenleg csatornába ürített zsírszerű és egyéb hulladék anyagok rendezett, a hazai és az uniós előírásoknak megfelelő fogadását és környezetbarát kezelését oldja meg a tisztítótelepi iszapokkal együtt. A Mélyépterv Komplex Rt. terveiben a folyékony és szilárd zsírszerű anyagok, valamint a szippantott szennyvizek fogadására, előkezelésére egy olyan épület együttes szolgál, melyben biztosított a beszállított anyagok mérése, rács szűrése, tárolása, fázis szétválasztása, a telepi iszapokkal való összekeverése, pasztörizálása. Az így előkezelt hulladékok és az iszapok anaerob stabilizálására a terv kétlépcsős termofil - mezofil rothasztást tartalmazott, egy új 2000 m3-es termofil rothasztó építésével (10. kép) és a meglévő három 2600 m3-es mezofil előrothasztóval és az ugyancsak 2600 m3es átalakított utórothasztóval történő sorba kapcsolásával. A 3. számú működési séma szerinti technológiában az átalakított utórothasztó is fűtött, kevert mezofil rothasztóként üzemel. A fázis szétválasztás, kigázosítás funkcióját az egyik gravitációs iszapsűrítő veszi át. A telepi iszapok gravitációs és gépi sűrítésének, valamint a rothasztott iszapok víztelenítésének a technológiája, műtárgyai és berendezései nem változnak. A 100 m3/d mennyiséggel előirányzott zsírszerű anyagnak és a napi 500 m3 mennyiségű telepi iszapnak az együttes rothasztáskor keletkező biogáz 6.400 m3/d-ről napi 13.635 m3-re nő. A biogázt a most is üzemelő és egy új gázmotorban, illetve a régi kazánokban elégetve hő- és villamos energia előállításával lehet hasznosítani. A 2000 m3-es gáztartály, a fáklya és a kazánok a régiek. Az új 800 kW elektromos- és 1000 kW hőteljesítményű gázmotor a meglévő épületbe kerül elhelyezésre. A gázmotorok hulladékhőjével és egy kazán üzemével a
20 zsírfogadó állomás, a rothasztók és az egyéb telepi fogyasztók 2.665 kW maximális hőigénye biztonsággal fedezhető. Az 500 kW elektromos teljesítményű régi-, és az új gázmotorral termelt 800 kW villamos energiával pedig a szennyvíztisztító telep önellátóvá tehető. A már épülő hulladékfogadó állomás és a termofil rothasztó üzembe helyezése ez év végére várható. A zsírszerű és egyéb hulladék anyagoknak a fogadása a közelmúltban megkezdődött, azokat jelenleg az egyik mezofil rothasztóba táplálják. A mintegy 100 m3/d mennyiségű és 7,8 t/d szervesanyag tartalmú hulladéknak és a telepi iszapoknak az együttes rothasztásával a keletkező biogáz mennyisége a vártnál nagyobb mértékben, több mint 20.000 m3/d-re nőtt.
10. kép: Az épülő dél-pesti termofil rothasztó
21 3. számú működési séma
Hasznosításra
Folyékony hulladék (zsír, fehérje, szénhidrát)
3
V= 100 m Tároló
Biogáz
Biogáz
Q=50 m3/d TS=2500 kg/d OTS=2000 kg/d c=5 %
3
3
Q=100 m /d
Q=150 m /d
TS=15000 kg/d OTS=12000 kg/d c=15 %
TS=17400 kg/d OTS=13620 kg/d c=11,6 %
Homogenizáló Pasztőrizáló
Q=100 m3/d TS=11600 kg/d OTS=9080 kg/d c=11,6 %
Q=220 m3/d TS=17360 kg/d OTS=12968 kg/d c=7,9 %
∑Q=13635 Nm3/d
Biogáz
Q=5180 Nm3/d
Q=8455 Nm3/d
OTSle=6095 kg/d
OTSle=9947 kg/d
Termofil rothasztó V= 2000 m3 t=+55°C
Q=220 m3/d TS=11265 kg/d OTS=6873 kg/d c=5,1 %
Q=600 m3/d TS=32905 kg/d OTS=22105 kg/d c=5,5 %
Mezofil rothasztó V= 10400 m3 t= +35°C
Q=600 m3/d TS=22958 kg/d OTS=12158 kg/d c=3,82 %
Gépi iszap víztelenítés
Q=81 m3/d TS=22283 kg/d c=27,5 %
Q=519 m3/d TS= 675 kg/d
Szilárd hulladék (zsír, fehérje, szénhidrát)
V= 100 m3 Tároló
Q=120 m3/d
3
Q=50 m /d
TS=5760 kg/d OTS=3388 kg/d c=4,8 %
TS=12500 kg/d OTS=10000 kg/d c=25 % Q=50 m3/d TS=2400 kg/d OTS=1620 kg/d c=4,8 %
V= 20 m 3 Nyersiszap tároló
3
Q=50 m /d TS=5800 kg/d OTS=4540 kg/d c=11,6 %
Q=330 m3/d TS=15840 kg/d OTS=10692 kg/d c=4,8 %
Szennyvíztelepi iszap
Szippantott szennyvíz
Iszap Előkezelő
Mechanikai előkezelés
3
Q=500 m /d TS=24000 kg/d OTS=16000 kg/d c=4,8 %
3
Q=1000 m /d
Ülepítés 3 V=250 m
Q=30 m3/d TS=800 kg/d c=2,6 %
Iszapfázis
3
Vízfázis
Q=970 m /d
Biológiai kezelésre
Zsírszerű anyagok és iszapok együttes kezelése a dél-pesti szennyvíztisztító telepen
Víztelenített iszap elszállítás
22 Felhasznált irodalom: [1]
Boda János – Lázár Csaba
– Tóbiás Sándor: Az anaerob
iszapstabilizálás és a biogáz hasznosítása (Hidrológiai Közlöny 72. évfolyam, 5-6. szám, 1992. szeptember – december)
[2]
Péter Gábor – Dr. Tóth László: 4500 m3-es utófeszített vasbeton
iszaprothasztók Debrecenben. (Magyar Építőipar 1997. 11-12. szám)
[3]
Boda János: Nyíregyháza Megyei Jogú Város szennyvíztisztító
telepének
korszerűsítése
(MHT
Mosonmagyaróvár, 2002. július 4.)
XX.
Országos
Vándorgyűlése,
