A kisméretű szennyvíztisztító továbbfejlesztése a megújuló energiaforrás előállítása és hasznosítása révén TET 08 RC SHEN Projekt
Varga Terézia junior kutató
Dr. Bokányi Ljudmilla egyetemi docens
Miskolci Egyetem Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet
Iszap hasznosításának lehetőségei Mezőgazdasági felhasználás Komposztálás Égetés Anaerob lebontás
– Anyagában
Szennyvíziszap
Mezőgazdasági felhasználás
talaj szervesanyag ás tápanyag tartalmának javítása ! toxikus- és környezetterhelő komponensek (pl. nehézfémek) - talaj, egészség károsítása
- (nehézfémek eltávolítása kémiai úton vagy biolúgzással)
Szennyvíziszap
Mezőgazdasági felhasználás Komposztálás
- aerob stabilizálás mikroorganizmusokkal - optimális paraméterek (adalékanyag vagy mátrix) - technológia: 1. Agitált ágyas komposztálás 2. Statikus ágyas 3. Reaktoros
3.
Komposztálási rendszerek összehasonlítása
– Energetikai Termikus hasznosítás – Égetés
Szennyvíziszap
- szükséges előkezelés: kondicionálás, víztelenítés, előszárítás - az
önfenntartó égés feltételei - nedvességtartalom: <50% - hamutartalom: <60% - szervesanyag tartalom: <25% Nyers iszap
25 500 kJ/kg sz.a.
iszaptérfogat jelentősen csökken
Fölös eleveniszap
20 900 kJ/kg sz.a.
toxikus összetevők ártalmatlaníthatók a hamu szennyezőanyagoktól mentes termikus energia hasznosítható
Rothasztott iszap
11 600 kJ/kg sz.a.
Rothasztott kevert iszap
13 400 kJ/kg sz.a.
A települési szennyvíztisztító művek különböző iszapjainak jellemző fűtőértékei (Barótfi, 2000)
! tisztítási technológia - levegőszennyezés
Főbb berendezés típusok:
! hamu és szállópor kezelése
-
etázskemence
! termékek korrozív hatásai
-
fluidágyas kemence
-
forgódobos kemence
Termikus hasznosítás – Égetés
Szennyvíziszap
Anaerob lebontás - anaerob lebontás és stabilizálás (endoterm folyamat; 35-55°C) - optimális paraméterek Feladás
biogáz hasznosítható stabilizált iszap jó minőségű
Rothasztó
Biogáz
Biogáz tárolás és tisztítás
Stabilizált iszap
Szeparálás (Opcionális)
Injektálás Mezőgazdaság Komposztálás
Jármű motor
Transzport
Motor vagy turbina Kombinált hő és energia
Gázturbina /bojler
Folyamat hő; fűtés
-
A fölösiszap mikroorganizmusokat, ill. nagyméretű mikroorganizmus telepeket tartalmaz. A mikroorganizmusok akkumulálódnak és pelyheket képeznek, melyek olyan összetevőket tartalmaznak, mint önálló baktérium, baktérium aggregátok, sejt maradvány, szerves rostok vagy szervetlen alkotók.
-
A flokkok komponenseit extracelluláris polimer anyagok (EPS) tartják össze.
Dezintegrálás hatásai: - a pelyhek roncsolását
- szemcseméretcsökkenést, ezáltal fajlagos felület növekedést. - baktérium sejtek feltárása Dezintegrálási módok: - mechanikai - kémiai - biológiai - termikus - kombinált
Eleveniszap mikroszkópi képe dezintegrálás előtt és után [Kocsis A., TDK, 2006.]
Szennyvíz
Csigás rácsszűrő berendezés
Tároló medence
Mésztej
Koaguláló szer (vas-klorid)
Rácsszemét
MOBIL SZENNYVÍZTISZTÍTÓ BERENDEZÉS TOVÁBBFEJLESZTÉSE
Puffer tartály
Koaguláló tartály
Anox tér
Lamellás ülepítő
Aerob tér
Szennyvíz recirkuláció
Nyersiszap
Membránszűrő
Iszapkezelés: - Anaerob lebontás - Ózonos fertőtlenítés Fölösiszap
UV-oxidáció
Tisztított víz
- A sajóbábonyi mobil berendezésből származó iszap minták gáztermelő képességét vizsgáltuk mechanikai előkezeléssel és előkezelés nélkül - Alkalmazott berendezések
Mechanikai dezintegrátor Igénybevétel: nyírás Fordulatszám: 2855 1/perc
Statikus biogáz berendezés Hőmérséklet: 54°C Kiindulási pH - 7
Feladás: membrán egységből származó iszap 4,4
450 4,28
4,3 4,22
4,19
4,2
1.minta eredeti minta
4,1
2.minta 1,5 perc dezintegrálás 3.minta 2,5 perc dezintegrálás
4
4.minta 3,5 perc dezintegrálás
3,88
3,9
383,117
400
5.minta 5 perc dezintegrálás
3,8
Össz. szerves szén [g/kg]
Össz. szárazanyag tartalom [%]
4,33
350 267,422
300
255,98
250
219,531
260,107
1.minta eredeti minta 2.minta 1,5 perc dezintegrálás 3.minta 2,5 perc dezintegrálás
200
4.minta 3,5 perc dezintegrálás
150
5.minta 5 perc dezintegrálás
100
3,7
50
3,6
0 1. minta
2. minta
3. minta
4. minta
900
1. minta
2. minta
3. minta
4. minta
5. minta
843,245
742,268
800
5. minta
760,28 704,976
700
601,247
1.minta eredeti minta
500
2.minta 1,5 perc dezintegrálás
1. minta eredeti+inokulum
2. minta eredeti
3.minta 2,5 perc dezintegrálás
3. minta 1,5 p. dezaggr.
4.minta 2,5 p. dezaggr.
400
4.minta 3,5 perc dezintegrálás
5. minta 3,5p. dezaggr.
6. minta 5p. dezaggr.
300
5.minta 5 perc dezintegrálás
200 100 0 1. minta
2. minta
3. minta
4. minta
5. minta
Fajlagos gázhozam [ml/g sz.sz.a.]
KOI [g/kg]
600
350 300 250 200 150 100 50 0 0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 Idő [nap]
Feladás: lamellás ülepítő iszapja
pH KOI [mg/l] Össz. szárazanyag [mg/l]
Ülepített iszap
Dezaggregált iszap
Ózonizált iszap
Eleveniszap
7,87 188
7,32 8576
7,42 1203
7,36 190
12420
16000
11135
12190
-2,5 perces dezintegrálás -3 órás ózonizálás
Fajlagos gázhozam értékek a bemért tömegére, ill. a szárazanyag tartalomra vonatkozóan
- A bemért minta tömegére vonatkozó fajlagos gázhozam értékek alapján az ülepítői iszap és a mechanikailag előkezelt iszap azonos gázmennyiséget eredményezett, míg a szárazanyag tartalomra vonatkozóan az előkezeletlen ülepítői iszap több gázt produkált. Megállapítottuk, hogy a mechanikai (kavitron) kezelés elhagyható, mivel alkalmazása nem jár együtt a számottevő biogáz-mennyiség növekedésével - Az ózonizálás az iszap kezelésére alkalmas megoldás lehet, azonban ezt követően biogáz nem állítható elő, így a kisméretű szennyvíztisztító berendezés iszapjának kezelésére vagy kizárólagos ózonizálást vagy kizárólagos anaerob lebontást alkalmazhatunk. A két kezelési módszer közül a gazdaságosabb, a környezetbarátabb és egyszerűbben kivételezhető anaerob lebontást (biogáz-termelést) javasoljuk. - Az anaerob lebontásnál a termofil hőmérséklet (50-60°C) alkalmazását javasoljuk
Feladás:
lamellás ülepítőről és a membránszűrőről származó iszap
Hőmérséklet : 54°C
TET 08 RC SHEN Projekt
