SZENNYVÍZTISZTÍTÁS Mennyiség: ~ 700 milliárd m3/év (Magyarországon)
A „közműolló” időbeli változása Magyarországon
ipar ~ 80% mezőgazdaság ~ 10% kommunális ~ 10%
1
2
nem hasznosítható víz
Közvetlen kár:
kezelési költségek környezeti elemek minőségromlása természeti környezet pusztulása egészségkárosodás
Közvetett kár
életminőség romlása üdülési, turisztikai lehetőségek csökkenése
FEJLŐDÉS 1900-ig: 1900-tól: 1940-től: 1960-70: 1980-tól:
elszivárogtatás, csatornázás, élővízbe vezetés aerob eljárások, eleveniszapos lebontás anaerob technológiák megjelenése, iszapkezelés fizikai/kémiai módszerek intenzifikálása biológiai, biokémiai módszerek fejlesztése N – P eltávolítás kombinált módszerekkel intenzifikált mikróbakultúrák katalitikus, szuperkritikus oxidációs eljárások
3
A természet csodálatos képessége a szennyezések feldolgozása, ártalmatlanítása. De ennek vannak határai Napjainkban szennyvízbe kerülnek: human hulladékok, élelmiszermaradványok, olajok, felületaktív anyagok (mosószerek), vegyszerek, mérgek, nehézfémionok, festékek, lakkok, stb.
vízszennyezés
szennyvízbevezetés élővízbe
4
A vízszennyezés mérséklésének módszerei és a vízminőség szabályozási lehetőségei
szervetlen eredet (klasszikus és műszeres analitika)
Szennyező anyagok
szerves eredet (oxidáció: TOC, BOI5, KOI)
patogén mikroorganizmusok (koliszám, kolititer)
Szervetlen eredetű vízszennyezések
5
Szerves eredetű vízszennyezések
Kommunális szennyvíz: mosás, mosogatás fürdés, WC-öblítés, takarítás, öntözés
zápor gyűjtő
6
Hová megy a szennyvíz? személyes vízhasználatok
mosógép, mosogatógép
Gravitációs úton jut a belső csatornarendszerbe, a csatornahálózatba, majd a szennyvíztisztítóba!
A szennyvíz ≈99%-a víz kevesebb mint 1% oldott vagy diszpergált szennyezés de ez az 1% teljesen használhatatlanná teszi a vizet
diszpergált részecskék hatása baktériumok, tápanyagok (nitrogén, foszfor), fémionok, olaj, zsír … szennyvíz
7
8
Vízszennyezés -források
A teljes szennyvíztisztító rendszer értelmezése
9
Szennyvíz és csapadékvíz csatorna rendszerek
Tavas szennyvíztisztítás
10
Gyökérzónás szennyvíztisztítás
Nyárfás öntözés
Eleveniszapos helyi szennyvíztisztítás, iszaprecirkulációval
11
SZENNYVÍZTISZTÍTÁS 2.
Csatornahálózat • • • •
A teljes szennyvíztisztító rendszer értelmezése
gravitációs nyomás alatti (nyomóvezetékes) vákuumrendszerű vegyes (gravitációs + nyomóvezeték)
Rácsszűrés
12
RÁCSSZŰRŐK
Íves rács kétkaros tisztítószerkezettel
Síkrács acél sodronykötél mozgatású, alternáló tisztítószerkezettel
Sikrács, láncos mozgatású, alternáló tisztítókészülékkel
Rács-szemét
Rácsszűrő-ház
A rácsszűrőből elfolyó víz
13
A rácsszemét tárolása, szállítása
Rácsszűrő tisztítása
A teljes szennyvíztisztító rendszer értelmezése
Homokfogás
14
zsomp
Homokfogó
Kétcsatornás homokfogó működési elve és a gyakorlati megoldás
Homokfogó megoldások a gyakorlatban
15
Homokeltávolító műtárgyak
A teljes szennyvíztisztító rendszer értelmezése Előülepítés, derítés
16
SZENNYVÍZ-ÜLEPÍTŐ BERENDEZÉSEK
Ülepítő csatorna tisztított szennyvíz
szennyvíz
iszapelvezetés
Folyamatos ülepítőmedence (négyszögletes) lánchajtású felülúszóeltávolítóval és iszapkotróval
17
Az ülepítés hatását befolyásoló tényezők: - hőmérséklet - szélhatás (nagy szabadtéri ülepítő) - rövidzárlat (hidrodinamikai) - tartózkodási idő - lebegőanyag koncentráció eloszlás az ülepítőben - a medence geometriai kialakítása - a bukón átjutó szennyvíz mennyisége - felületi terhelés - lebegőanyag terhelés - iszapfelfúvódás - iszapfelúszás
„felülúszó”
Hosszanti átfolyású ülepítőmedence, vas-kloridos derítéssel
18
Radiális áramlású ülepítőberendezések
DORRDORR-ülepítő működési elve
19
Dorr-ülepítők a gyakorlatban
20
Függőleges áramlású ülepítőberendezések
Dortmundi medence
Ülepítő kúp (Graever-ülepítő
Ülepítés hatásosságának növelése: flokkulálás (pelyhesítés) derítés - flotálás méretnövelés flokkulólószerek: FeSO4, FeCl3, Al2(SO4)3, KAl(SO4)2, PAC (BOPAC), SEDOSAN, FLOKONIT
21
Flokkulálás FeCl3 alkalmazásával
Nyomás alatti szennyvízflotációs rendszer működési elve
22
A teljes szennyvíztisztító rendszer értelmezése Biológiai tisztítás
BIOKÉMIAI – MIKROBIOLÓGIAI SZENNYVÍZKEZELÉS Mikroganizmusok felhasználása aerob C H N
CO2, H2O NH3
anaerob C,H
CH4
Szabályozó paraméterek • hőmérséklet - hőátadás • pH • oldott oxigén – levegőztetés • átadási felület - keverés • ásványi tápanyagok (N, P, K, Mg) • mikroelemek (Fe, Cu, Co, …) • nehézfém-mérgezés (galvánüzem) • toxikus szerves vegyületek (biocidek)
Mikrobiológiai szervesanyag lebontás
23
A szennyvíztisztításban számos, sokféle mikroorganizmus vesz részt
oxidációs árok utóülepítő recirkulációs szivattyú
levegőztető rotor
A teljesoxidációs eleveniszapos szennyvíztisztítás változatai (néhány száz, néhány ezer m3/nap szennyvízre)
c)
24
Bécsi medence
alámerülő mechanikai levegőztető egység felszíni mechanikai levegőztető egységek
Keverős tartály típusú reaktor, függőleges tengelyű rotorokkal
légbefúvásos reaktor
Eleveniszapos szennyvíztisztítás
a
b
Felszíni levegőztetés: a) forgókefe, b) lemezes elosztó
25
Eleveniszapos medence alsó levegőbevezetéssel (lemez diffúzoros megoldás)
Finombuborékos diffúzorok
Perforált membrán diffúzor
„Dóm”-diffúzor
cső-diffúzor
26
A levegőztető egységek kompresszorháza
Eleveniszap működés közben
27
Biológiai töltött oszlop (csepegtetőtestes szennyvíztisztítás)
Töltött oszlop szerkezete és működési elve
Biológiai aktív hártya: transzportfolyamatok
a) rendezettlen (szemcsés) töltet b) rendezett (vörösfenyő) töltet
szennyvíz
biológiai hártya
levegő
töltet szerves anyag anyagcsere termék
Tipikus töltetek O2 CO2
A biológiai hártya sematikus ábrázolása Szennyvíztisztítás töltetes oszlopban (New York)
28
SZENNYVÍZISZAP-KEZELÉS
LÉPÉSEK
sűrítés kondicionálás fertőtlenítés víztelenítés szárítás elhelyezés
SŰRÍTÉS - gravitációs - flotációs - dinamikus centrifuga vibrációs eljárás - szűrés
29
Iszapcentrifuga (Észak-pesti Szennyvíztisztító)
ISZAPSŰRÍTÉS FLOTÁLÁSSAL
KONDICIONÁLÁS
HŐKÖZLÉS
KÉMIAI
víztartalom csökkentés szerves stabilizáció patogén baktériumok eltávolítása
MIKROBIOLÓGIAI
30
Fizikai kondicionálás - pasztőrözés (60(60-80 oC, 30 perc) - termikus eljárás - mosatás (elutráció)
Kémiai kondicionálás - szerves polielektrolitok - szervetlen adalékok: FeSO4, Ca(OH)2, FeCl3 AlCl3, Al2(SO4)3
Termikus kondicionálási technológia hőmérséklet: 180-200 oC, nyomás 18-20 bar, tartózkodási idő 2-3 perc
Biokémiai-mikrobiológiai iszapstabilizálás aerob (komposztálás)
anaerob (biogáz előállítás) „rothasztás” „rothasztás”
Az enzimes eljárás reaktorának kialakítása enzim + kelátképző szenzibiláció (hidrolízis) hiperrespiráció degresszió stabilizáció t: 30-35 oC
31
Anaerob iszapfermentáció
hidrolízis
savas erjedés
metánfermentáció
32
hideg
< 15 oC
fűtött 32 < t < 58 oC
mezofil: 32 -38 oC termofil: 52-58 oC
Hagyományos fűtőpatronos rothasztó a kiszolgáló gépi berendezésekkel
33
Iszaprothasztó 1.
Iszaprothasztó 2.
34
a
Külső hőcserélős, fűtött zárt anaerob rothasztás folyamatábrája
Biogáz-tartály
35
36
Hagyományos szennyvíztisztító
37
A szolnoki szennyvíztisztító
38
Tisztított szennyvíz elvezetés (Szolnoki Szennyvíztisztító)
39
