Kommunális hulladéklerakó csurgalékvíz-tisztítása fordított ozmózissal
előadó: Tóth András
Senior technológus
XVIII. KÖRNYEZETVÉDELMI ÉS IPARBIZTONSÁGI KONFERENCIA 2016. 05. 20. Balatonfüred
Csurgalékvíz • erős szennyezettség: • Nehézfémek
[0,01 – 10 mg/l],
• Ammónia
[ > 1 000 mg/l],
• KOI
[ > 10 000 mg/l],
• oldott sók
[ > 10 000 mg/l],
• patogének, stb.; • a koncentrációk időben változnak!
Jelentős környezeti kockázatok: talaj, talajvíz, felszíni víz elszennyezésének veszélye! Manapság mit teszünk a csurgalékvízzel? • Lerakó szigetelése; • Dréncsövezés és medencébe gyűjtés; • Visszalocsolás; • Szennyvíztelepre történő elszállítás.
Csapadék
Ezek tényleg jó megoldások? 2
A hagyományos csurgalékvíz „kezelés”
Visszalocsolás:
Özönvízszerű esők haváriahelyzetek kialakulhatnak.
A szennyezőanyagok bekoncentrálódnak.
A depónia telítődik, ez egy idő után a gázkinyerést sem segíti.
számos országban (pl. Románia, Észak-Európa és Amerika egyes részein) hatóságok tiltják a visszapermetezést!
Szennyvíztisztítóra szállítás
Ez annyira nem támogatandó, hogy ez külön diát érdemel!
Mi a baj a szennyvíztisztítóra szállítással? Lerakó szemszögéből
Szennyvíztelep szemszögéből
Szállítási költség;
Kis bevételi forrás ugyan, de…
Állandó díjfizetés a szennyvíztelepnek:
Biológiai túlterhelés veszélye (BOI,NH4-N);
kb. 4 000 HUF/csurg.víz m3
Megnövekedett vegyszeradagolás (P);
Megnövekedett energiafelhasználás;
Határértékek be nem tartásának kockázata;
SZENNYVÍZISZAPBA kerülő nehézfémek, sók VESZÉLYES HULLADÉKKÁ VÁLHAT AZ ISZAP ↔ hasznosítása nem lehetséges! (Iszap Stratégia?)
Kiszolgáltatottság;
megnövekvő üzemeltetési költségek
Technológiai sorok
Technológia hatékonyság/kockázatelemzés
1. Változat
-nagymennyiségű vegyszeres iszap keletkezik flotált iszap veszélyes hulladék;
pH~8-on történő kicsapatás; flotálás; kétlépcsős biológiai tisztítás; flotáló fázisszétválasztás; homokszűrő GAC; Ioncsere
-adszorbens töltetek hamar kimerülnek;
2. Változat kétlépcsős eleveniszapos technológia, flotáló fázisszétválasztás, homokszűrő BAC
-nagy energiaigény; -nagy vegyszerigény;
-nagy ioncserélő kapacitás szükséges; -komplex biológiai működtetés (BOI/KOI arány); -esetenként külső P- és/vagy C-forrás szükséges; -nehézfémek + sók felhalozódása a szennyvíziszapban;
-toxikus anyagok veszélyeztetik a biológiát; -nagy helyigény; -nehezen tartható határértékek (BOI, NH4-N);
Túl sok kockázat; előnytelen megoldások. 3. Változat
-széles spektrumú és igen magas szennyezőanyag eltávolítási hatásfok;
Homokszűrő Gyertyás szűrő Fordított ozmózis Ioncserélő pH-beállítás
-automatizálható távvezérlés; -kis helyigény;
-hosszú távon stabil, megbízható működés; -magas vegyszerigény; -koncentrátum elhelyezéséről gondoskodni kell;
Hatékony megoldás!
Kovásznai projekt • Q=115 m3/d • zöldmezős beruházás
Analízis Vezetőképesség KOI BOI5 TN NH4-N TP TDS 105°C Klorid
µS/cm mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l
Integrált Hulladékkezelési Központ, Nagyborosnyó
Nyersvíz tervezési értékek
Elfolyó határértékek (Román NTPA001)
Tervezett eltávolítási hatásfok
15 000 13 000 5 000 1 250 750 6 10 000
300 125 25 10 2 1 200 500
98,0% 99,0% 99,5% 99,2% 99,7% 83,3% 98,0%
Milyen tisztítási technológiai alternatívák lehetségesek?
A PURECO Kft. megoldása: PURE-RO/LTC ®
• • • •
fordított ozmózison alapuló, kompakt technológiai egység, nagy tisztítási hatékonyság, hosszú távú, stabil üzemeltetés
A technológia részei
Hatékony lebegőanyag-leválasztás/előkezelés:
Homokszűrő és gyertyás szűrő;
Nyomásfokozó szivattyúk: a szűrés fenntartásáért; a megfelelő fluxus biztosításáért;
Membránok: a technológia „lelke”;
Ioncserélő: az esetleges megmaradó ammónium eltávolítására;
Gázmentesítő: a pH beállítása, a CO2 kilevegőztetése;
Kiegészítő részek:
pH beállítás/savazás;
Kirakódásgátló anyagok adagolása,
CIP-rendszer.
Fejlesztés, gyártás
Hazai gyártásban, hazai és külföldi szakemberek bevonásával;
Együttműködés a magyar PURECO, és HIDROFILT Kft. és az amerikai NANOSTONE cég között:
NANOSTONE mint membrángyártó;
HIDROFILT mint a technológia összeszerelője;
PURECO mint technológia, gépészet és irányítástechnika tervezője.
RO membrán • Spacer Tube (ST) modul spirálmembrán, • NaCl visszatartás: 99,5% • Felület: 28 m2 • Spacer méret: 34 mil • Üzemi nyomás: 30-90 bar • Üzemi hőmérséklet max.:45°C • pH tűréshatár: 4 - 11
Kovásznai eredmények Nyersvíz mért értékek
Permeátum analízis
Elfolyó határértékek (Román NTPA001)
Mért eltávolítási hatásfok
µS/cm
21500
163
300
99,2%
KOI
mg/l
4707
30
125
99,4%
BOI5
mg/l
310
14
25
95,5%
TN
mg/l
540
2,3
10
99,6%
NH4-N
mg/l
342
0,008
2
100,0%
TP
mg/l
11
0,05
1
99,5%
TDS 105°C
mg/l
15616
128
200
99,2%
Klorid
mg/l
4535
17
500
99,6%
Analízis Vezetőképesség
Költségelemzés
Gyakori ellenérv a membrántechnológiák ellen, hogy drágák.
A kalkulált üzemeltetési költség egy 100 m3/napos kapacitású PURE-RO/LTC-re, az alábbiakat figyelembe véve:
Vegyszerköltségek (kénsav, antiscalant, CIP, stb.);
Áramfelhasználás;
Üzemeltető munkabére;
Amortizáció.
Amortizáció nélkül: ~800 HUF/csurgalékvíz m3 Amortizációval: ~1500 HUF/csurgalékvíz m3
Technológiák
Megfelelő volt?
1. Változat
-nehezen tartható határértékek (BOI, NH4-N); -szennyvíziszap veszélyes hulladékká válhat; stb.
pH~8-on történő kicsapatás; flotálás; kétlépcsős biológiai tisztítás; flotáló fázisszétválasztás; homokszűrő GAC; Ioncsere
2. Változat kétlépcsős eleveniszapos technológia, flotáló fázisszétválasztás, homokszűrő BAC
3. Változat Homokszűrő Gyertyás szűrő RO Ioncserélő pH-beállítás
Túl sok kockázat; előnytelen megoldás.
Költség ~3700 HUF/ csurg.víz m3 (amortizációval)
-toxikus anyagok veszélyeztetik a biológiát; -nagy helyigény; stb.
~2200 HUF/ csurg.víz m3
Túl sok kockázat; előnytelen megoldás.
(amortizációval)
-kis helyigény; -hosszú távon stabil, megbízható működés; stb.
Hatékony megoldás!
~1500 HUF/ csurg.víz m3 (amortizációval)
Koncentrátum kezelésének lehetséges Koncentrátum becsült szennyezettsége módjai
Bepárló a koncentrátum-áramra: nagy energiaigényű (de depóniagázból nyerhető energiával üzemeltethető),
3. RO-lépcső (nem javasolt).
Lehetőségek vannak, de ezek ma még nagyon drágák;
A lerakóra kerül vissza egyelőre, amíg elég depóniagáz nem lesz.
Qbrine
25
m3/d
TDS TDS load
46 000 1 100
ppm kg/d
Conductivity KOI KOI load BOI BOI load TN TN load NH4-N
69 500 60 000 1 500 23 000 570 5 800 150 3 500
µS/cm ppm kg/d ppm kg/d ppm kg/d ppm
NH4-N load
90
kg/d
Qb/Qraw
21%
Forrás: Belső kalkuláció a koncentrátum szennyezettségének becslésére
Hazai és nemzetközi lehetőségek Hány db lerakón folyik csurgalékvíztisztítás Magyarországon 2015-ben? A lerakók többségén indokolt lenne a helybeni csurgalékvíz tisztító kiépítése (üzemeltetők panaszai); A 100%-os visszalocsolást előbb-utóbb nálunk is kiiktatják majd a gyakorlatból; Külföldi – főleg Kelet-Európa területén lévő – lerakók modernizálása, korszerűsítése EU-s célok között van! További projektjeink vannak Bulgáriában, Romániában.
Konklúzió: itthon is a tisztítás felé kell fordítanunk a figyelmünket.
[ÉRTÉK]db; [SZÁZALÉK] tisztítás (ROval) 67db; [SZÁZALÉK] nincs tisztítás
Köszönöm a figyelmet!
Csurgalékvizek szennyezettsége Paraméter
Mértékegység
pH KOI BOI BOI/KOI összes LA összes oldott anyag Ammónia - N összes foszfor klorid szulfát összes szerves szén kadmium összes króm réz ólom higany nikkel cink
[-] [mg/l] [mg/l] [-] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l]
Csurgalékvíz 4 – 7,5 100 – 60 000 3 – 29 200 0 – 0,7 100 – 2 000 3900 – 44 900 10 – 1 000 5 – 100 100 – 3 000 8 – 1 400 20 – 20 000 0,0007 – 0,15 0,0005 – 1,9 0,003 – 2,8 0,005 – 1,6 0,0001 – 0,0098 0,02 – 2,227 0,03 - 350
Kommunális szennyvíz 6-8 500 – 1000 300 – 500 0,4 – 0,5 100 – 350 250 – 850 12 – 50 4 – 15 30 – 100 20 – 50 80 – 290 A nehézfém-koncentrációk egy átlagos kommunális szennyvízben mérési határ közelében vannak.
Szennyvíziszapok mezőgazdasági felhasználása 50/2001. (IV.3.) Kormányrendelet 5. számú melléklete alapján
Szennyvíziszap kihelyezésére vonatkozó határértékek [mg/kg DS]
Szennyvíziszap komposzt kihelyezésére vonatkozó határértékek [mg/kg DS]
Cd
10
Cd
5
Cr (VI)
1
Cr (VI)
1
Cu
1000
Cu
750
Hg
10
Hg
5
Ni
200
Ni
100
Pb
750
Pb
400
Zn
2500
Zn
2000
Fajlagos költség kalkuláció
PURE-RO/LTC:
Amortizációs idő: membránok & irányítástechnika 3 év; gépészet 12 év; minden egyéb 10 év;
Évi 7884 üzemóra;
Legnagyobb energiafogyasztása a rendszernek egyidejűleg: 45 kWh;
Kénsav (98%) fogyasztás nyersvíz m3-enként: 2,5 l;
Antiscalant adag nyersvíz literenként: 8 mg/l;
CIP-pelés minden 135 h. (1. lépcső) és 400. h (2. lépcső) után;
Munkabér: 20.000 EUR/év (napi átlag 2 órát kell vele foglalkozni)
Fiziko-kémiai + biológiai tisztítás
Energiaigény: 100 kWh;
Aktívszén töltet csere;
Vegyszeradagolás (polimer);
