Szennyvíziszap-égető működésének javítási lehetőségeinek vizsgálata. Szakdolgozat

Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Kar Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet

Szennyvíziszap-égető működésének javítási lehetőségeinek vizsgálata Szakdolgozat Szerző: Mirkovszki Adrienn környezetmérnök alapszak, környezettechnika szakirány Konzulensek: Dr. Bokányi Ljudmilla CSc egyetemi docens intézeti tanszékvezető Dr. Takács János PhD c. egyetemi docens Szabó Szilvia ügyvezető igazgató, Kisanalitika Kft. Beadás dátuma: 2014.12.01.

Miskolc, 2014

Eredetiségi nyilatkozat

Alulírott Mirkovszki Adrienn, a Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Karának hallgatója büntetőjogi és fegyelmi felelősségem tudatában kijelentem és aláírásommal igazolom, hogy a Szennyvíziszap víztelenítésének vizsgálata című szakdolgozat (a továbbiakban: dolgozat) önálló munkám, a dolgozat készítése során betartottam a szerzői jogról szóló 1999. évi LXXVI. tv. szabályait, valamint az Egyetem által előírt, a dolgozat készítésére vonatkozó szabályokat. A dolgozatban csak az irodalomjegyzékben felsorolt forrásokat használtam fel. Minden olyan részt, melyet szó szerint, vagy azonos értelemben, de átfogalmazva más forrásból átvettem, egyértelműen, a forrás megadásával megjelöltem. Kijelentem, hogy az elektronikusan feltöltött és a papír alapú dokumentum mindenben megegyezik. Jelen nyilatkozat aláírásával tudomásul veszem, hogy amennyiben bizonyítható, hogy a dolgozatot nem magam készítettem vagy a dolgozattal kapcsolatban szerzői jogsértés ténye merül fel, a Miskolci Egyetem megtagadja a dolgozat befogadását és ellenem fegyelmi eljárást indíthat. A dolgozat befogadásának megtagadása és a fegyelmi eljárás indítása nem érinti a szerzői jogsértés miatti egyéb (polgári jogi, szabálysértési jogi, büntetőjogi) jogkövetkezményeket. Miskolc, 2014.12.01.

................................................... a hallgató aláírása

Tartalomjegyzék Bevezetés .................................................................................................................. 1 Szennyvíziszap kezelésének jogi háttere ................................................................... 2 A szakdolgozat célja és a probléma megfogalmazása ............................................... 5 A szennyvízkezelésről általában................................................................................. 7 4.1. A foszfor eltávolításának lehetőségei .................................................................. 9 5. A Heves Megyei Vízmű Zrt. Egri Üzemegysége ........................................................ 11 6. Iszapfelhasználás ..................................................................................................... 14 6.1. Lerakóba történő szállítás és mezőgazdasági hasznosítás .................................... 14 6.2. Komposztálás ........................................................................................................ 14 6.3. Biogáz előállítás ..................................................................................................... 15 6.4. Pirolízis .................................................................................................................. 17 6.5. Szennyvíziszap égetése ........................................................................................ 17 6.5.1. Fizikai megoldások a szennyvíziszap víztelenítésére, azaz keverése RDF-fel .... 18 6.5.2. Koagulálás és flokkulálás a víztelenítés előtt....................................................... 19 7. Az egri szennyvíziszapot égető BIOMORV cég hulladékkezelési tevékenységének ismertetése ................................................................................................................... 21 7.1. Bevezetett szennyvíziszap-mix összetétele ........................................................... 25 7.2. Előégető................................................................................................................. 25 7.3. Utóégető ................................................................................................................ 28 7.4. Termo olajos hőcserélő .......................................................................................... 29 7.5. Áramfejlesztő ......................................................................................................... 30 7.6. Porleválasztó ciklon ............................................................................................... 33 7.7. Füstgáz-levegő hőcserélő ...................................................................................... 34 7.8. Füstgázmosó ......................................................................................................... 36 8. Üzemelés menete ..................................................................................................... 37 8.1. A berendezés beindítása ....................................................................................... 37 8.2. Karbantartás .......................................................................................................... 38 9. A füstgáz összetétele és annak elemzése................................................................. 40 10. A salak, hamu sorsa ............................................................................................... 45 10.1. Lehetséges megoldások ...................................................................................... 45 10.1.1. Ioncserés eljárás ............................................................................................... 45 10.1.2. Csapadékos leválasztás.................................................................................... 45 10.1.3. Magnézium-ammónium-foszfát előállítása ........................................................ 46 11. Szennyvíziszap jobb ülepíthetőségének/szűrhetőségének kísérleti vizsgálata ........ 47 11.1. Koagulálási kísérletek .......................................................................................... 47 11.2. Flokkulálási kísérletek .......................................................................................... 50 11.3. Koagulálás és flokkulálás együtt alkalmazási kísérlete ......................................... 56 11.4. Szűrési kísérletek................................................................................................. 63 11.5. Konklúzió a laborkísérletekről .............................................................................. 66 12. Tüzeléstechnikai megoldások ................................................................................. 67 13. Összefoglalás ......................................................................................................... 68 14. Summary ................................................................................................................ 70 15. Köszönetnyílvánítás ................................................................................................ 72 16. Irodalomjegyzék ...................................................................................................... 73 17. Ábrajegyzék ............................................................................................................ 74 18. Táblázatjegyzék ...................................................................................................... 77 19. Mellékletek .............................................................................................................. 78 19.1. Eger megyei jogú város szennyvíztisztítótelepének megvalósulási terve ............. 78 19.2. A füstgáz kibocsátásra mért eredmények az első állapotban ............................... 79 19.3. A füstgáz kibocsátásra mért eredmények a második és harmadik állapotban ...... 80 19.4. A füstgáz kibocsátásra mért eredmények a negyedik állapotban ......................... 81 1. 2. 3. 4.

Miskolci Egyetem Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet

Mirkovszki Adrienn Szennyvíziszap-égető működésének javítási lehetőségeinek vizsgálata

1. Bevezetés Mindennapjainkban fontos szerepet játszik az általunk termelt hulladék kezelésének témaköre. Hulladék esetén nem csak az otthonunkban és munkahelyünkön termelt szilárd települési hulladékra kell gondolnunk, hanem ehhez a témához kapcsolódik a folyékony vagy kórházi hulladék is. Szakdolgozatomban a folyékony szennyvíziszappal foglalkozom. Miután megvizsgáltam hasznosításának

lehetőségeit,

egyértelművé

vált,

hogy

a

legmegfelelőbb

és

leghatékonyabb feldolgozása az iszap elégetése. Munkámban részletesen foglalkozom az égetéshez kedvező nedvességtartalmat biztosító megfelelő víztelenítési paraméterek beállításával fizikai-kémiai aggregálási kísérletek segítségével. Azért e témára esett a választásom, mert a szakmai gyakorlatomat Nagyrédén, a Biomorv Kft.-nél töltöttem, amely cégnek vezetője, Morvai Ferenc részt vett az Egerben épült Morvai-Garamszegi Hulladékhasznosító

Mű

tervezésében,

kialakításában

és

a

próbatüzelések

lebonyolításában, valamint tanulmányaim során már korábban felfigyeltem a hulladékok termikus úton történő ártalmatlanítására, mint téma, mivel nagyon izgalmasnak és nagy kihívásnak tartom. A szakdolgozatom első felében a témakörrel kapcsolatos általános tudnivalókat fogalmazom meg, többek között a jogi hátteret, a dolgozat célját, a szennyvíztisztítás alapjait és az Egerben található szennyvíztelep technológiáját, a szennyvíziszap felhasználás opcióit, az égetőmű felépítését és annak üzemelését. A dolgozat második felében az általam elvégzett kísérleteket teszem közzé és értékelem. A fizikai-kémiai kísérleteket a Sajóbábonyban található Kisanalitika Kft. laboratóriumában végeztem el. A mérések alapján meghatározom, melyik az az aggregálási eljárás, amelyik segítségével az iszap a legnagyobb hatásfokkal vízteleníthető mechanikusan, így később az égetőtérbe olyan anyag kerülhet, melynek elégetésével sem a környezetet, sem a berendezést nem károsítjuk. A mérések értékelése után összegzem a kapott eredményeket és megnevezem, melyik eljárás számunkra a legkifizetődőbb. Szempontjaim a leülepedett iszap térfogata, az ülepedés hatásfoka (iszapréteg feletti víztömeg elszíneződése segítségével) és a szűrhetőség voltak.

1

Miskolci Egyetem Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet 2. Szennyvíziszap kezelésének jogi háttere


Magyarország Európai Uniós Elnöksége alatt született meg az első előterjesztés, amelyet az Unió 2013. április 8-án Duna Régió Stratégia néven emelt törvényerőre. A Duna Régió környezetvédelmi és egyben környezetipari egység is. Alapja az a tény, hogy a Duna vízgyűjtő területe – ami a Fekete-erdőtől a Fekete-tengerig terjed – rendkívül szennyezett. Szerencsére ez a szennyezés többnyire feldolgozható biomasszából áll. Amellett, hogy a szennyezést megszüntetjük, a munka elvégzésével nő a foglalkoztatottak száma, emeli a GDP-t, valamint a szennyvíziszap elégetésével nyert energia csökkenti a külföldi országoktól

függő

energiaellátást

(energiaimport

függés)

(http://dunaregiostrategia.kormany.hu/download/b/c3/70000/action_plan_danube_hu.pdf). A szennyvíziszap feldolgozása egyszerűen hangozhat, de komoly odafigyelést igényel, hiszen veszélyes hulladékról beszélünk. A feldolgozás bármilyen formájában veszélyes. Az Európai Unió alapállása szerint a szennyvíziszap közvetlen mezőgazdasági felhasználása nem támogatott, egyes országokban kifejezetten tilos. Svájcban 2015-től kötelező az égetése. A komposztálással való hasznosítás nem tiltott, de az előírások nagyon szigorúak. A rothasztással való ártalmatlanítás ajánlott ugyan, de az ártalmatlanítás hatásfoka vitatható, hiszen valóban keletkezik energia, de a fermentációs maradék további kezelése igen sok problémát vet fel. A szennyvíziszap lerakása a lehető legrosszabb megoldás, valamint a 2012. évi CLXXXV Törvény értelmében egyre drágább is lesz, ahogy ezt az 1. táblázat is jól érzékelteti. 1. táblázat: Hulladéklerakási járulékok Magyarországon

Hulladéklerakási járulékfizetéssel érintett hulladék fajtája

Hulladéklerakási járulékfizetéssel érintett hulladék egységára évenként (Ft/tonna) 2013

2014

2015

2016

1. települési szilárd hulladék

3 000 Ft

6 000 Ft

9 000 Ft

12 000 Ft

2. építési-bontási hulladék

3 000 Ft

6 000 Ft

9 000 Ft

12 000 Ft

3. veszélyes hulladék

3 000 Ft

6 000 Ft

9 000 Ft

12 000 Ft

4. települési szennyvíziszap

3 000 Ft

6 000 Ft

9 000 Ft

12 000 Ft

5. hasznosítás után visszamaradt és tovább hasznosítható veszélyes és nem veszélyes hulladék

1 500 Ft

3 000 Ft

4 500 Ft

6 000 Ft

Forrás: A 2012. évi CLXXXV. Törvény alapján a szerző saját készítése

2

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata A Stockholmi Egyezmény (2008. évi V. tv) kimondja, hogy az egyetlen igazán környezetkímélő megoldás az égetés útján történő ártalmatlanítása. Ez alapján a MorvaiGaramszegi-Hites trió készített egy szabadalmat, ami a P1200616 számon és ,,Szárított szennyvíziszapot ártalmatlanító hőenergia hasznosító eljárás” néven jegyzett. A szabadalom

technológiába

szennyvíziszapot,

mégpedig

integrált úgy,

módon

hogy

a

energetikai kórokozókat,

célokra a

hasznosítja

mérgező

a

anyagokat

ártalmatlanítja, elektromos áramot termel és jelentősen csökkenti a lerakandó hulladék mennyiségét. A szabadalom legújabb konfigurációja az ENTECCO group Gmbh&Co. KG. és Biomorv Kazánfejlesztő, Gyártó, Üzemeltető Kft. cégek által előállított, forgalmazott Morvai-Garamszegi Hulladékhasznosító Mű. (Morvai-Garamszegi, 2014) A berendezés megalkotásnál figyelembevett további Uniós stratégiák: -

EU Fenntartható Fejlődés Stratégiája

-

Klíma és Energia csomag

-

Víz Keretirányelv és a Készülő Víz Stratégia

-

EU Duna Makroregionális Stratégia

-

Roma Stratégia

-

Területi Agenda

-

Európai Foglalkoztatási Stratégia

-

Európa Bizottság Versenyképességi és Innovációs Keretprogramja 7. Környezetvédelmi Akcióprogram és Kutatási Keretprogram

(Morvai-Garamszegi, 2014) Az égetőmű mellett szóló környezetvédelmi és biztonságtechnikai érdekek: -

ha az iszapot helyben ártalmatlanítják, nem jelentkezik a közúti szállítás során felmerülő hatás vagy kockázat

-

csökkenti a lerakott hulladék mennyiségét

-

környezetvédelmi célkitűzése példaértékű, műszakilag célorientált

-

az Eger, Kőlyuk út, hrsz.: 9841 telephelyén 19 08 05 EWC kódú települési szennyvíztisztításból származó iszapok feldolgozása

-

0,35 t/h anyagáramot és évi 8000 üzemórát feltételezve évi 2800 tonna iszap ártalmatlanítható az égetőműben, ami az egri tisztító által termelt 1600-1800 tonna évi mennyiséget nagy bizonyossággal kiváló hatásfokkal tudja kezelni

(Morvai-Garamszegi, 2014) 3

Miskolci Egyetem Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet Az égetőmű mellett szóló gazdasági érdekek: -


a keletkező iszap szárításához használt földgáz mennyiségét minél kisebbre csökkentsék, akár kiváltsák

-

a Budapestre való szállítás költségeinek kiiktatása

-

a berendezéssel termelhető elektromos energia helyben való felhasználása, így a hálózati betáplálás egy részét kiváltja

-

a BIOMORV Kft. számára gazdasági cél, hogy a befektetett összeget visszanyerjék egy olyan know-how technológia kidolgozásával, amely akár külföldön is megállja a helyét

-

növeli a vállalkozás piaci értékét

(Morvai-Garamszegi, 2014)

4



3. A szakdolgozat célja és a probléma megfogalmazása A szennyvíziszap égetőmű létrehozásának közvetlen célja, a Heves Megyei Vízmű Zrt. egri szennyvíztisztító telepén keletkező szennyvíziszap hő- és villamos energiatermelés mellett való ártalmatlanítása, valamint, hogy a szennyvíziszapban rejlő energiát és az égéstermékben levő, mezőgazdaság számára fontos foszfátot helyben és olcsón hasznosítsuk. Eddig a keletkezett iszap nagyobb részét a Fővárosi Csatornázási Művekhez szállították további kezelésre (biogáz előállítása, komposztálás); kisebb részét mezőgazdasági felhasználásra juttatták el. A helyben történő elégetéssel a környezetszennyezés kockázata a műszakilag elvárható szintre minimalizálódna, hiszen a lehető legkorszerűbb, az elérhető legjobb technika (BAT – Best Available Techniques) elveinek megfelelő megoldásokat alkalmazták az égetőmű tervezésénél. A telepített szennyvízégető telep gazdaságilag is megalapozott, tehát piaci potenciálja igen magas. Az elmúlt egy évben az egri szennyvíziszapot feldolgozó BIOMORV égetőmű felépült és próbatüzeléseket végeztek, amelyeknek eredményei biztatóak. A rendszer tökéletesítése céljából azonban átfogóan felül kell vizsgálni a technológiai folyamatot. Munkám során arra a következtetésre jutottam, hogy a szennyvíziszap szárításhoz felhasznált földgázfűtés rendkívül költséges, hiszen napi 300 000 Ft pluszköltséget jelent. A füstgázból kivont hővel is elvégezhető a szárítás, azonban ez szintén körülbelül 300 000 Ft bevétel-kiesést jelent, hiszen a hőből elektromos áramot lehetne képezni, ami eladásra bocsátható. Így felvetődik a kérdés: hogyan, milyen más módon oldható meg az iszap víztartalmának csökkentése, ami a költségeket jelentősen csökkentené? A víztelenítés kétségkívül elvégezendő feladat, hiszen a szennyvíztisztítás után az égetőműbe kerülő szennyvíziszap nedvességtartalma 90-95%, ezzel szemben az égőtérbe kerülő iszap optimális víztartalma 20%. Szakdolgozatomban erre a kérdésre keresem a választ, megvizsgálva több lehetőséget. A nedvességtartalmat több módon lehet csökkenteni. Az első számú megoldás, hogy valamilyen

alacsony

nedvességtartalmú

anyaggal

összekeverjük

a

nedves

szennyvíziszapot, a második lehetőség, hogy fizikai-kémiai módszerekkel elősegítjük a nedvességtartalom mechanikai eltávolítását, a harmadik pedig a tüzeléstechnikai megoldások. 5



1. ábra: A víz, a hamu, a fűtőérték és az éghető anyagtartalom kapcsolata Forrás: Dr. Bokányi Ljudmilla Termikus hulladékkezelés című tárgy előadás anyagából Az ábráról jól látható, hogy a víztartalom növelésével csökken az égetni kívánt szilárd hulladék fűtőértéke. A szennyvíziszap víztartalma 80%-os a szennyvíz biológiai kezelését követő leválasztás után, tehát ha vizesen tüzelnénk el, mindössze 2000 kJ/kg energiát nyernénk, ami nem gazdaságos. Az iszap víztartalmának 20%-osra való csökkentése a fűtőértéket nyolcszorosára növeli, azaz 16000 KJ/kg energiát termelhetünk a kis víztartalmú anyag eltüzelésével.

6



4. A szennyvízkezelésről általában A klasszikus kommunális szennyvíztisztítási technológia elsősorban a biológiailag könnyen lebomló szerves anyagok ártalmatlanításáról szól. A legnagyobb problémát a szennyvízben levő kolloid és oldott szerves anyagtartalom okozza. A szennyvíz ezen komponensei a táplálékláncban szereplő lebontó mikroorganizmusok segítségével biokémiai úton lebonthatóak, illetve ártalmatlaníthatóak. A folyamat egy biológiai reaktorban megy végbe, amelyet ki kell egészíteni a nitrogén, illetve foszfor eltávolításával. Magyarán a szennyvizek tisztítása függ a kezelendő szennyvíz mennyiségétől is, valamint a szennyezettség mértékétől és a befogadó tulajdonságaitól. A gazdaságosságot is figyelembe kell venni, mikor kiválasztjuk a megfelelő technológiát a szennyvíz kezelésére. A

szennyvizek

bizonyos

mérőszámok

segítségével

megkülönböztethetőek

és

véleményezhetőek. A szennyvíz minőségét a KOIk és BOI5 értékek segítségével jellemezzük. A KOIk (kémiai oxigén igény): oxigén mennyiség, amely a vízben levő szerves anyagok kémiai oxidálószerekkel (KMnO4 - KOIp - vagy K2Cr2O7 - KOIk-) végzett oxidációjához szükséges. A BOI5 (biológiai oxigén igény): oxigén mennyiség, amely a vízben levő szerves anyagok aerob mikroorganizmusok általi biokémiai lebontásához szükséges. A lebontás hosszabb idő alatt játszódik le. Jellemző a BOI5 ill. BOI20, azaz az 5 napos ill. a 20 napos lebontáshoz szennyvizek

szükséges

oxigénigény

biológiai

(Takács

tisztítása”

c.

J.,

Hulladékonline alfejezet,

Tananyag,

2014.10.22

„A -

http://hulladekonline.hu/files/208/).

A nitrogén a szennyvízben mint szennyező tápanyag van jelen. Előfordulhat elemi-, szerves-, nitrit- és nitrát-nitrogén, illetve ammónia formájában. Ezek közül csak az N2 előfordulás nem jelent veszélyt. A környezetre gyakorolt káros hatásai (emberi szervezetbe kerülve szervi megbetegedések, csecsemőknél esetleges halál) miatt az ammónia és a többi nitrogén tartalmú vegyület ártalmatlanítása a szennyvíztisztítás egyik fő feladata. Megengedett határértéke telepenként változó, mivel itt a hatóság egyéni határértéket határozhat meg vízvédelmi érdekek miatt. (Takács J.: Kommunális szennyvizek tápanyagtartalmának csökkentési lehetősége, HulladékOnline elektronikus folyóirat, 4. évf., 1.szám, 2013).

7

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata 342A vízben a foszfor PO4 , H2PO , HPO4 formájában fordul elő, utóbbi kettőt a növények asszimilálni képesek. A foszfor nem mérgező, viszont eutrofizációt (algák túlburjánzása) okoz, ezért káros. A szennyvízkezelés során 5-20 mg/l foszfortartalomról 3-10 mg/literre csökken a mennyiség, de ezt ki kell egészíteni olyan tisztítási technológiával, amivel 28/2004. (XII.25.) KvVM rendelet szerinti határértékeket biztosítani tudják. (Takács J.: Kommunális szennyvizek tápanyagtartalmának csökkentési lehetősége, HulladékOnline elektronikus folyóirat, 4. évf., 1.szám, 2013). A szennyvíztisztító telep három fő fokozatra osztható. Az elsőt mechanikai tisztításnak hívjuk, ahol a durva szilárd anyagok leválasztása céljából a beömlő szennyvíz szitákon halad át, majd a rendszer alján található homokfogó segítségével a homok, salak is könnyen eltávolítható. Ezután telepítenek egy ülepítő tartályt a könnyen ülepedő szemcsék leválasztására. Az itt leválasztott anyagot nevezzük elsődleges (primer) iszapnak, mely kb. 30% szervetlen és 70% szerves összetevőt tartalmaz. A második szakasz a biológiai lépcső, amelyben célunk az iszap szerves anyag tartalmának lebontása, stabilizálása aerob mikroorganizmusok által, valamint a kolloid szemcsék koaguláltatása és leválasztása. A keletkező iszapot másodlagos iszapnak nevezzük (Takács J., Hulladékonline Tananyag, „A szennyvizek biológiai tisztítása” c. alfejezet, 2014.10.22 - http://hulladekonline.hu/files/208/). A harmadik fokozatban a nitrogén és a foszfor eltávolítása történik. A nitrogén többféleképpen választható le. Az első megoldás a törésponti klórozás, amikor az ammóniából klóraminokat állítanak elő, de hátránya az eljárásnak, hogy a megjelenő klóramin is veszélyes a környezetre, ezért ezt aktív szenes adszorpcióval kell kiegészíteni. Az aktív szenet regenerálni kell. A második az adszorpcióval történő leválasztás. A nagy fajlagos felületű zeolit képes megfogni a felületén az ammónium iont, azonban itt is felmerül, mint probléma a zeolit későbbi regenerálása és ártalmatlanítása. Harmadikként az ioncserét említeném, ami műgyanták és természetes anyagok által is történhet, kationcserélő műgyanták és módosított zeolit alapú közeg használatával. Segítségével elérhető a kiváló 0,05 mg/l-es ammóniakoncentráció is. Számításba jöhet a membrán eljárás is, azaz a fordított ozmózis által történő leválasztás. Ennek alapja, hogy a membrán által az ammónium-ionot molekulaszűrésnek vetjük alá nyomás segítségével. Hátránya a nagy nyomás-igény és a koncentrátum további kezelésére szánt idő és pénz. (Takács J., Hulladékonline Tananyag, „A szennyvizek biológiai tisztítása” c. alfejezet, 2014.10.22 - http://hulladekonline.hu/files/208/).

8

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata Biológiai tápanyag eltávolítás esetén az ammóniatartalom csökkentése több lépcsőben valósul meg. Nitrifikáció során a nitrifikáló mikroorganizmusok az ammóniát először nitritté, majd nitráttá alakítják. A mikroorganizmusok működéséhez csak oxigénre van szükség, mivel autotrófok. Lejátszódó folyamatok: 2NH3 + 3O2  2H+ + 2NO2- + H2O 2NO2- + O2  2NO3- + energia A folyamat során a közeg savas kémhatásúvá válik, ezért karbonátokat adagolnak a vízbe. A megfelelő pH a folyamatok tökéletes működéséhez: 6,5-8,5. A keletkező nitrát a növények számára hozzáférhető, fel tudják venni és szerves nitrogénné alakítani. Anaerob, reduktív körülmények között a nitrát visszaalakulhat ammóniává. Denitrifikáció során a denitrifikáló organizmusok képesek a nitrátot molekuláris nitrogénné redukálni anoxikus körülmények között. Ezek a mikroorganizmusok heterotrófok, azaz szerves anyagra (szénhidrogén) van szükség a metabolizmusukhoz. A lejátszódó folyamat: C + NO3 + 5H3O+  0,5N2 + 7H2O + OH(Takács J., Hulladékonline Tananyag, „A szennyvizek biológiai tisztítása” c. alfejezet, 2014.10.22 - http://hulladekonline.hu/files/208/) 4.1.

A foszfor eltávolításának lehetőségei

Biológiai úton, mikroorganizmusok segítségével: A mikroorganizmusok sejtjeiben foszfort találunk, ami körülbelül 3 százalékot jelent, de vannak olyan organizmusok, amik képesek akkumulálni a foszfort és így akár 12 % is lehet a foszfortartalom száraz anyagra vonatkoztatva. Az akkumuláció aerob körülmények között zajlik le, amint oxigénszegény környezetbe kerül, a foszfor leadás megkezdődik. A folyamatra ciklusosság jellemző, így a foszforleadás után az újbóli akkumuláció még több foszfor felvételt eredményez. Így az eleven iszapba koncentrálódik a foszfor és vele együtt leválasztható. Hatásfoka 40-60 %. Befolyásoló tényező lehet a foszfor és nitrát tartalom, a szennyvíz összetétele és a mikroorganizmusok fajtája is (Takács J., Hulladékonline Tananyag, „A szennyvizek biológiai tisztítása” c. alfejezet, 2014.10.22 - http://hulladekonline.hu/files/208/). Kémiai

úton,

vegyszeres

kicsapatással:

többértékű

fémionokat

adagolunk

a

szennyvízhez. Hatásfoka 20-30 %, de erősen függ a szennyvíz pH-jától, hiszen a vassal 9

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata és alumíniummal történő kicsapatásnak a savas közeg kedvez. Laboratóriumban érdemes meghatározni az adott szennyvíz vegyszerigényét, ugyanis a háromértékű sók egy része hidrolizál, így pelyhesedést (koagulációt) okoz, ami növeli a leválasztás eredményességét. Az eljáráshoz a következő vegyszereket alkalmazzák:: vas(III)-sók, Alsók, poli-Al-klorid, Na-aluminát, kalcium. (Takács J., Hulladékonline Tananyag, „A szennyvizek

biológiai

tisztítása”

c.

alfejezet,

2014.10.22

http://hulladekonline.hu/files/208/). 2. táblázat: A foszforkicsapatás módszerei

Adagolás helye

Előkicsapás

Szimultán kicsapás

Utókicsapás

Előülepítő elé

Levegőztetőbe

Utóülepítő után

A vegyszer közvetlenül

A tisztított

az eleveniszapos

szennyvízhez

medencébe jut

adjuk a vegyszert.

A vegyszer nem csak Jellemzője

a foszfor, hanem a kolloidok eltávolításra is fordítódik

Előnye

Kevesebb

Már előkezelt

szennyezőanyag jut a

szennyvizet kezelünk,

biológiára, annak

és nem szükséges

hatásfoka nő.

további ülepítő.

Itt kell a legkevesebb vegyszer. Az utóülepítő után

Hátránya

Nő a keletkezett primér iszap mennyisége

egy újabb Nem ismeretes.

csapadék leválasztás szükséges.

Forrás: Dr. Takács J.: Kommunális szennyvizek tápanyagtartalmának csökkentési lehetősége, HulladékOnline elektronikus folyóirat, 4. évf., 1.szám, 2013

10

-



5. A Heves Megyei Vízmű Zrt. Egri Üzemegysége Az Eger városában keletkező, továbbá a környező települések közül Felsőtárkány, Ostoros,

Egerszólát,

Novaj,

Egerszalók

és

Egerbakta

községekből

beérkező

szennyvizeket a város déli részén – az Eger-patak mellett - létesült eleveniszapos technológiájú szennyvíztisztító telepen tisztítják. mechanikai,

biológiai,

valamint

A szennyvizek megtisztításához

kémiai

módszereket

alkalmaznak.

(http://www.hmvizmurt.hu/szolgaltatasaink/szennyvizelvezetes-es-tisztitas) 3. táblázat: A Heves Megyei Vízmű Zrt. Egri üzemegységének kapacitása Szárazidei terhelés

19.700 m3/nap

Óránkénti átlagos térfogatáram

820 m3/óra

Óránkénti maximum térfogatáram

1.200 m3/h

KOI

10.500 kg/nap=533 mg/l

BOI5

5.000 kg/nap=254 mg/l

NH4+ - N

550 kg/nap=28 mg/l

Forrás: A Heves Megyei Vízmű Zrt. adatai alapján a szerző saját készítése A technológia műtárgyai: I.

Mechanikai tisztítási fokozat:

-

gépi rácsszűrő

-

homokfogó + zsírfogó

-

előülepítő sugárirányú átfolyással (2 darab)

II.

Biológiai tisztítási fokozat:

-

levegőztetett medence (2 darab)

-

utóülepítő sugárirányú átfolyással (2 darab)

III.

Tisztítási fokozat (a karbontól eltérő, további biológiai tápanyagok eltávolítása)

-

anaerob medence (2 darab)

-

denitrifikáló medence (2 darab) 11

Miskolci Egyetem Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet IV. Egyéb:


-

Iszaptároló tartály (2 darab)

-

szalagszűrőprés (3 darab)

-

iszapszárító berendezés (TCW, Sulzer)

Technológiai leírás: A mechanikai szennyeződésektől megtisztított, előülepített szennyvíz a biológiai tisztító fokozat irányában távozik. A biológiai tisztítás a jól ismert eleveniszapos eljáráson alapul, de a működési jellemzők megfelelő megválasztásával a szerves anyag jellegű szennyezők eltávolítása mellett lejátszódik a főleg ammónia jellegű nitrogén szennyezők oxidációja, a keletkező nitrát nitrogén gázzá történő redukciója és a foszfor vegyületeknek az eleveniszapban történő felhalmozódása is. Az ilyen többfunkciós összetételű eleveniszap akkor jön létre, ha az iszapot és a szennyvizet időben ill. térben elkülönített, eltérő redox potenciálú terek között mozgatják. A redox-potenciáltól függően más folyamatok játszódnak le aerob, anoxikus és anaerob körülmények között. Aerob körülmények között zajlik le a szerves anyagok szervetlenné (CO2 és víz) történő átalakítása és az ammónium nitráttá történő oxidálása. Az oxigénhiányos környezetben a nitrát nitrogén gázzá alakul át és a légkörbe távozik, az anaerob térben a foszfor beépül az eleveniszapba és a fölösiszappal történő leválasztással eltávolíthatóvá válik. A technológiára jellemző recirkulációs folyamatok: Nagykörös

I.

recirkuláció

esetén

az

utóülepítőből

az

anoxikus

térbe

másodpercenként 280 liter vizet vezetnek vissza. II.

Kiskörös recirkuláción azt értjük, hogy a levegőztetőből az anoxikus térbe másodpercenként 684 liter vizet vezetnek vissza.

III.

Anoxikus-anaerob recirkuláció: Az anoxikus tér végéből a mechanikailag tisztított szennyvízhez adagolt mennyiség másodpercenként 141,7 liter.

A kiegyenlítő-tároló tartályokba szivattyúzott nyers és fölösiszapot az iszapvíztelenítő épületben beépített sűrítő berendezésekkel víztelenítik. Innen az iszapot fluidágyas (Sulzer) iszapszárítóba vezetik – erről később bővebben -, ahol 90 % szárazanyag tartalmú, 1-5 mm szemcseméretű granulált iszapot zsákokba tölthetik és értékesíthetik. Az

elpárologtatott

vízgőzt

és

gázokat

ciklonban

portalanítják,

majd

keverő-

kondenzátorban hűtővíz hozzáadásával kondenzálják. A vizet a telepi csatornahálózatba ürítik. A ventillátorral elszívott gázt visszavezetik a szárítóba vagy biomosó berendezésen 12

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata keresztül kiengedik a légtérbe. (Szóbeli közlés a Heves Megyei Vízmű Zrt. felelős munkatársától, 2014)

6. ábra: Az egri szennyvíztisztító telep madártávlatból Forrás: http://www.hmvizmurt.hu/files/Kepek_szvtisztitas/Egriue/EgriSzvTelep.jpg A szennyvíztelepről kikerülő iszapot célszerű és szükséges is felhasználni a magas lerakási költségek és az iszap további hasznosításának lehetősége miatt. A felhasználás formáit a következő fejezetben mutatom be.

13

Miskolci Egyetem Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet 6. Iszapfelhasználás


6.1. Lerakóba történő szállítás és mezőgazdasági hasznosítás A szennyvíziszap lerakóba való helyezése mindenfajta kezelés nélkül a legköltségesebb megoldást jelenti. Szigorú feltételek mellett azonban engedélyezett. Hátrányaként elsőként a depóniagáz keletkezését említeném, ami a környezetet erősen terheli a légtérbe jutott üvegház-hatású gázokkal, valamint szag-emissziót. A környéken élők mindennapi életét is megkeserítheti, hiszen erős, szúrós szagú gázok keletkezhetnek az iszap tárolása közben, illetve egészségkárosodást is okozhat mind a környéken élők, mind a lerakóban dolgozó munkások körében. Gazdaságilag sem kifizetődő ez a megoldás, hiszen az iszapban rejlő hasznos anyagokat hulladékkezeléssel kinyerhetővé tehetjük és további felhasználásra bocsáthatjuk. A szennyvíziszapok mezőgazdasági felhasználásának és kezelésének szabályait az 50/2001. (IV. 3.) Korm. rendelet tartalmazza, amely 1. §-ában a következőképpen fogalmazza

meg

szennyvíziszapok

céljait:

"A

szabályozás

mezőgazdasági

célja,

területen

hogy

való

egyes

szakszerű

szennyvizek

és

felhasználásával

elkerülhetővé váljanak a talajra, a felszíni es felszín alatti vizekre, valamint az emberek egészségére, a növényekre és az állatokra gyakorolt káros hatások." A jogszabály 2. §-a kimondja, hogy "a rendelet szabályozza a szennyvízelvezető-művel összegyűjtött és szennyvíz-tisztítóműben tisztított szennyvíz, illetve kezelt szennyvíziszap mezőgazdasági területre történő kijuttatását, illetve felhasználásának szakmai feltételeit, ideértve

a

gyűjtött

és

kezelt

települési

folyékony

hulladékok

mezőgazdasági

felhasználásának feltételeit is." [2. §] Tehát az iszap mezőgazdasági felhasználása nem támogatott és elkerülendő trágyázás céljából, hiszen egészségkárosító hatással bírhat. 6.2. Komposztálás A komposztálás lényege, hogy aerob körülmények között lebontjuk és stabilizáljuk a szerves anyagot, amelynek terméke a felhasználásra-értékesítésre és tárolásra egyaránt alkalmas, környezetkímélő végtermék.

A komposztálásra feladott termék szervesanyag tartalma minimum 30 %, karbon/nitrogén aránya 25-30%, optimális nedvességtartalma 50-60 %, minimális porozitása 30 térfogatszázalék. Ezen paraméterek beállítása keveréssel történik, hiszen a különböző biohulladékokat megfelelő arányban a komposztálandó anyaghoz keverve, tökéletes 14

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata komposzt alapanyagot kaphatunk. A feladáshoz ezen felül adalék- és mátrixanyagot is keverünk, ami tovább növeli a komposztálás hatásfokát, ezzel egy időben a nedvességtartalmat is csökkenti. A folyamatot támogatván keverésre van szükség, hiszen így biztosítható az aerob körülmény. (Bokányi L., Hulladékonline Tananyag, „Aerob lebontás komposztálással” c. alfejezet, 2014.10.22 - http://hulladekonline.hu/files/208/) A komposztálás történhet agitált vagy statikus ágyon, halomban vagy reaktorban. A szennyvíziszap komposztálásakor ügyelnünk kell az optimális paraméterek betartására, ami akadályokba ütközhet, hiszen az iszap nedvességtartalma elérheti a 90 %-ot is, a szervesanyag tartalom igen magas, de kicsi az anyag porozitása. Az anyag magas nedvességtartalma miatt csak a reaktoros eljárást lehetne gyakorolni, de költséges a magas adalék- és mátrixanyag igény, valamint a reaktor üzemeltetésének összege miatt (Corbitt, 1990).

6.3. Biogáz előállítás A biogázként történő hasznosítás a legelterjedtebb módszer az iszap feldolgozására, számos innovatív program keretein belül terveztek és létesítettek biogáz előállító üzemet, azonban nem kap elegendő támogatást az iparág a fejlődéshez, így az eljárás igen költséges. „Az anaerob rothasztás, más szóval a biogáz-termelés levegő kizárásával és hő bevitelével történő

szerves

anyag

lebomlási-stabilizálási folyamat, amely során

hasznosítható és környezetbarát biogáz, valamint hasznosítható és kvázi-stabilizált szerves anyag képződik.” (Bokányi L., Varga T., Hulladékonline Tananyag, ,,Hulladékok kezelése

anaerob

eljárásokkal”

c.

alfejezet,

2014.10.22

-

http://hulladekonline.hu/files/208/)

A folyamat első lépése a hidrolízis, amikor a biohulladékban levő szénhidrátok, fehérjék és zsírok magasabb zsír- és aminosavakká, cukrokká alakulnak át. Ezekből később oldható zsírsavak, szén-dioxid és alkohol fejlődik. Ezt a folyamatot nevezzük erjedésnek, ami oxigénmentes környezetben zajlik le. A második lépcsőben zajlik az acidogenezis, ahol ammónium és szulfidok keletkeznek. Ezt követi az acetogenezis, a harmadik fázis, ahol az acidofil mikroorganizmusok enzimjei segítségével ecetsav, hidrogén és széndioxid képződik. A folyamatot a metanogenezis zárja, ahol - mint nevéből is kivehető 15

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata metán képződik, amit szén-dioxiddal keverve biogázként értékesíthetünk. A folyamat tökéletesítéséhez megfelelő paraméterek szükségesek. 4. táblázat: A biogáz előállításának szükséges paraméterei C/N arány

20-30

pH

5,5 – 8,5

nedvességtartalom

0,1 – 60 %

hőmérséklet

25 – 60 Celsius-fok

szemcseméret

finom szemcseméret

Forrás: Bokányi L., Varga T., Hulladékonline Tananyag, ,,Hulladékok kezelése anaerob eljárásokkal” c. alfejezet, 2014.10.22 - http://hulladekonline.hu/files/208/ adatai alapján szerző saját készítése A biogáz előállítása erre külön tervezett reaktorokban valósul meg. A szennyvíziszapot általában alacsony szárazanyag tartalmú eljárásokkal kezelik. Azonban ezek igen költségesek a leválasztott víz tisztításának költségei miatt. Az eljárást nehezíti a hulladéktömeg mozgatásának korlátozottsága is. A folyamat anaerob, de keverésre itt is szükség van, hiszen így könnyedén eloszthatjuk a beadagolt hőt és elkerülhetjük az iszapréteg kialakulását is. A biogáz később a reaktor fedeleként használható dupla membrán falú gáztartályban vagy különálló dupla membrán tartályokban, ballonokban tárolható értékesítésig. Innen csöveken szállíthatjuk el. A biogázban található szén-dioxid eltávolítása szükségszerű mind környezetvédelmi, mind gazdasági szempontból. Az erre szolgáló eljárások a következők: -

Vizes mosás

-

Polietilén-glikol mosás

-

Kémiai abszorpció

-

Szén molekulaszita

-

Membránszeparálás

-

Magas nyomású gázszeparálás

-

Gáz-folyadék abszorpciós membránok

-

Kriogén szeparálás

-

Kémiai átalakítás

16

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata A biogáz ezen felül tartalmaz szintén eltávolítandó kénhidrogént is, hiszen erős oxidálószer és korróziót okozhat a gáztároló tartályokban vagy egyéb berendezésekben. Ez történhet: -

Levegő bevezetéssel

-

Vas-klorid, vas-oxid hozzáadással

-

Impregnált aktív szénnel

-

Nátrium-hidroxidos mosással

-

Biológiai szűrőkkel

Felesleges oxigéntől is meg kell szabadítani a biogázt, hiszen minél nagyobb az oxigéntartalom, annál nagyobb a robbanás veszélye. A biogáz felhasználása több területen történhet: hőenergia-termelés, elektromos energiatermelés,

földgázhálózati

betáplálás,

belsőégésű 3

felhasználás. Fűtőértéke 14-29 MJ/Nm

motorokhoz

üzemanyagkénti

között mozoghat (Bokányi L., Varga T.,

Hulladékonline Tananyag, ,,Hulladékok kezelése anaerob eljárásokkal” c. alfejezet, 2014.10.22 - http://hulladekonline.hu/files/208/). 6.4. Pirolízis A pirolízis szerves anyagok anaerob körülmények közötti hőbontása 400-850 Cо-on. Termékei a pirolízisolaj, koksz és vízgőz. Ezen eljárás előnyei a hulladékégetéssel szemben: -

éghető és egyben szállítható termékeket eredményez

-

rugalmas alkalmazkodóképesség a nyershulladék-összetételhez

-

kevesebb energiaveszteség

-

kisebb gáztérfogatáram

-

kisebb légszennyező hatás

(Bokányi L.: Hulladékonline tananyag, ,,Hulladékok pirolízise és elgázosítása” c. alfejezet, 2014.10.13. - http://hulladekonline.hu/files/174/)

6.5. Szennyvíziszap égetése Az ülepítőkből kikerülő szennyvíziszap rendszerint 95-99% víz-, és átlagosan csupán 15% szárazanyag-tartalmú. A nagy víztartalom elpárologtatása rendkívül nagy hőt igényel,

17

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata ezért égetés előtt a híg szennyvíziszapot valamilyen víztelenítő eljárásnak kell alávetni. Az égetéshez 20%-nál kisebb nedvességtartalom az előnyös, hogy égetéskor ne kelljen plusz tüzelőanyagot az égőtérbe adagolni, és ne keletkezzen az adalékos lég-emisszió. Ennek érdekében különböző eljárások alkalmazhatók. 6.5.1. Fizikai megoldások a szennyvíziszap víztelenítésére, azaz keverése RDF-fel

3. ábra: Az RDF előállításának folyamatábrája

(Forrás: Prof. Dr. Csőke, B. – Alexa, L. – Olessák, D. – Ferencz, K. – Bokányi, L.: Mechanikai-biológiai hulladékkezelés kézikönyve (Handbook of Mechanical-Biological Waste Treatment). ProfiComp Könyvek, 2006. ISBN 963060699-2.)

A településeken keletkezett hulladékot szelektív válogatás útján nagymértékben újra tudjuk hasznosítani, különösen a papír, üveg és fém frakciók esetén, a biológiailag lebontható anyagot sikerül új, hasznos, környezetkímélő anyagokká alakítani, a maradékot pedig a mechanikai-biológiai stabilizálás útján másodtüzelő-anyaggá (RDF) alakítani (3. ábra) (Csőke B.: Hazai és nemzetközi tapasztalatok másodlagos tüzelőanyagok előállítására szilárd települési hulladékból, 2.o., 2011).

18

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata A maradékból MBH-technológia segítségével gyártható az RDF. Először egy mechanikai kezelés valósul meg, amely során leválasztják a fémfrakciót és a kevésbé értékes részeket (kőzetek, föld). A biológiai kezelés alatt a környezetet károsító emissziók minimalizálását értjük (gázok, vizek)(Csőke, B. és társai, 2006). A másodtüzelő-anyagok kedvező esetben nagyon kis mennyiségben tartalmaznak vizet (0-5 %), ami elősegíti égetésüket akár magasabb víztartalmú anyagokkal való elkeverés esetén is. Tehát a szennyvíztisztítóból kikerülő szennyvíziszappal elkeverve az égetőtérbe bocsátható, így csökkentve a víztartalmat, ami által növelhető a fűtőérték. További előnye, hogy a lakosság körében keletkezett települési hulladék maradványt nem deponáljuk lerakóba, hanem másod-tüzelőanyagot gyártanak belőle, amit elégetve energetikai felhasználás valósul meg, hiszen az égetőtérben keletkezett gőzt később elektromos energiává generáljuk. Az Egerben létesült Morvai-Garamszegi Hulladékhasznosító Műben a próbatüzelések alatt alkalmazták a keverést, mint megoldást, azonban RDF helyett faaprítékot, fapelletet, szalmát használtak a nedves iszap víztartalmának csökkentése céljából. 6.5.3. Koagulálás és flokkulálás a víztelenítés előtt A koagulálás fogalma a következőképp szól. A finom diszperz szilárd részecskék felületén felületi töltés alakul ki a specifikus kémiai kölcsönhatások, a szelektív beoldódás vagy a kristályrácsban való atomok behelyettesítése miatt. A folyadék-fázisban ez a töltés a vízmolekula dipólusai, a víz-ionok, vagy a vízben oldott ionok segítségével elektromoson semlegesítődik azon módon, hogy a semlegesítő felhő egy része olyan szoros adszorpciós réteget képez, hogy az a szilárd részecskével együtt mozdul el. Ezt hívják Stern-rétegnek, a lazábban kötődőt pedig a diffúz rétegnek. A részecske elmozdításakor a Stern és a diffúz-réteg határán mért potenciál az elektrokinetikai, vagy más néven zetapotenciál. Az azonos felületi elektromos töltésű részecskék kölcsönösen taszítják egymást, legfőképpen, ha a töltés nagysága nagy. Ha a részecskék töltése elenyészően kicsi (3-5 mV abszolút nagyság szerint), akkor a vonzás fog érvényesülni a London – van der Waals erők alapján. Ekkor a részecskék spontán aggregálódása következik be, azaz összetapad. Tehát, ha gyorsítani szeretnénk a szilárd részecskék ülepedését, akkor csökkenteni kell azok felületi töltését, és ezzel együtt az elektrosztatikus taszítási kölcsönhatásukat. A flokkulálás során

a

részecskék elektromos töltése

elektrolitok adagolásával

csökkenthető le. A szintetikus, vízben oldható nagy molekulatömegű polielektrolitok 19

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata térhálós szerkezettel rendelkeznek. A szilárd részecskéken való adszorpciójuk az ún. hídmechanizmus: egyidejűleg két vagy több részecskén adszorbeál egy molekula, ezzel számottevően megnövelve a részecskék ülepedési sebességét. (Takács J., Bokányi L.: Hulladékonline Tananyag, ,,Fizikai-kémiai módszerek (flotálás, koagulálás, flokkulálás)” c. alfejezet, 2014.10.11. - http://hulladekonline.hu/files/176/)

4. ábra: A felületi töltések alakulása Forrás: (Takács J., Bokányi L.: Hulladékonline Tananyag, ,,Fizikai-kémiai módszerek (flotálás, koagulálás, flokkulálás)” c. alfejezet, 2014.10.11. http://hulladekonline.hu/files/176/) A koagulálás és a flokkulálás is több lépcsőben megy végbe. Első lépésben semlegesítjük a töltést, pozitív töltésű kolloiddal kicsapatjuk és mikropelyheket képzünk. A koagulálószert a vízbe kerülése után 1-2 percig kavarjuk, így elérjük, hogy a kolloid részecskék felületi töltése csökken, esetleg semlegesítődik. Az oldat először zavarossá válik, majd kitisztul. Ezt hívjuk perikinetikus koagulálásnak. Második lépésben a keletkezett mikropelyhekből lassú, 10-30 perces kevergetéssel makropelyheket képzünk, hiszen a kevergetéssel növeljük az esélyét, hogy a mikropelyhek találkoznak és aggromerálódnak. Az oldat zavarossága csökken, a pelyhek 20

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata mérete megnő. Figyelni kell, hogy erős keverés esetén a pelyhek aprózódhatnak, de a keverés intenzitásának csökkentésével ez orvosolható. Ezt hívjuk ortokinetikus koagulálásnak. A harmadik lépcső az adhézió. Az adhézió során a kialakult pelyhek a vízben található finom kolloidokat és ionokat adhézióval vagy adszorpcióval megkötik, így növelik a víz tisztaságát. (Takács J., Bokányi L.: Hulladékonline Tananyag, ,,Fizikaikémiai módszerek (flotálás, koagulálás, flokkulálás)” c. alfejezet, 2014.10.11. http://hulladekonline.hu/files/176/)

7. Az egri szennyvíziszapot égető BIOMORV cég hulladékkezelési tevékenységének ismertetése A szennyvíztisztítás során keletkező szennyvíziszap ártalmatlanítására a legkiválóbb módszer az égetés. Az ENTECCO group Gmbh&Co. KG. és a Biomorv Kazánfejlesztő, Gyártó,

Üzemeltető

Hulladékhasznosító

Kft. Mű

cégek

által

előállított,

az Eger, Kőlyuk út,

forgalmazott

hrsz.: 9841

Morvai-Garantfilter

telephelyén

kísérleti

szennyvíziszap égetést folytat. Egerben az égetés előtt szárítóberendezésbe kerül az iszap, a benne levő nedvességtartalom csökkentése céljából. Az égetés egy olyan égető berendezéssel valósul meg, ami tökéletesen zárt, automatizált és amibe az alap (iszap) és segédanyagok (kiegészítő tüzelőanyag, légszennyezőt megkötő additív anyagok) előre programozott adagolással kerülnek. Az égetés után füstgázkezelés és porleválasztás történik. A folyamatban keletkező hő kisebb részét az előégető kamrákba vezetik a megfelelő levegőmennyiség biztosítása érdekében, nagyobb részét hasznosítják. A kivezetett füstgázt füstgáztisztító rendszerbe vezetik, ahol a határértékek alatti értéket elérve a levegőbe engedik. Az égetés során felszabaduló hőenergia is hasznosítva lesz. Az égetés során keletkezett maradékanyagot (hamu, salak) összegyűjtik és arra jogosult szakcégnél a foszfátot kinyerik belőle. A maradékot összetételének megfelelő hulladéklerakóban lerakással ártalmatlanítják (Morvai-Garamszegi, 2014). Az üzem indításakor az előégetőt fel kell fűteni 800-850°C-re (ez a retesz feltétel), ezt faaprítékkal és fapellettel érjük el. A kívánt hőfok elérése után bekapcsol az automatikus adagoló berendezés, ami vegyesen szárított és nedves iszapot, valamint egyéb kiegészítő tüzelőanyagot adagol az előégető kamrába. Az utóégető kamrában 2,5-3 s-ot tartózkodik a füstgáz, ez alatt 850-900°C tökéletesen elég.

21

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata A keletkezett hőt hőcserélőkkel vonják el. A forró füstgázt automatikusan vezérelt csappantyú irányítja a megfelelő hőcserélőre. Az ide vezetett mennyiség szabályozható. De prioritást élvez, hogy az iszapszárítást és az égéslevegő előmelegítését biztosítani kell. A maradékból villamos áramot termelnek (Morvai-Garamszegi, 2014).

5. ábra: Az égetőmű alaprajza Forrás: Biomorv Kft.

6. ábra: Az égetőmű technológiai folyamatábrája Forrás: Morvai-Garamszegi Hulladékhasznosító Mű Gépkönyve 22



7. ábra: A szennyvíziszap égető sematikus, egyszerűsített folyamatábrája Forrás: saját készítés

23

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata 5. táblázat: Alapadatok az égetőmű üzemeléséhez Általános adatok Kazán teljesítmény kW Kazán elektromos energia igénye kWh/h Szárító elektromos energia igény kW/h 1 l víz elvonásához szükséges hő MJ

1 400 30 90 4,20

A fűtőérték szárazanyagra vetítve Szennyvíziszap energia tartalma MJ/kg Szalma energia tartalma MJ/kg Fapellet energia tartalma MJ/kg

21,00 15,00 17,00

Alapértékek Megnevezés

Bevitt

Alapérték

A kazán kívánt outputja kWh/h A víztelenített iszap szárazanyaga % Faapríték szárazanyag tartalma Száraz iszap szárazanyag tartalma A tüzelőanyag kívánt szárazanyag. % Az iszapkeverék kívánt szárazanyag % A szennyviziszap fűtőértéke MJ/szárazanyag kg Faapríték fűtőértéke Szárított iszap fütőértéke Pellet fűtőértéke

2 400

3 000 30,00% 60,00% 95,00% 60,00% 60,00% 21 16 17 17

Egységárak Faapríték egységára Ft/kg Fapellet egységára Ft/kg Elektromos áram vételára Ft/kWh Elektromos áram eladási ára Ft/kWh Földgáz ára Ft/m3

21,00 60,00 34,00 33,79 110,00

Felfűtés tüzelőanyag szükséglete Felfűtéshez fapellet szükséglet kg/h 320 Felfűtés keverőanyag szükséglet. kg/h 210 Faapríték szárazanyagtartalma 60,00% Nyers szennyvíziszap fűtőértéke MJ/kg 21 Szárított szennyvíziszap fűtőértéke MJ/kg 17 1 l víz elvonásához kell MJ 4,20 A mix minimális fűtőértéke MJ/kg 10 Egyéb energia igény kWh/h 20 Szalma egységára Ft/kg 8 Forrás: Biomorv Kft.

24


7.1.


Bevezetett szennyvíziszap-mix összetétele Nedves iszap

450 kg/óra

Szárított szennyvíziszap

350 kg/óra

Adalék (törek, fűrészpor, aprított szalma, stb.)

100 kg/óra

Faapríték

20 kg/óra

Fa alapanyagból készült pellet tüzelőanyag

60 kg/óra

Az adalék mennyisége függ a nedves iszap nedvességtartalmától.

7.2.

Áramfogyasztás:

28-30 kW/óra

Tervezett áramelőállítás (ORC, SRC)

300-350 kW/óra

Előégető

Az égető maga speciális hőálló és tűzbeton falazattal rendelkezik, ami ezen felül hőszigetelt és fémmel burkolt. Adagolása duplafedelű garaton át automatikusan történik, ahol az iszap mellett az adalékanyagokat is feladják, ami lehet faapríték, fűrészpor, szalmatörek, stb. Az égető belsejében egy speciális mozgó lépcsőből (fel-le és vízszintesen is) szerkezet található, ami a rajta folyó iszapot lávaszerű mozgásra készteti és átszállítja a kemencén. A friss levegőellátást (előmelegített levegőt használunk, hogy a tűztér ne hűljön le) a rostélyokon fúrt lyukak segítségével biztosítjuk és alulról úgynevezett fluidágyat hozunk létre. A tűztérben uralkodó 800-850 C fokot folyamatosan biztosítani kell. Ezt egy automatikus pelletégetővel oldjuk meg. A kamra kialakítása lehetővé teszi a levegő egymás utáni lassú és gyors áramlását, így biztosítva a „tökéletes égés” feltételeit. Az égetendő anyag körülbelül 60 percet tölt a kamrában. A kamra két terméke a füstgáz és a hamu. Előbbi az utóégetőbe, utóbbi a kamra alatt található 0,8 m3-es zárt fémkonténerbe kerül automatikusan. A hamut beépített salakkihordóval távolítják el. Az égetőkemence kialakítása olyan, hogy ürítés esetén is tökéletesen zárt marad. Az égetőtérhez kapcsolódik egy szagelszívó is, ami az égés során keletkezett bűzt egyenesen a kéménybe juttatja. (Morvai-Garamszegi, 2014)

25



8. ábra: Az előégető áttekintő, sematikus rajza Forrás: Morvai-Garamszegi Hulladékhasznosító Mű, tájékoztató kiadvány, 2014, 6. o.

9. ábra: Az égetőtérben található lépcsők Forrás: Morvai Kazán Magyarország Kft. katalógusa, 2014, 3. o. 26



10. ábra: Pelletégető Forrás: Morvai Kazán Magyarország Kft. katalógusa, 2014, 13. o.

11. ábra: Az egyes egységek alatt elhelyezett konténerek, ahová a salak, hamu és a pernye kerül Forrás: Morvai Zoltán, 2014 27

Miskolci Egyetem Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet 7.3. Utóégető


Az előégetőhöz hasonlóan az utóégető falazata is tűzbetonból áll, ami hőszigetelve van és fémlemezburkolattal ellátott. Az előégetőben elégett anyagok füstgáza érkezik az utóégetőbe. A füstgáz elégetéséhez szükséges hőt 3 db pelletégő biztosítja. A 3/2002. (II.22.) KöM rendelet 5. § (2) bekezdésében előírtak szerint a füstgáznak minimum 2 másodpercig az égetőtérben kell tartózkodnia 900-950° C mellett. Jelen esetben a kialakítás minden esetben biztosítja a 2,5-3,1 másodperc tartózkodási időt. Ez idő alatt elégnek a még el nem égett szemcsék, köszönhetően a tűzbeton katalizátorként való viselkedésének. Az utóégetőből a füst egy technológiai osztóműbe kerül, ahol távvezérelt motoros csappantyúk segítségével négy irányba terelhető a füst: -

termo olajos hőcserélő

-

füstgáz-víz hőcserélő

-

áramfejlesztő egység hőcserélője

-

vészlefúvatás

(Morvai-Garamszegi, 2014)

12. ábra: Az utóégető felépítése Forrás: Morvai-Garamszegi Hulladékhasznosító Mű, tájékoztató kiadvány, 2014, 6. o.

28

Miskolci Egyetem Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet 7.4. Termo olajos hőcserélő


A rendszerben 2 darab párhuzamosan bekötött termo olajos hőcserélő található. Az utóégetőből kiáramló 900-950 Celsius-fokos füstgáz a hőcserélőben levő termo olajat 300-350 Celsius-fokra fűti fel. A forró olaj hőjét visszavezetik az előégető előtt található Sulzer típusú szennyvíziszap szárító berendezéshez. Lényegében ez egy zárt körfolyamattá válik, hiszen a beindítás után a folyamat önellátó lesz. A hőcserélőt biztonságtechnikai és kármegelőzési célból kármentesítő tartállyal látták el. A hőcserélőből a „lehűtött” füstgáz a porleválasztó ciklonba kerül. (Morvai-Garamszegi, 2014)

13. ábra: Termo olajos hőcserélő folyamatábrája Forrás: Morvai-Garamszegi Hulladékhasznosító Mű, tájékoztató kiadvány, 2014, 7. o

14. ábra: A termo olajos hőcserélő műszaki rajza Forrás: Forrás: Morvai – Garantfilter Hulladékhasznosító Mű gépkönyve, 11. o. 29

Miskolci Egyetem Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet Speciális helyzet


Túlmelegedés esetén hűtővízzel hűtik le a füstgázt. Ennek érdekében a rendszerbe építettek két párhuzamosan bekötött füstgáz-víz hőcserélőt. A hűtővíz lehűtését pedig négy darab nagy teljesítményű hűtőventillátorral ellátott kalorifer biztosítja. (MorvaiGaramszegi, 2014)

15. ábra: Füstgáz-víz hőcserélő folyamatábrája Forrás: Morvai-Garamszegi Hulladékhasznosító Mű, tájékoztató kiadvány, 2014, 8. o.

7.5.

Áramfejlesztő

A füstgáz hőjének elvonására a legmegfelelőbb módszer az SRC/ORC reaktorok beépítése, amik a hűtés mellett, mechanikai energiává alakítják a hőt és elektromos áramot termelnek. Az SRC áramfejlesztők munkaközege vízgőz (Steam Rankine Cycle), az ORC áramfejlesztők munkaközege viszont nagy moláris tömegű szerves folyadék (Organic Rankine Cycle). A folyékony adagot egy szivattyú egy elpárologtatóba adagolja, ahol állandó nyomáson a füstgáz által közölt hő hatására gőzölög. A keletkezett gőzt gőzturbinába vezetjük, ami mechanikai munkává alakul. A turbina villamos generátort hajt, ami elektromos áramot termel. A folyamat közben a gőz hőmérséklete, nyomása, szárazgőztartalma lecsökken. (Morvai-Garamszegi, 2014)

30



6. táblázat: Néhány fontosabb adat az áramfejlesztőről Bemenő gőz hőmérséklete

130-350 C

Kimenő gőz hőmérséklete

105 – 305 C

Bemenő gőz nyomása

4-35 bar

Kimenő gőz nyomása

1-6 bar

Elektromos teljesítmény

50-650 kW

Élettartam

100.000 üzemóra

Térfogatáram

1,1-20 t/h

Feszültség

230 V, 480 VAC/400VAC

Frekvencia

50-60 Hz

Hatásfok

95 %

Védettség

IP55

Méretek

7200x2500x3000 mm

Tömeg

2900-9500 kg

Zajszint

80 dB

Forrás: Morvai – Garantfilter Hulladékhasznosító Mű gépkönyve, 9. o.

31

Miskolci Egyetem Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet A berendezés részei


-

Turbina

-

Aszinkron/szinkrongenerátor

-

Szelepblokk

-

Elektromos és elektronikus egység

-

Kenő- és hűtőegység

-

Rezgésszenzor

-

Gőz be-, és kilépés, kondenzvíz elvezetés

16. ábra: ORC folyamat folyamatábrája Forrás: Morvai – Garantfilter Hulladékhasznosító Mű gépkönyve, 9. o.

32



17. ábra: A termo olaj és az ORC reaktor folyamata Forrás: Morvai – Garantfilter Hulladékhasznosító Mű gépkönyve, 9. o.

7.6.

Porleválasztó ciklon

Feladata az el nem égett szemcsék leválasztása. Két termék keletkezik: a levegő, ami ezután a levegő-levegő hőcserélőbe áramlik, illetve a kiválasztódott por, ami egy a berendezés alatt található 0,8 m3-es fém konténerbe kerül automatikusan. A kilépő levegő ekkor 250-300 C fokos. (Morvai-Garamszegi, 2014)

33



18. ábra: A porciklon műszaki rajza Forrás: Morvai – Garantfilter Hulladékhasznosító Mű gépkönyve, 12. o. 7.7.

Füstgáz – levegő hőcserélő

A ciklonból kiáramló 250-300 C fokos levegőt tovább kell hűteni. A módszer lényege, hogy a berendezésen keresztül szívjuk a kazánházon belül felmelegedett levegőt és felmelegítjük a füstgázzal 200 C fokra. Ezt a levegőt az előégetőbe vezetjük, közvetlenül a rostély alá. A 150-180 C fokra lehűtött füstgázt a füstmosóba vezetjük. (MorvaiGaramszegi, 2014)

34



19. ábra: Füstgáz-levegő hőcserélő folyamatábrája Forrás: Morvai – Garantfilter Hulladékhasznosító Mű gépkönyve, 13. o.

20. ábra: Füstgáz-levegő hőcserélő műszaki rajza Forrás: Morvai – Garantfilter Hulladékhasznosító Mű gépkönyve, 13. o

35

Miskolci Egyetem Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet 7.8. Füstgázmosó


Speciális, Garantfilter típusú füstmosó berendezés. Célja: olyan minőségű tisztítás, hogy a jogszabályokban megfogalmazott értékeknél 20-30 %-kal kisebb értékeket mutasson a kiengedett levegő összetétele. Az itt keletkezett hulladék szintén egy 0,8 m 3-es, zárt konténerbe kerül. (Morvai-Garamszegi, 2014)

21. ábra: Garantfilter füstgáztisztító Forrás: Morvai – Garantfilter Hulladékhasznosító Mű gépkönyve, 14. o.

36



8. Üzemelés menete 8.1. A berendezés beindítása 1.

Hőelvétel biztosítása

2.

Biztonsági szelepek ellenőrzése

3.

Tolózárak ellenőrzése

4.

Apríték, pellet, szárított szennyvíziszap tároló ellenőrzése

5.

Áram alá helyezés

6.

A reteszfeltételeket jelző kontroll lámpák ellenőrzése

7.

A vezérlő automatika bekapcsolása

8.

4 db pelletégő ellenőrzése

9.

Adagolás megkezdése

10. Amikor az első kamrában elérjük a 800°C fokot, a másodikban a 900°C fokot, akkor: 11. A pelletégők automatikusan leállnak 12. Apríték adagolása automatikusan leáll 13. A szárított szennyvíziszap adagolása automatikusan elkezdődik 14. Minimális apríték adagolás megkezdődik 15. Amikor a termoolaj tartályban elérjük a 250-300°C fokot, automatikusan leáll a szárított szennyvíziszap és az apríték adagolása 16. Amikor a termoolaj hőmérséklete 250 fok alá hűl, automatikusan megkezdődik a szárított szennyvíziszap és az apríték adagolása 17. Reteszfeltétel: A pelletégető automatikusan biztosítja az előégetőben levő 800850°C fokot. 18. Reteszfeltétel: A 3 db pelletégető automatikusan biztosítja az utóégetőben levő 900-950 C fokot. 19. Amikor az előégetőben 800 C fok alá, az utóégetőben 900 C fok alá süllyed a hőmérséklet, automatikusan megszűnik a szárított szennyvíziszap adagolása és üzembehelyezésre kerülnek a pelletégők, mindaddig amíg el nem érik a minimális hőfokot. 20. Az előégetőkamrában keletkező hamu a podesz alatt elhelyezett gyűjtő konténerbe kerül. 21. A ciklonban keletkező por a podesz alatt elhelyezett gyűjtő konténerbe kerül. 22. A mészhidrátos füstmosóban leválasztott por a podesz alatt elhelyezett gyűjtő konténerbe kerül.

37

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata 23. A szárított szennyvíziszap égetés befejezésekor teljesen kiégetjük az előégetőből a beadagolt anyagot és a berendezést áramtalanítjuk. További teendők: 24. A podesz alatt levő konténereket rendszeresen ellenőrizni kell, ha megtelik, üríteni kell 25. Áramkimaradás esetén leáll a berendezés, automatikusan kinyit az előégetőből direkt módon a kéménybe bekötött kerülő vezetékbe beépített zsalumozgató motor, így az előégetőben levő anyagok elégnek, a képződő füstgáz közvetlenül a kéményen keresztül távozik. Áramkimaradás megszűnése után automatikusan újraindul a rendszer. A berendezést folyamatosan figyeli és működteti 1 fő elektrotechnikus és 1 fő lakatos. (Morvai-Garamszegi, 2014) 8.2.

Karbantartás

26. Időtartama: 1 nap 27. Gyakorisága: 10-15 nap 28. Folyamata: -

A központi ventillátorral lehűtjük az égetőkamrákat

-

A kamrák hőszigetelését, betonját leellenőrizzük, a szükséges javításokat elvégezzük

-

A mozgó lépcsőket leellenőrizzük, a levegőztető járatokat kitisztítjuk

-

A termoolaj hőcserélő füstcsöveit kitakarítjuk

-

A 4 db pelletégőt kitakarítjuk

-

A konténeren belüli füstcső járatokat kitisztítjuk a kialakított ajtókon keresztül

-

A ciklont és a levegő-levegő hőcserélőt kitisztítjuk

-

Hajtóművek, adagolók, reteszfeltételek, zsalumozgató motorok ellenőrzése

-

Biztonsági szelepek ellenőrzése

Egyéb feltételek 29. A konténeres kazánházban idegeneknek tartózkodni tilos! 30. A berendezést csak és kizárólag a gyártó által kioktatott és levizsgáztatott szakemberek felügyelhetik és működtethetik! 31. A két fős személyzetnek folyamatosan a konténerben kell tartózkodnia! 32. Tűzoltó szerszámokat elérhető helyre kell tenni és más célra használni tilos! 33. A kazánház ajtaját zárva kell tartani! 38

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata 34. Az üzemeltetési napló előírásoknak megfelelő vezetése kötelező! 35. A plombákat a berendezésről csak a gyártó távolíthatja el! 36. Szigorúan be kell tartani mindent, ami a kezelési útmutatókban olvasható vagy az oktatás során elhangzott, illetve a tűzrendészeti és biztonsági előírásokat! 37. Naprakészen

vezetni

kell

a

2013.02.12.-én

kelt

levegőtisztaság-védelmi

engedélyben, valamint a 2013.06.5.-én kelt hulladékgazdálkodási engedélyben előírt kimutatásokat! 38. A gépkönyvben leírtakat meg kell tanulniuk a kezelőknek! (Morvai-Garamszegi, 2014)

39

Miskolci Egyetem Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet 9. A füstgáz összetétele és annak elemzése


A pernyében feldúsulnak a nehézfémek és a szerves halogén vegyületek (pl. dioxinok), ezért a pernye kezelése és hasznosítása, ártalmatlanítása csak a környezetvédelmi jogszabályban rögzített feltételek mellett végezhető el. Az alábbi táblázatban (7. táblázat) négy mérési eredményt hasonlítok össze a jogszabályban meghatározott határértékekkel. A mérések eltérő üzemi beállítások mellett kerültek végrehajtásra. A méréseket az Air Analitic System Környezetvédelmi, Tanácsadó és Szolgáltató Kft. végezte az Ercsiben található NAT által akkreditált laboratóriumában. 7. táblázat: Négy levegőtisztasági mérés eredményének összehasonlítása Légszennyezőanyag

P1

P2

P3

P4

Határérték

Szilárd anyag (mg/m3)

9,7

8,5

8,5

9,5

10

CO (mg/m3)

93

16,8

12,4

15,8

100

3

149,6

167,5

185

196,3

200

3

19,3

35,6

30,6

24,2

50

TOC (mg/m )

1

1,2

0,7

2

10

HCl (mg/m3)

1,71

2,66

2,77

5,13

10

HF (mg/m3)

0,065

0,055

0,033

0,52

2

Cd + Ti (mg/ m3)

0

0,008

0,011

0,011

0,05

Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, V (mg/m3)

0,187

0,354

0,407

0,412

0,5

Hg (mg/m3)

0,0043 0,01

0,006

0,004

0,05

0,081

0,063

0,089

0,1

NOx (mg/m ) SO2 (mg/m ) 3

3

Dioxin és furán (ng/m ) 3

CO2 (g/m )

0,079

43,383 100,453 105,27 89,528

Nincs

Forrás: A mellékletekben látható igazoló okiratok alapján a szerző saját készítése A táblázat eredményei külön-külön ábrázolása minden szennyezőanyagra:

Szilárd anyag (mg/m3) 10 5

22. ábra: A mérések szilárd anyag tartalma Forrás: A mellékletekben látható igazoló okiratok alapján a szerző saját készítése 40



CO (mg/m3) 100 50 0

23. ábra: A mérések szén-monoxid tartalma Forrás: A mellékletekben látható igazoló okiratok alapján a szerző saját készítése

NOx (mg/m3) 200 160 120 80 40 0

24. ábra: A mérések NOx tartalma Forrás: A mellékletekben látható igazoló okiratok alapján a szerző saját készítése

SO2 (mg/m3) 60 40 20 0

25. ábra: A mérések SO2 tartalma Forrás: A mellékletekben látható igazoló okiratok alapján a szerző saját készítése

41



TOC (mg/m3) 10 8 6 4 2 0

26. ábra: A mérések TOC tartalma Forrás: A mellékletekben látható igazoló okiratok alapján a szerző saját készítése

HCl (mg/m3) 10 8 6 4 2 0

27. ábra: A mérések HCl tartalma Forrás: A mellékletekben látható igazoló okiratok alapján a szerző saját készítése

HF (mg/m3) 2 1,5 1 0,5

0

28. ábra: A mérések HF tartalma Forrás: A mellékletekben látható igazoló okiratok alapján a szerző saját készítése

42



Cd + Ti (mg/m3) 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0

29. ábra: A mérések Cd és Ti tartalma Forrás: A mellékletekben látható igazoló okiratok alapján a szerző saját készítése

Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, V (mg/m3) 0,6 0,4 0,2 0

30. ábra: A mérések Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni és V tartalma Forrás: A mellékletekben látható igazoló okiratok alapján a szerző saját készítése

Hg (mg/m3) 0,06 0,04 0,02 0

31. ábra: A mérések Hg tartalma Forrás: A mellékletekben látható igazoló okiratok alapján a szerző saját készítése

43



Dioxin és furán (ng/m3) 0,1 0,05 0

32. ábra: A mérések dioxin és furán tartalma Forrás: A mellékletekben látható igazoló okiratok alapján a szerző saját készítése

CO2 (g/m3) 150 100 50 0

33. ábra: A mérések szén-dioxid tartalma Forrás: A mellékletekben látható igazoló okiratok alapján a szerző saját készítése A mg/m3-ben kifejezett koncentrációk fizikai száraz, normálállapotú 11 v/v% O2 tartalmú véggázra vonatkoznak. Az értékek minden esetben a határértékek alatt maradtak, azonban a szilárdanyag tartalom, az NOx, az SO2 és a furán/dioxin értékek túl közel vannak a jogszabályban technológiában.

leírt A

határértékekhez, szilárdanyag

ezért

tartalom

némi

változtatást

csökkentése

céljából

javasolnék a

a

meglévő

porleválasztó ciklon mellé javasolt egy hasonló vagy megegyező típusú berendezés telepítése is. A füstben levő nitrogén-oxidok csökkentését katalizátor behelyezésével lehetne megoldani. A kén-dioxid nagyobb hatásfokú leválasztására célszerű lenne egy meszes füstgázmosó berendezés építése, valamint a furán és a dioxin csökkentése céljából egy aktív szenes szűrő segítségével tökéletesíthető a technológia.

44



10. A salak, hamu sorsa A laboratóriumban végzett kísérletek alapján arra a következtetésre jutottak, hogy a hamuban található ritka és értékes foszfátot gazdaságosan ki lehetne vonni a salak, hamuból, hogy a műtrágya-gyártásban így hasznosíthatóvá váljék. A hamuban található foszfor körülbelül 2-10 tömegszázaléka a teljes égetési hamumennyiségnek. Ez a mennyiség könnyedén kinyerhető a hamuból. A foszfor kinyerési technológiáknak – a végterméknek - összhangban kell lenniük a későbbi hasznosítási célokkal, mert például a nem-vízoldható formákban kinyert foszforvegyület nem hasznosítható műtrágyaként, hiszen a növények csak vízben oldott állapotban képesek azt felvenni, majd hasznosítani. 10.1.

Lehetséges megoldások

10.1.1. Ioncserés eljárás Az égetési technológiából származó hamut először finomra őrlik, az oldási folyamat hatásfokát növelő fázisérintkezés céljából. Ezután a savas oldás következik, amely intenzív keverés közben játszódik le. A meddő leválasztását a folyadék fázistól több úton is elvégezhetjük, például ülepítéssel. A technológiai folyamat lényege az ioncserés megkötés. Ahhoz, hogy a foszfort – foszfát anion formájában – megkapjuk, előzetesen el kell távolítani a rendszerből az egyéb jelenlévő anionokat (klorid, szulfát stb..) Ehhez anion-cserélő gyanta soron kell átvezetni a savas oldatot, ahol a különböző oldott komponensek megkötődnek. Ezt követi az eluálási folyamat, amely az oszlopokon megkötődött anionok eltávolítását jelenti mosófolyadék segítségével. Célszerű ezeket a mosófolyadékokat úgy megválasztani, hogy az egyes oszlopokról lejövő termékek is hasznosíthatóvá váljanak. Ezzel az eljárással a foszfort foszforsav formájában nyerhetjük ki, amely önmagában is hasznosítható, vagy felhasználható foszfor-bázisú termékek gyártásához, például műtrágyához. (Morvai-Garamszegi, 2014)

10.1.2. Csapadékos leválasztás Egy több lépcsős folyamat részeként az első az égetési maradék oldása, erősen savas pH mellett. A meddő, oldhatatlan szilárd fázist eltávolítják a rendszerből. Ezt követően 45

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata lúgadagolással emelik a pH-t, amelynek hatására csapadék képződik. Ez a csapadék tartalmazza a foszfort is, más egyéb vegyületek mellett. Ezt a csapadékot is leválasztják a folyadék fázistól, és a csapadék oldása következik, szelektív oldószer (szervetlen) alkalmazásával.

Ezután

ismét

oldjuk

az

anyagot.

A

megfelelő

reagens

és

reakciókörülmények biztosításának eredményeként keletkező csapadék tartalmazza a foszfor-vegyületet. (Morvai-Garamszegi, 2014) 10.1.3. Magnézium-ammónium-foszfát előállítása A magnézium-ammónium-foszfát – amely közvetlenül használható talajjavítószer – szintén szelektív oldással kezdődik. Az oldhatatlan maradékot elválasztják a folyadék fázistól, majd pH-állítás és vegyszeradagolás alkalmazásával csapadékként leválasztják a folyadék fázis vas-tartalmát. A folyadékhoz magnézium-vegyületet adagolva keletkezik a MAP a következő kémiai folyamat szerint: Mg2+ + NH4+ + PO43- → MgNH4PO4 x 6H2O Az optimális eljárás kiválasztásához részletes kísérleti munkát tervezünk. Először laboratóriumi, majd fél üzemi méretben vizsgáljuk az egyes megoldási lehetőségeket, a megvalósítási paraméterek költségeinek megállapítása céljából (Morvai-Garamszegi, 2014).

46

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata 11. Szennyvíziszap jobb ülepíthetőségének/szűrhetőségének kísérleti vizsgálata A kazincbarcikai szennyvíztelepről Leskó Gábortól, az ÉMK Kft. üzemvezetőjétől kapott mintát a Sajóbábonyi Vegyi Ipari Parkban található Kisanalitika Laboratóriumi Szolgáltató Kft-hez szállítottuk és ott kísérleteket végeztem a fölös iszap víztelenítésére. A kísérletek folyamán az iszappal koagulációt, flokkulálást és ezek ötvözetét vizsgáltam. A mintákat ülepítési vizsgálatoknak is vetettem alá, ezt követően a redős szűrőn mértem a szűrlet mennyiségét adott szűrési idő alatt. Ezzel meghatározható a fizikai-kémiailag kezelt anyagok

vízteleníthetőségének

szennyvíziszap ülepítése

hatásfoka.

önmagában

A

koáguláltatott,

ill.

flokuláltatott

nem hozhat a megkívánt 20%-os iszap

nedvességtartalmat, de kiegészítve egy vákuumszűréssel, vagy összekeverve száraz anyaggal (például: fűrészpor, faforgács, szalma, RDF), megfelelő eredményt kaphatunk és az égetőtérbe való adagolás is leegyszerűsödik. A sajóbábonyi Kisanalitika Laboratóriumi Szolgáltató Kft. laborjában Szabó Szilvia ügyvezető igazgató segítségével meghatároztuk a vizsgált iszap paramétereit. 8. táblázat: Vizsgált szennyvíz paraméterei KOI Szárazanyag-tartalom Nedvesség tartalom pH

118 mg/l 12096 mg/l=1,2 V/V% 98,8 V/V% 7,53

Forrás: Kisanalitika Kft. adatai alapján saját készítés Szennyvizek tisztítása során a szennyvíziszap felületének negatív töltése miatt Al3+ és Fe3+ ionokat használhatunk a töltések semlegesítése céljából. A vízbe kerülésük során azonnal pozitív töltésű átmeneti vegyületek keletkeznek, amik az iszap részecskék felületére adszorbeálva, a felületi negatív töltést semlegesítik. 11.1.

Koagulálási kísérletek

Jelen esetben a koagulálószer Fe(III)-szulfát volt. Adott töménységű Fe(III)-szulfát oldatot különböző mennyiségekben adagoltam 90 ml iszapmintához, majd a megfelelő pH beállítása érdekében mészhidrát oldattal emeltem a pH-t 8-8,5-re. A vas-szulfát töménysége 40 %-os, azaz 505,44 g/l-es töménységű volt. 1. 90 ml szennyvíziszapot ülepítő hengerbe töltöttem és vizsgáltam az ülepedését. A 34-36. ábrán a kék görbe az ülepedés folyamatát, a piros görbe pedig az ülepedés során elért minimális iszap-magasság értéket jelöli.

47



Ülepedés 90

90

86

Ülepedés (mm)

85

84 82

80

78

76

75 70 65 0

1

2

4

6

10

t (min)

34. ábra: Ülepítő hengerben végzett ülepítés eredménye csak iszap esetén Forrás: saját készítés 2. 90 ml iszapot 10 ml Fe(III)-szulfáttal ülepítőhengerben elkevertem, majd mészhidrát oldattal a pH-ját 8,5-re állítottam be. A pH-t minden esetben lakmuszpapírral mértem.

Ülepedés (mm)

Ülepedés 100

100 95 90 85 80 75 70 65 60

96

94

92 88

86

85

84

82 78 70

0

1

2

4

6

10

12

14

18

20

22

t (min)

35. ábra: Ülepítőhengerben végzett ülepítés eredménye 10 ml 40%-os töménységű vas-szulfát hozzáadása esetén Forrás: saját készítés 3. 90 ml iszapot 20 ml Fe(III)-szulfáttal ülepítőhengerben elkevertem, majd mészhidrátoldattal a pH-ját 8,5-re állítottam be.

48

Ülepedés (mm)

Miskolci Egyetem Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60

110

104

Mirkovszki Adrienn Szennyvíziszap-égető működésének javítási lehetőségeinek vizsgálata 103

100

97

95 90 84

0

1

2

4

6

8

10

13

81

15

80

17

t (min)

36. ábra: Ülepítőhengerben végzett ülepítés eredménye 20 ml 40%-os töménységű vas-szulfát hozzáadása esetén Forrás: saját készítés 4. 90 ml iszapot 30 ml Fe(III)-szulfáttal ülepítőhengerben elkevertem, majd mészhidrátoldattal a pH-ját 8,5-re állítottam be. A folyadék felszínén a szilárd fázis azonnal aggregálódott és az ülepítőhenger felső felében összegyűlve úszott a folyadékrétegen.

37. ábra: A koagulálás ülepítőhengerben. Balról jobbra: 1., 2., 3., 4. keverék. Forrás: Saját fotó

49

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata A 37. ábrán, az első ülepítő hengerben 90 ml iszap található, ami viszonylag gyors ülepedést mutatott, azonban az iszapréteg felett található vízoszlop zavaros volt. Ez bizonyítja, hogy a koaguláló ill. flokkuláló kísérletekre szükség van, hiszen az ülepedés hatásfoka javítható. Balról a második hengerben az a minta található, amelyben a koagulálószeres kísérletek közül a legjobb volt az ülepedés hatásfoka. Ez a minta 10 ml 40%-os töménységű koagulálószert, azaz 5,05 g vas-szulfátot tartalmazott, azonban a későbbi összevont koagulálási-flokkulálási kísérletnél nem ezt a mennyiséget használtam, hogy az eredmény kellőképpen javítható legyen. Balról a harmadik ülepítő hengerben található a 20 ml 40%-os töménységű vas-szulfátot tartalmazó minta, ami 10,1 g vas-szulfátot jelent. Az előző mintához képest kevesebb részecske agglomerálódott, az iszaposzlop magasságának értéke jóval nagyobb, mint ahogy azt a 10 ml koagulálószert tartalmazó mintánál megfigyeltük. A negyedik hengerben 30 ml 40% töménységű vas-szulfátot tartalmazó oldat van, amelyben nem volt megfigyelhető ülepedés, ekkor az oldatba 15,15 g vas-szulfát került. 11.2.

Flokkulálási kísérletek

A szervetlen koagulálószerek mellett több esetben előnyösebb a polielektrolitok használata, mivel jó pehelyképző tulajdonságuk mellett kiválóak a víz tisztítására is. Az ilyen típusú anyagok aktív funkciós csoportokkal rendelkeznek, amelyek pozitív vagy negatív jellegűek lehetnek. Elősegítik a pelyhek makropelyhekké történő átalakulását

és

a

növekedés

gyorsaságát.

Folyamata

úgy

zajlik,

hogy

a

polimermulekula egy része szorbeálódik ugyan, de nagyobb része szabadon lebeg az oldatban és hidat képezve újabb részecskékhez képes kapcsolódni, amik így agglomerálódnak. A polimereknek disszociációra képes csoportjai szerint 3 osztályba sorolhatjuk: kationos, anionos vagy nem-ionos jellegű. „A kationos polielektrolitok a vizek kolloid részecskéinek töltéssemlegesítésére közvetlenül is alkalmasak, a nem-ionosak hidrogénhidakkal, az anionosak a diffúz kettősréteg ellentétes töltésű ionjaival létesítenek szorpciós kapcsolatot.” Közös tulajdonságuk, hogy rendkívül gyors folyamatokat idéznek elő és már enyhe elkeverés hatására is látható hatásuk. A koagulálószerekhez képest nagyságrendekkel kevesebb mennyiség szükséges a szennyvíz tisztításához (Takács J., Bokányi L.: Hulladékonline Tananyag, ,,Fizikaikémiai módszerek (flotálás, koagulálás, flokkulálás)” c. alfejezet, 2014.10.11. http://hulladekonline.hu/files/176/).

50

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata Mindenekelőtt a por alapú flokkulálószerekből 1 g/l töménységű oldatot készítettem. Így négy törzsoldatot kaptam. Használtam Kurita japán cég gyártmányi közül a PC1328 (kationos), PA5416 (anionos), PC1385 (kationos) és PN3670 (nem-ionos) flokkulálószert. A két kationos polimer közti különbség a töltéssűrűségben van, a PC1385-ös típusú polimer erősebb a PC1328 típusúnál. Összesen 100 ml oldatot készítettem mind a négy mintából, amibe egyenként 0,1 g flokkulálószert tettem, amit analitikai mérlegen mértem le. A törzsoldat minden esetben ugyanúgy viselkedett: először kocsonyás anyag keletkezett, majd egy nap után vízszerű állagot nyert az oldat. 1 mg/ml-es töménységű törzsoldat esetén 1 liter szennyvíziszap flokkulálásához 0,023 gramm flokkulálószer szükséges. 1. Az első mintába 90 ml szennyvíz mellé 1 ml PC1328 flokkulálószeres oldatot adagoltam pipetta segítségével. Egy keverés után a vízben lévő kolloid szemcsék agglomerálódtak és hirtelen ülepedés zajlott le.

Ülepedés 91

90 80

73

Ülepedés (mm)

70

71

67

63

60

61

56

50

54

40 30 20 10 0 0

1

2

5

10

15

20

30

t (min)

38. ábra: Ülepítő hengerben végzett ülepítés eredménye 1g/l töménységű PC1328-as flokkulálóoldat esetén Forrás: saját készítés A lentebb látható fotón (39. ábra) megfigyelhető, hogy az iszap felett levő folyadékréteg igen nagy kiterjedésű és viszonylag tiszta. A pelyhek ebben az esetben a legnagyobbak a teljes kísérlet során, így kiváló az ülepedésük. A pehely átmérője=dpehely=22 mm

51



39. ábra: Az 1 g/l-es töménységű PC1328 flokkulálószeres oldat és hatása a szennyvíziszapra Forrás: Saját fotó 2. A második mintába PA5416 flokkulálószert adagoltam, aminek hatására szinte azonnal megkezdődött az ülepedés kis keverés hatására.

91

90

83

80

79

74

Ülepedés (mm)

70

67

63

60

57

52

50 40 30 20 10 0 0

1

2

5

10

15

20

30

t (min)

40. ábra: Ülepítőhengerben végzett ülepítés eredménye 1g/l-es töménységű PA5416os flokkulálóoldat esetén Forrás: saját készítés 52



A 41. ábrán látható a kísérlet folyamatában. Az iszap feletti folyadékréteg ez esetben a legtisztább, a pelyhek viszonylag nagyok. A pehely átmérője=dpehely=20 mm

41. ábra: Az 1 g/l-es töménységű PA5416 flokkulálószer és a flokkulálószeres minta Forrás: Saját fotó 3. A harmadik mintába 1 ml PC1385 flokkulálószert adagoltam. Azt tapasztaltam, hogy a reakció lassan, kevergetés hatására alakult ki, viszont a minta aljára több kolloid ült ki, tisztább vizet eredményezve.

53



Ülepedés (mm)

Ülepedés 91

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

89

86

82

76

70

64 53

0

1

2

5

10

15

20

30

t (min)

42. ábra: Ülepítőhengerben végzett ülepítés eredménye 1 g/l-es töménységű PC1385ös flokkulálóoldat esetén Forrás: saját készítés Az alábbi ábrán (43. ábra) a folyamat fokozatosságát szeretném szemléltetni, azaz, hogy a folyamat csak lassan indult meg, ám annál biztosabb és jobb eredményt hozott. Az ülepedési görbén látható, hogy a végeredmény kiváló lett, a folyadékréteg áttetszővé vált a kialakult nagy pelyhek leülepedésének hatására. A pehely átmérője=dpehely=21 mm

43. ábra: Az 1 g/l-es töménységű PC1385 flokkulálószer hatása az első percekben. Forrás: Saját fotó 54

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata 4. Az utolsó oldatba szintén 1 ml törzsoldatot tettem (PN3670), viszont eltérően az előzőektől, itt egyáltalán nem volt megfigyelhető változás, az ülepedés szinte ugyanúgy zajlott le, mint normálállapotban, mikor semmilyen vegyszert nem adtam hozzá. A pehely átmérője=dpehely=0,1 mm

Ülepedés 4 Ülepedés (mm)

91

91

91

90

89

90

89

87

87

85

84

83

83

81 79 0

1

2

5

10

15

20

30

t (min)

44. ábra: Ülepítőhengerben végzett ülepítés eredménye 1 g/l-es töménységű PN3670as flokkulálóoldat esetén Forrás: saját készítés

45. ábra: Az 1 g/l-es töménységű PN 3670 flokkulálószeres oldat és az ezzel kezelt iszap Forrás: Saját fotó 55



Az ülepítési kísérletek után minden iszapmintába még 1-1 ml flokkulálószert adagoltam és elkevertem. Változást nem tapasztaltam az előzőekhez képest. Az első három oldatban azért, mert már közel az összes szilárd alkotót agglomeráltuk, a negyedik mintában pedig valószínűleg a flokkulálószer semleges mivolta miatt nem tapasztaltunk semmilyen változást. 11.3.

Koagulálás és flokkulálás együtt alkalmazása

Ezen kísérletek során elkészítettem négy olyan mintát, amiben 90 ml szennyvíz és 20 ml vas(III)-szulfát és a nyolcas pH-hoz elegendő mészhidrát oldat volt. Választásom azért erre a keverékre esett, mert az előző koagulációs kísérletben ez az oldat adta a második legjobb eredményt, így flokkulálószerrel nagy eséllyel növelhetjük a kísérlet hatásfokát és nagyobb pelyheket nyerhetünk és így az ülepedést

kedvezően

befolyásolhatjuk.

A

koagulálószeren

kívül

1

ml

flokkulálószert is adagoltam az oldatba, azonban 10 perc elteltével sem észleltem változást, ezért növeltem a mennyiséget 2 ml-re. Ezután lassú kevergetés után szinte mindegyik mintában elindult az ülepedés. 1. minta: 90 ml szennyvíz, 20 ml 40%-os töménységű vas(III)-szulfát, mészhidrát oldat és 2 ml 1 g/l-es töménységű PC1328 flokkulálószer A minta igen lassan ülepedett le, ami meglepő, hiszen ezzel a flokkulálószerrel értük el a leggyorsabb ülepedést a csak flokkulálószeres kísérletben.

Ülepedés (mm)

112

111

110

109

107 105

104

104 102 100

99 94 0

2

5

10

15

20

25

30

t (min)

46. ábra: Ülepítőhengerben végzett ülepítés eredménye koagulálás és flokkulálás együtt alkalmazása esetén: 20 ml 40%-os koagulálószer és 2 ml 1g/l-es töménységű PC1328 oldat Forrás: saját készítés 56



47. ábra: 20 ml 40%-os töménységű koagulálószerrel és 2 ml 1g/l-es töménységű PC1328-cal kezelt minta ülepedése fél óra elteltével Forrás: Saját fotó Az ülepedés közepes eredményt hozott, az iszap felett levő folyadékréteg nem túl nagy és enyhén sárgás színnel bír. A pelyhek nem agglomerálódtak olyan naggyá, mint a flokkulálószeres kísérletben. A pehely átmérője=dpehely=8 mm.

57



2. minta: 90 ml szennyvíz, 20 ml vas(III)-szulfát, mészhidrát oldat és 2 ml PA 5416 flokkulálószer keveréke.

Ülepedés (mm)

112

112

111

110

108

107

107 104

102

101

97

99

97

92 87 0

1

2

5

10

15

20

25

30

t (min)

48. ábra: Ülepítőhengerben végzett ülepítés eredménye koagulálás és flokkulálás együtt alkalmazása esetén: 20 ml 40%-os koagulálószer és 2 ml 1g/l-es töménységű PA5416 Forrás: saját készítés

49. ábra: 20 ml 40%-os töménységű koagulálószerrel és 2 ml 1g/l-es töménységű PA5416-tal kezelt minta ülepedése fél óra elteltével Forrás: saját fotó

58

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata Az előző mintához képest nőtt az ülepedési sebesség, de a legnagyobb különbség a szemcsék nagyságában figyelhető meg. Szabad szemmel is látható volt, hogy a szemcsék sokkal nagyobb szemcsékbe agglomerálódtak. Ülepedés után a minta két fázisra oszlott: az alsó, az agglomerálódott szemcsék, a felső egy víztiszta, átlátszó réteg. A pehely átmérője=dpehely=18 mm 3. A harmadik mintába 90 ml szennyvíz, 20 ml vas(III)-szulfát, mészhidrát oldat és 2 ml PC 1385 flokkulálószer került. 112

110

108

Ülepedés (mm)

105 100

100

97

94 90

90

88

87

80 70 60 0

1

2

5

10

5

20

25

30

t (min)

50. ábra: Ülepítőhengerben Ülepítőhengerben végzett ülepítés eredménye koagulálás és flokkulálás együtt alkalmazása esetén: 20 ml 40%-os koagulálószer és 2 ml 1g/l-es töménységű PC 1385 Forrás: saját készítés

59



51. ábra: 20 ml 40%-os töménységű koagulálószerrel és 2 ml 1g/l-es töménységű PC1385-tel kezelt minta ülepedése fél óra elteltével Forrás: saját fotó Az előző mintákhoz képest az ülepedés sebessége nőtt, az ülepítőhenger aljára szépen leülepedett az összetapadt szemcsék nagy része, azonban a henger tetején fennmaradt folyadékfázis nem víztiszta, hanem vörös elszíneződést tapasztaltam. A vörös szín okozója az oldatban található vasszulfát. A pehely átmérője=dpehely=18 mm 4. minta: 90 ml szennyvíz, 20 ml vas(III)-szulfát, mészhidrát oldat és 2 ml PN 3670 flokkulálószer 112

Ülepedés (mm)

110

109

100

106

102 99

97

95

90

92

87

80 70 60 0

1

2

5

10

5

20

25

30

t (min)

52. ábra: Ülepítőhengerben végzett ülepítés eredménye koagulálás és flokkulálás együtt alkalmazása esetén: 20 ml 40%-os koagulálószer és 2 ml 1g/l-es töménységű PN 3670 Forrás: saját készítés 60



53. ábra: 20 ml 40%-os töménységű koagulálószerrel és 2 ml 1g/l-es töménységű PN 3670-val kezelt minta ülepedése fél óra elteltével Forrás: saját fotó Az ülepedés ebben a mintában zajlott le leghamarabb és a legnagyobb hatékonysággal, annak ellenére, hogy a csak flokkulálószeres kísérletnél ezzel a flokkulálószerrel nem értünk el látványos eredményt. A komponensek szépen leülepedtek, azonban ahogy az előző esetben itt is a folyadék fázist enyhe árnyalatú szín jellemzi, amit a vas-szulfát oldat okozhatott. A pehely becsült átmérője=dpehely=19 mm. Az ülepedést az alábbi ábrán összesítem.

61



Iszaposzlop magasságainak összevetése 100,00 100,00

91,21 90,09 87,39

90,00 84,44 80,00 70,00 60,00

78,38 78,38

70,00 72,73

59,34 57,14 58,24 Iszaposzlop magasságának csökkenése (%)

50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00

Eltelt idő (min)

54. ábra: A leülepedett iszap magassága az ülepítőhengerben és az ülepedési idő Forrás: A szerző saját készítése A feljebb látható ábrán (54.ábra) azt láthatjuk, hogy hogyan viszonyul az ülepedés utáni iszaposzlop térfogata a minta teljes térfogatához. Viszap/Vösszes*100 Az így kapott százalékos eredmény kék színnel, az ülepítés alatt eltelt idő pedig piros színnel látható. Százalékos számításra azért volt szükség, mert majd’ minden esetben más volt a minta térfogata, ami megegyezett az a mintában vizsgált iszap térfogata volt (90 ml). Az 57. ábrán jól megfigyelhető, hogy a leghatékonyabb ülepítés a mindegyik flokkulálószerrel kezelt minta esetén valósult meg, ugyanis a leülepedett iszap magassága itt éri el a legkisebb értékeket, azaz a felette levő vízoszlop magasabb, mint a többi esetben. Az egyszerű koagulálás tűnik a második legjobb vállalkozásnak, de az erről készült fotó (37. ábra), amit a helyszínen készítettem, azt bizonyítja, hogy a mintához adott vas-szulfát erősen elszínezi az iszaposzlop feletti folyadékréteget, azaz ez is a folyadékréteghez adódik, így az ábra csalóka lehet. A flokkulálószert és a koagulálószert is tartalmazó minta egységesen 20 ml 40%-os töménységű vas-szulfátot, azaz 10,1 g vasszulfátot és 2 ml 1 g/l töménységű flokkulálószert tartalmaz, ami az előzőekhez 62

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata hasonlóan szintén a leülepedett iszap feletti folyadékrétegben helyezkedik el. Az összesítő diagramról leolvasható, hogy összességében ez a megoldás nem hozott jó eredményt, hiszen például a PC1328 flokkulálószer és 20 ml vasszulfátos kísérletnél összesen 90 százalékra, azaz 20 milliliternyit ülepedett a minta, ami azt jelenti, hogy valószínűleg semmilyen hatást nem váltottak ki a mintába tett vegyszerek. 11.4.

Szűrési kísérletek

A keletkezett 12 mintát redős szűrőpapíron keresztül gravitáció segítségével szűrtem átlagosan 20 percig, de néhány esetben ez az érték 25 perc kellett, hogy legyen, mert lassabb volt a szivárgási sebesség. A szűrés eredményeként a szűrőpapíron fent maradt az iszap szilárd fázisa, a szűrőpapíron pedig átszivárgott folyadékot mérőedénybe gyűjtöttem és ezek mennyiségét összehasonlítom. A szűrőpapír porozitása 10 μm, átmérője 15 cm, azaz sugara 7,5 cm. Aszűrőpapír=r2*π=7,52*π=176,71 cm2 Tehát 176,71 cm2 felületen történik a szűrés.

55. ábra: Redős papírral való szűrés Forrás: Saját fotó

63



9. táblázat: A redős szűrőn szilárd anyagtól elválasztott folyadék-fázis mennyisége Mennyiség (ml)

Minta PC 1328

73

PA 5416

72,5

PC1385

74

PN 3670

76

Iszap

70

10 ml Fe(III)-szulfát

54

20 ml Fe(III)-szulfát

45

30 ml fe(III)-szulfát

39

20 ml Fe(III)-szulfát + PC 1328

40

20 ml Fe(III)-szulfát +PA 5416

42

20 ml Fe(III)-szulfát + PC1385

61

20 ml Fe(III)-szulfát + PN 3670

42

Forrás: Saját készítés

64



Mennyiség (ml) 80 70 60

ml

50 40 30 20 10 0 PC 1328

Mennyiség (ml)

73

PA PC138 PN 5416 5 3670

72,5

74

76

20 ml 10 ml 20 ml 30 ml Fe(III)Iszap Fe(III)- Fe(III)- fe(III)- szulfát szulfát szulfát szulfát + PC 1328 70

54

45

39

40

20 ml 20 ml 20 ml Fe(III)Fe(III)Fe(III)szulfát szulfát szulfát + +PA + PN PC138 5416 3670 5 42

56. ábra: Szűrés által az iszaptól elválasztott folyadékok mennyiségei Forrás: saját készítés

65

61

42


11.5.


Konklúziók a laborkísérletekről

A laboratóriumban végzett kísérleteim eredményeképp arra a következtetésre jutottam, hogy a szennyvíziszap ülepíthetősége határozottan javítható a koagulálás-flokkulálás segítségével. A megvizsgált rendszerekben egyrészt több esetben is nőtt a leválasztható folyadék mennyisége, illetve a leülepedett iszap felett levő folyadékoszlop is tisztábbá vált, ami azt jelenti, hogy a finom és ultrafinom részecskéket is sikerült agglomerálni, így azok is leülepedtek, tehát nőtt az ülepedés hatásfoka. A második megállapításom, hogy összességében a fentebb említett paraméterek tükrében a sima flokkulálás, valamint a flokkulálással kiegészített koagulálás hozta a legjobb

eredményt.

Ülepíthetőség

szempontjából

kationaktív

és

anionaktív

flokkulálószerek bizonyultak a leghatásosabbnak. A szűrhetőség szempontjából a kationos, anionos és a nemionos flokkulálószerek mind hatásosaknak bizonyultak. Az iszap szűrhetősége önmagában is hasonló mennyiségű folyadékfázist eredményezett, mint flokkulálószerrel, azonban a szűrlet zavaros volt, mivel az ultrafinom részecskék átdiffundáltak a szűrőpapír pórusain keresztül. Ugyanakkor a flokkuláltatott rendszerekben az ultrafinom részecskék már nagyobb agglomerátumokká szerveződtek. Ezekből az következik, hogy a szennyvíziszap nedvességtartalma csökkenthető flokkulálószer alkalmazásával, azonban a tervezési alapadatok nyeréséhez további laboratóriumi vizsgálatokra van szükség. Az a tény, hogy mind anionos, mint kationos flokkulálószer hatásos az iszapra, azt mutatja, hogy bruttó negatív töltésű iszap eltérő felületi töltésű részecskéket tartalmaz. A bruttó negatív töltést eredményező részecskék mellett pozitív ill. közel semleges töltésű rész is található benne. A flokkulálással kiegészített koagulálás a legjobban a kationaktív flokkulálószerrel (PC 1385) sikerült. Ezt alátámasztandó az előző oldalon közölt táblázat és ábra (9. táblázat és 56. ábra) Összességében én a kationaktív flokkulálószeres megoldást javasolnám a továbbiakban alkalmazni, hiszen mind mennyiségileg, mind tisztaságilag ez hozta a legjobb eredményt a laboratóriumi vizsgálat során, valamint nem elhanyagolható szempontként olcsóbb megoldás is, mintha koagulálószert is adagolnánk a szennyvíziszaphoz, hiszen így csak a flokkulálószert kell költségként felszámítani. 1 liter szennyvíziszap víztelenítéséhez szükséges oldószer mennyisége: flokkulálás esetén: 0,023 g flokkulálószer koagulálás és flokkulálás esetén: 112,22 g vas-szulfát és 0,023 g PC1385 66



12. Tüzeléstechnikai megoldások Tüzeléstechnikai megoldások alatt azt értjük, hogy termikus úton, tehát szárítás során vagy magában a kemencében hőenergiával a vizet elpárologtatjuk az iszapból. Ez az iszap víztelenítésére való megoldások közül ezek a legdrágábbak és a legnagyobb energiaigényűek. Lehetőleg kerülnünk kell az ilyesfajta kezelést, mégpedig a telített vízgőz magas párolgási hője miatt. A magas párolgáshő magas hőenergiát igényel, ha a folyékony vízből gőzt szeretnénk képezni: R (párolgási hő)=539,98 kcal/kg=2260,84 kJ/kg (Raẑnjeviḉ, 1977) A másik problémát a korrózió okozza. Az egri telepen szárítóberendezést használnak az iszap víztelenítésére, azonban egy év működtetés után az összes műszer és alkatrész erős korrózió áldozata lett és a teljes berendezést renoválni vagy cserélni kellett. Így a szárításhoz szükséges földgáz költségei mellett ez az összeg is terhelte a céget, így igen gazdaságtalanná téve a vállalkozást.

67



13. Összefoglalás Szakdolgozatomban a szennyvíziszap víztelenítésével foglalkoztam. Oka, hogy az iszapot égestésre

szánjuk

és

az

égetőtérbe

nem

ajánlott,

ha

20

%-nál

nagyobb

nedvességtartalmú anyagot helyezünk a magas égetési költségek és nem kívánatos légemissziók miatt. Megoldás lehet a szennyvíztelepről kikerülő iszap víztelenítésére, ha összekeverjük alacsony nedvességtartalmú, éghető anyaggal. A leghatékonyabb megoldás az lehetne, ha a települési hulladék maradékfrakciójából nyert másodlagos tüzelőanyagot adnánk az iszaphoz, így megoldódna az iszap égetésével kapcsolatos probléma és a másodtüzelő égetésének helye is. Második

opcióként

kísérleteket

végeztem

az

iszap

vízteleníthetőségére

és

szűrhetőségére koagulálás és flokkulálás alkalmazásával. A laboratóriumban végzett kísérletek alapján arra a következtetésre jutottam, hogy a legmegfelelőbb fizikai-kémiai eljárás az anyag flokkulálása anionaktív vagy kationaktív flokkulálószerrel az azt követő szűréssel. Ahhoz, hogy ezt a következtetést megállapítsam, figyelembe vettem a minták ülepíthetőségét és szűrhetőségét a kezelések után. Az javasolt módon végzett eljárás eredményeképpen körülbelül 50%-os szárazanyagtartalmat érhetünk el az iszap esetében. Ezt az értéket növelnünk kell, hogy a célkitűzésünk megvalósuljon. A megkívánt 20 %-os nedvességtartalmat további kis nedvességtartalmú anyag, esetleg hulladék hozzáadásával érhetjük el. Harmadik megoldásként a tüzeléstechnikai lehetőségeket vizsgáltam, de kiderült, hogy termikus szárítás esetén nem csak magas költségekkel, de erős korrózióval is számolnunk kellene, így ez nem járható út. A

megfelelő

paraméterek

beállítására

irányuló

próbatüzelések

alatt

mért

levegőszennyezők koncentrációja több esetben éppen határérték alatt maradt, de a technológiát kiegészítve néhány új berendezéssel, biztonságossá tehetjük az égetést. A szilárdanyag tartalom csökkentése céljából még egy porleválasztó ciklon telepítése javasolt. A füstben levő nitrogén-oxidok csökkentését katalizátor behelyezésével lehetne megoldani. A kén-dioxid nagyobb hatásfokú leválasztására célszerű lenne egy meszes füstgázmosó berendezés építése, valamint a furán és a dioxin csökkentése céljából egy aktív szenes szűrő segítségével tökéletesíthető a technológia.

68

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata Magyarországon jelenleg égető problémát jelent a szennyvíziszap problémájának témaköre. Sajnos sok helyen még nem alkalmazzák az égetést, mint ártalmatlanító eljárást, de a közeljövőben mindenképpen várható ezen a téren fejlődés.

69



14. Summary In my thesis I have examined the dehydration of municipal sewage sludge. My motivation for choosing this thesis topic was that if the sludge would be incinerated, the materials with more than 20% moisture content are not recommended to be put into the combustion chamber because of the resulting harmful gases and the high costs of incineration. I have analysed several possibilities. One solution to dehydrate the sludge coming from the municipal sewage treatment plant can be the mixing with low moisture content burnable material. The most effective solution could be if refuse derived fuel would be gained from residual municipal waste and added to the sludge. As a result the problem in conjunction with the sludge’s incineration and the utilisation of the RDF would be solved as well. As a second option I have made several experiments with dewatering and filtering of the sludge applying coagulation and flocculation. As a result of my laboratory experiments I have concluded, that the most appropriate physical-chemical process is to flocculate the material with a flocculant with the following filtering. In order to make this conclusion I took the sedimentation and filterability of the samples into account. After this process we can reach about 50% dry matter content of the sludge. To achieve our objectives we need to increase this value. We need a moisture content of 20%, which we can reach with the application of addition low moisture content material burnable (possibly waste) to the sludge. As a third solution I have examined the possibilities of thermal drying technology. It was revealed soon that the thermal drying was not only expensive but we would have to calculate also with hard corrosion. Therefore, this didn’t prove to be a viable method. The concentration of air pollutants were measured during the test firings in order to set the parameters of air pollutants. In many cases the concentration of pollutants stood below the limit, but we can secure the incineration with adding some new technology equipment. It's recommended to install a dust separating cyclone in order to reduce the solid content. To reduce the amount of nitrogen oxides in the fuel a catalyst can be used. For the more efficient separation of sulfur dioxide, it would be useful to construct a lime scrubber equipment. Using an active carbon filter to reduce the dioxin and furan concentration can also improve the technology.

70

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata Nowadays the sewage sludge means an important problem in Hungary. Unfortunately, there are only a few places where the incineration is applied as a sewage sludge treatment method. However, in the near future it will be spread.

71



15. Köszönetnyílvánítás Ezúton szeretnék köszönetet mondani témavezetőmnek Dr. Bokányi Ljudmillának CSc, egyetemi docens, intézeti tanszékvezetőnek a türelméért, szakmai tanácsaiért, idejéért és ösztönzésért, valamint Dr. Takács Jánosnak PhD, c. egyetemi docensnek a kísérletek elemezéséhez nyújtott segítségéért. Hálás köszönet illeti Szabó Szilviát a Kisanalitika Kft. ügyvezető

igazgatóját

az

általa

vezetett

Laboratóriumában

való

kísérletek

megvalósíthatóságáért és azokban nyújtott szakmai útmutatásért. Külön köszönöm Prof. Dr. Szűcs István egyetemi tanárnak segítőkészségét és szakmai tanácsait, Leskó Gábornak az ÉMK Kft. üzemvezetőjének a szennyvíziszap minta biztosítását, Morvai Ferencnek a Biomorv Kft. tulajdonosának és Morvai Zoltánnak a Biomorv Kft. gazdasági igazgatójának az adatgyűjtéshez nyújtott segítségét. Köszönettel tartozom a Heves Megyei Vízmű Zrt. Egri Üzemegység üzemvezető főmérnökének Bárdos Zsoltnak, az üzemviteli osztály környezetvédelmi megbízottjának, Varga Lászlónak és a csatornahálózati technológusnak, Szilágyi Csabának, akik segítségével naprakész adatokat tudtam közölni dolgozatomban. Szeretném megköszönni dr. Mádainé Üveges Valériának, tanársegédnek és Varga Terézia

Erzsébetnek,

tudományos

segédmunkatársnak

azt,

hogy

munkámat

segítségükkel nagyban megkönnyítették. Végül, de nem utolsó sorban szeretném megköszönni a Családomnak és a Barátaimnak a folyamatos támogatást, amit az egyetemi éveim alatt kaptam Tőlük és mindazoknak, akik elolvasták szakdolgozatom és véleményükkel emelték a színvonalát.

72



16. Irodalomjegyzék 1. Könyvek: Corbitt, R.A.: Standard Handbook of Environmental Engineering. McGraw-Hill Publ. Co. New York, 1990. Prof. Dr. Csőke, B. – Alexa, L. – Olessák, D. – Ferencz, K. – Bokányi, L.: Mechanikaibiológiai hulladékkezelés kézikönyve (Handbook of Mechanical-Biological Waste Treatment). ProfiComp Könyvek, 2006. ISBN 963060699-2. K. Raẑnjeviḉ: Thermodynamische Tabellen, VDI-Verlag GmbH, Düsseldorf, 1977, Seite 104. 2.

Egyéb források:

50/2001. (IV. 3.) Korm. rendelet 2012. évi CLXXXV. Törvény Dr. Bokányi L.: Hulladékonline tananyag, ,,Hulladékok pirolízise és elgázosítása” c. alfejezet, 2014.10.13. - http://hulladekonline.hu/files/174/ Dr. Bokányi L., Dr. Takács J.: „Aerob lebontás komposztálással” c. alfejezet http://hulladekonline.hu/files/176/, Letöltés dátuma: 2014.10.10. Dr. Bokányi L., Varga T.: Hulladékonline Tananyag, ,,Hulladékok kezelése anaerob eljárásokkal” c. alfejezet, 2014.10.22 - http://hulladekonline.hu/files/208/ Prof. Dr. Csőke B.: Hazai és nemzetközi tapasztalatok másodlagos tüzelőanyagok előállítására szilárd települési hulladékból, 2.o., 2011 Duna Régió Stratégia honlapja (http://dunaregiostrategia.kormany.hu/download/b/c3/70000/action_plan_danube_hu.pdf). Heves megyei Vízmű Zrt. http://www.hmvizmurt.hu/szolgaltatasaink/szennyvizelvezetes-es-tisztitas, Letöltés dátuma: 2014.11.19. Morvai F., Garamszegi G.: Morvai-Garamszegi Hulladékhasznosító Mű Gépkönyve, 2014 Dr. Takács J., Hulladekonline Folyóirat 4.évfolyam 1.szám, 2013 Dr. Takács J., Hulladékonline Tananyag, „A szennyvizek biológiai tisztítása” c. alfejezet, 2014.10.22 - http://hulladekonline.hu/files/208/

73



17. Ábrajegyzék 1. ábra: A víz, a hamu, a fűtőérték és az éghető anyagtartalom kapcsolata ............ 6 2. ábra: Az egri szennyvíztisztító telep madártávlatból ............................................ 13 3. ábra: Az RDF előállításának folyamatábrája ........................................................ 18 4. ábra: A felületi töltések alakulása ....................................................................... 20 5. ábra: Az égetőmű alaprajza ................................................................................ 22 6. ábra: Az égetőmű technológiai folyamatábrája ................................................... 22 7. ábra: A szennyvíziszap égető sematikus, egyszerűsített folyamatábrája ............. 23 8. ábra: Az előégető áttekintő, sematikus rajza ....................................................... 26 9. ábra: Az égetőtérben található lépcsők ................................................................ 26 10. ábra: Pelletégő .................................................................................................... 27 11. ábra: Az egyes egységek alatt elhelyezett konténerek, ahová a hamu és por kerül ............................................................................................................. 27 12. ábra: Az utóégető szerkezeti felépítése .............................................................. 28 13. ábra: Termo olajos hőcserélő folyamatábrája ...................................................... 29 14. ábra: A termo olajos hőcserélő műszaki rajza .................................................... 29 15. ábra: Füstgáz-víz hőcserélő folyamatábrája ....................................................... 30 16. ábra: ORC folyamat folyamatábrája..................................................................... 32 17. ábra: A termo olaj és az ORC reaktor folyamata.................................................. 33 18. ábra: A porciklon műszaki rajza ........................................................................... 34 19. ábra: Füstgáz-levegő hőcserélő folyamatábrája .................................................. 35 20. ábra: Füstgáz-levegő hőcserélő műszaki rajza .................................................... 35 21. ábra: Garantfilter füstgáztisztító ........................................................................... 36 22. ábra: A mérések szilárd anyag tartalma .............................................................. 40 23. ábra: A mérések szén-monoxid tartalma ............................................................. 41 24. ábra: A mérések NOx tartalma ............................................................................ 41 25. ábra: A mérések SO2 tartalma ............................................................................. 41 26. ábra: A mérések TOC tartalma ............................................................................ 42 27. ábra: A mérések HCl tartalma ............................................................................. 42 28. ábra: A mérések HF tartalma............................................................................... 42 29. ábra: A mérések Cd és Ti tartalma ...................................................................... 43 30. ábra: A mérések Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni és V tartalma ........................... 43 31. ábra: A mérések Hg tartalma ............................................................................... 43 32. ábra: A mérések dioxin és furán tartalma ............................................................ 44 33. ábra: A mérések szén-dioxid tartalma ................................................................ 44 74

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata 34. Ülepítőhengerben végzett ülepítés eredménye csak iszap esetén...................... 48 35. ábra: Ülepítőhengerben végzett ülepítés eredménye 10 ml 40%-os töménységű vas-szulfát hozzáadása esetén ........................................................................... 48 36. ábra: Ülepítőhengerben végzett ülepítés eredménye 20 ml 40%-os töménységű vas-szulfát hozzáadása esetén ........................................................................... 49 37. ábra: A koagulálás ülepítőhengerben. Balról jobbra: csak iszap, 10 ml 40%-os koagulálószer, 20 ml 40%-os koagulálószer, 30 ml 40%-os koagulálószer.......... 49 38. ábra: Ülepítő hengerben végzett ülepítés eredménye 1g/l töménységű PC1328-as flokkulálóoldat esetén .......................................................................................... 51 39. ábra: Az 1 g/l-es töménységű PC1328 flokkulálószeres oldat és hatása a szennyvíziszapra ................................................................................................. 52 40. ábra: Ülepítőhengerben végzett ülepítés eredménye 1g/l-es töménységű PA5416os flokkulálószer esetén ...................................................................................... 52 41. ábra: Az 1 g/l-es töménységű PA5416 flokkulálószer és a flokkulálószeres minta ................................................................................. 53 42. ábra: Ülepítőhengerben végzett ülepítés eredménye 1 g/l-es töménységű PC1385ös flokkulálószer esetén ...................................................................................... 54 43. ábra: 1 g/l-es töménységű PC1385 flokkulálószer hatása az első percekben. ..... 54 44. ábra: Ülepítőhengerben végzett ülepítés eredménye 1 g/l-es töménységű PN3670as flokkulálószer esetén ...................................................................................... 55 45. ábra: Az 1 g/l-es töménységű PN 3670 flokkulálószeres oldat és az ezzel kezelt iszap.................................................................................................................... 55 46. ábra: Ülepítőhengerben végzett ülepítés eredménye koagulálás és flokkulálás együtt alkalmazása esetén: 20 ml 40%-os koagulálószer és 2 ml 1g/l-es töménységű PC1328 oldat .................................................................................. 56 47. ábra: 20 ml 40%-os töménységű koagulálószerrel és 2 ml 1g/l-es töménységű PC1328-cal kezelt minta ülepedése fél óra elteltével ........................................... 57 48. ábra: Ülepítőhengerben végzett ülepítés eredménye koagulálás és flokkulálás együtt alkalmazása esetén: 20 ml 40%-os koagulálószer és 2 ml 1g/l-es töménységű PA5416 ........................................................................................... 58 49. ábra: 20 ml 40%-os töménységű koagulálószerrel és 2 ml 1g/l-es töménységű PA5416-tal kezelt minta ülepedése fél óra elteltével ........................................... 58 50. ábra: Ülepítőhengerben Ülepítőhengerben végzett ülepítés eredménye koagulálás és flokkulálás együtt alkalmazása esetén: 20 ml 40%-os koagulálószer és 2 ml 1g/l-es töménységű PC 1385 .............................................................................. 59 51. ábra: 20 ml 40%-os töménységű koagulálószerrel és 2 ml 1g/l-es töménységű PC1385-tel kezelt minta ülepedése fél óra elteltével ........................................... 60 75

Miskolci Egyetem Mirkovszki Adrienn Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Szennyvíziszap-égető működésének Eljárástechnikai Intézet javítási lehetőségeinek vizsgálata 52. ábra: Ülepítőhengerben végzett ülepítés eredménye koagulálás és flokkulálás együtt alkalmazása esetén: 20 ml 40%-os koagulálószer és 2 ml 1g/l-es töménységű PN 3670 .......................................................................................... 60 53. ábra: 20 ml 40%-os töménységű koagulálószerrel és 2 ml 1g/l-es töménységű PN 3670-val kezelt minta ülepedése fél óra elteltével ............................................... 61 54. ábra: A leülepedett iszap magassága az ülepítőhengerben és az ülepedési idő .................................................................................. 62 55. ábra: Redős papírral való szűrés ......................................................................... 63 56. ábra: Szűrés által az iszaptól elválasztott folyadékok mennyiségei...................... 64

76



18. Táblázatjegyzék 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

táblázat: Hulladéklerakási járulékok Magyarországon ......................................... 2 táblázat: A foszforkicsapatás módszerei .............................................................. 10 táblázat: Heves Megyei Vízmű Zrt. Egri üzemegységének kapacitása ................ 11 táblázat: A biogáz előállításának szükséges paraméterei .................................... 16 táblázat: Alapadatok az égetőmű üzemeléséhez ................................................. 24 táblázat: Néhány fontosabb adat az áramfejlesztőről .......................................... 31 táblázat: Négy levegőtisztasági mérés eredményének összehasonlítása ............ 39 táblázat: Vizsgált szennyvíz paraméterei ............................................................. 46 táblázat: A redős szűrőn szilárd anyagtól elválasztott folyadék fázis mennyisége................................................................................... 63

77

Miskolci Egyetem Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet 19. Mellékletek


19.1. Melléklet: Eger megyei jogú város szennyvíztisztítótelepének megvalósulási terve (A dolgozat után A3-as formátumban is csatolva.)

78



19.2. Melléklet: A füstgáz kibocsátásra mért eredmények az első állapotban (Biomorv Kft.)

79

Miskolci Egyetem Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet 19.3.


Melléklet: A füstgáz kibocsátásra mért eredmények a második és harmadik állapotban (Biomorv Kft.)

80

Miskolci Egyetem Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet 19.4.


Melléklet: A füstgáz kibocsátásra mért eredmények a negyedik állapotban (Biomorv Kft.)

81

Szennyvíziszap-égető működésének javítási lehetőségeinek vizsgálata. Szakdolgozat

Recommend Documents