Szennyvíztisztítási technológiák II. Dr. Simándi, Péter

Szennyvíztisztítási technológiák II. Dr. Simándi , Péter

Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Szennyvíztisztítási technológiák II. Dr. Simándi , Péter Publication date 2011 Szerzői jog © 2011 Szent István Egyetem Copyright 2011, Szent István Egyetem. Minden jog fenntartva,


Tartalom Bevezetés .......................................................................................................................................... iv I. A természetközeli szennyvíztisztítás alapjai .................................................................................. 1 1. A természetközeli szennyvíztisztítás fogalma, alkalmazási lehetőségei, előnyei és hátrányai 2 2. A természetközeli szennyvíztisztítás jogszabályi háttere ...................................................... 8 3. A természetközeli rendszerek tisztítási hatékonysága ......................................................... 16 4. Természetközeli rendszerek a világ néhány országában ..................................................... 27 5. A természetközeli szennyvíztisztítás lehetőségei és feltételei a magyarországi kistelepüléseken 33 II. Természetközeli szennyvíztisztító rendszerek bemutatása .......................................................... 40 6. Természetközeli szennyvíztisztítási technológiák csoportosítása ....................................... 41 7. Tavas szennyvíztisztítás ...................................................................................................... 53 8. Faültetvényes talajbiológiai rendszerek .............................................................................. 68 9. Vízinövényes tisztítási rendszerek ...................................................................................... 78 10. Élőgépek szennyvíztisztítási technológia .......................................................................... 90 Zárszó ............................................................................................................................................ civ Irodalomjegyzék ............................................................................................................................. cv Fogalomtár .................................................................................................................................... cvii

iii Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Bevezetés Kedves Tanulni Vágyó! Amennyiben a Szennyvíztisztítási technológiák II. részének tanulásához ért, valószínűnek tartom, hogy az 1. rész tudásanyaga már a rendelkezésére áll, amely a következőket ismertette: • a szennyvíz fizikai-, kémiai- és biológiai tulajdonságait, csoportosítását; • a tisztítás szükségességét; • az elsődleges (mechanikai) szennyvíztisztítás elméleti és gyakorlati lépéseit; • a másodlagos (biológiai) szennyvíztisztítás különböző technológiai folyamatait; • a harmadlagos (fizikai-kémiai) tisztítás szükségességét és lényegét. E tantárgy második kötete segíti Önt, hogy megtanulja a Szennyvíztechnológus képzéshez kötődő természetközeli szennyvíztisztítási eljárások elméleti és gyakorlati alapismereteit. Ebben a kötetben is minden tanulási egység végén kérdéseket és feladatokat talál, így könnyen ellenőrizheti, milyen színvonalon sikerült a tananyagot megtanulni. Ha nem érte el a 60%-os szintet, ez azt jelenti, nem érdemes tovább haladni, maradtak még tisztázatlan részek, amelyek később fontossá válnak. Ekkor célszerű a lecke elejétől kezdve ismét alaposan áttanulmányozni az anyagot. A gyakori ismétlés nemcsak tanácsos, hanem hasznos is! Videó: Szennyvíztisztítás Jó tanulást, hasznos ismeretszerzést kíván a szerző.

iv Created by XMLmind XSL-FO Converter.

I. rész - A természetközeli szennyvíztisztítás alapjai Bevezetés A természetközeli és a hagyományos (pl. eleveniszapos) szennyvíztisztítási technológiák alapjában véve a felhasznált energia forrásában, és a technológia kiépítéséhez és üzemeltetéséhez felhasznált anyagokban különböznek. Az utóbbinál a szennyező anyagok ártalmatlanítása természetes biológiai folyamatokon alapul, a reaktor műtárgy betonból készül, a folyamatokhoz pedig gépi keverést, mesterséges levegőztetést és vegyszereket is használnak. A természetközeli szennyvízkezelési eljárások rendszerint területigényesebbek, a hagyományos technológiák pedig energiaigényesebbek Követelmény: • ismerje meg, mit takar a természetközeli szennyvíztisztítás elnevezés; • tanulja meg a természetközeli szennyvíztisztítás általános alapelveit; • ismerje meg a vonatkozó jogszabályokat; • tudja a kistelepülések szennyvíztisztítási lehetőségeit; • tanulja meg, milyen eljárásokat lehet alkalmazni; • ismerje meg a tervezés során mérlegelendő előnyöket és hátrányokat; • tudja, hogyan lehet valóban hatékonyan alkalmazni ezeket az eljárásokat.


1. fejezet - A természetközeli szennyvíztisztítás fogalma, alkalmazási lehetőségei, előnyei és hátrányai Bevezetés A természetes szennyvíztisztítási módszerek a legősibb kezelési technológiák közé tartoznak. A településeken keletkező szennyvíz földalatti medencében történő tárolása, vagy elöntözése jól ismert eljárás volt a 19. században. A szennyvíz szerves anyagainak lebontása ilyen esetekben, a talajban, vagy a befogadó vízfolyásban, illetve tóban történt meg a vízi ökoszisztémák természetes öntisztuló képességének felhasználásával. A 20. században a természetes tisztítórendszereket háttérbe szorították a műtárgyakban végbemenő biológiai oxidációs (mesterséges) szennyvíztisztítási eljárások. Ezek a módszerek ugyan mind beruházási, mind működési költség tekintetében drágábbak voltak a természetes módszereknél, de a tisztítási folyamat intenzívebb, és jobban kézben tartható volt. A természetes eljárások háttérbe szorulásához hozzájárult az is, hogy tervezésükre és működtetésükre vonatkozóan nem állt rendelkezésre elegendő információ. A természetes szennyvíztisztító rendszerek újbóli elterjedése az 1970-es évek közepétől Kickuth (1977) munkája nyomán kezdődött meg. Jelenleg több száz természetes szennyvíztisztító telep működik a világ fejlett országaiban. A meglévő tisztítótelepek működési tapasztalatainak szintetizálása révén egyes teleptípusok esetében (pl. gyökérzónás eljárás, nádastó) tervezési és működtetési irányelvek kidolgozására is sor került. A természetes szennyvíztisztítási eljárásokat korábban a biológiailag tisztított szennyvíz utótisztítására használták fel harmadik tisztítási lépcsőként, azonban ma már egyre több helyen alkalmazzák ezeket kombinációban (pl. lagúnák vagy stabilizációs tó + gyökérmezős vagy homokszűrési technológia), vagy ülepített szennyvíz tisztítására. A házi szennyvíz kezelésén kívül ezeket a szennyvíztisztító rendszereket sikerrel alkalmazták vegyes (házi és ipari), ipari, cukorgyári, papírgyári, bányászatból származó és olajipari szennyvíz tisztítására éppúgy, mint városi lefolyásból származó víz kezelésére, háztartási szemét lerakóhelyek csurgalékvizének tisztítására, salakdepók szivárgó vizének kezelésére, vagy hígtrágya kezelésére. Magyarországon a közműolló nyitott, ami azt jelenti, hogy a vízellátás fejlettsége mögött elmaradt a csatornázás és szennyvíztisztítás fejlődése. A jelenleg hatályos, a Nemzeti Települési Szennyvízelvezetési és tisztítási Megvalósítási Programról szóló 25/2002. (II. 27.) Korm. rendelet szerint a Program 2015-ös tervezett teljesítését követően a csatornázottság aránya az országban 86,9 százalékra nő. Hazánkban a közcsatornán összegyűjtött szennyvizek mindössze 66,6%-a kerül bizonyos mértékű tisztításra. Csupán mechanikai tisztításban részesül az elvezetett szennyvizek 5%-a. Mindössze a 61%-át tisztítják biológai fokozattal is. Ez utóbbin belül 20% részesül ún. III. fokozatú tisztításban, azaz a nitrogén és foszfor (N, P = növényi tápanyag) eltávolításban. Fontos tehát szem előtt tartani, hogy a csatornával összegyűjtött szennyvizet nem csak a napjainkban szokásos ún. mesterséges szennyvíztisztító telepeken lehet megtisztítani, kisebb lakosszámú településeken erre a célra kiválóan alkalmasak a természetközeli szennyvíztisztítási eljárások. Magyarországra a tőkehiány jellemző. A gazdasági nehézségek miatt a csatornázás és szennyvíztisztítás gondja a közeljövőben a hagyományos technológiákkal nehezen lesz megoldható. Különösen igaz ez az állítás a közepes és a kis településekre (25 000 fő alattiakra). Átmeneti megoldást jelenthet viszont olyan alacsony beruházási és üzemeltetési költségű egyszerű szennyvíztisztítási eljárások bevezetése, amelyek üzemeltetése egyszerű, kis kapacitás tartományban is alkalmazhatók, és bennük a tisztítási folyamat kontrolálható körülmények között, számos komponens esetében nagyszerű hatásfokkal végbemegy. Ilyenek a természetközeli, vagy más néven természetes szennyvíztisztítók. A szennyvíztisztítás szakterületén összegyűlt tapasztalatok eredményeként különböző technikák és technológiák kerültek kifejlesztésre az elmúlt mintegy 80 év során. Elengedhetetlenül fontos, hogy ezek közül a rendelkezésre

2 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

A természetközeli szennyvíztisztítás fogalma, alkalmazási lehetőségei, előnyei és hátrányai álló lehetőségek közül az adott helyen, egy-egy település eltérő körülményeinek megfelelően, nagy körültekintéssel válasszuk ki a környezetvédelmi és gazdaságossági szempontból legmegfelelőbbet. Elsősorban a helyi környezeti-, gazdasági- és szociális adottságok, illetve lehetőségek függvényében kell választanunk, és alapvetően szükséges azt is mérlegelni, hogy a rendelkezésre álló végső befogadók közül a talajt, vagy a felszíni vizeket válasszuk-e a tisztított szennyvizek elhelyezésére. Meghatározó ugyanis egy-egy technológia, egy-egy létesítmény hosszú távú biztonságos fenntartása szempontjából az, hogy az egyes területeken a befogadóként szóba jövő egyes környezeti elem érzékenysége, sérülékenysége és terhelhetősége igen eltérő lehet, mindegyiknek jellemző kibocsátási feltételei és eltérő határértékei vannak, amelyeket az egyes szennyvíztisztítási technológiák - nem egyformán képesek teljesíteni. A szennyvíztisztítási feladatok megoldása során elengedhetetlenül fontos szem előtt tartani, hogy a szennyvíztisztítás tudománya nem túl régi (mindössze 80-90 évre tekint vissza) és lényegében tapasztalati alapokon nyugszik. A feladat megoldásakor olyan rendszert kell egyensúlyban tartani, ahol a rendszerbe bejutó szennyvíz, illetve szennyező anyagok mennyisége és minősége percről-percre változik, ahol a trendek és az átlagok az alapadatok. A növényi tisztító berendezések gyakran állnak a szakmai viták középpontjában, nem csak nálunk, hanem külföldön is. A jelenlegi hatásfok mellett törekedni kell ezek továbbfejlesztésére, és ebben az összefüggésben még egy sor vizsgálat válik szükségessé, hiszen itt is, mint a többi hasonló technológiájú magyarországi telepnél nagyon kevés mérési eredmény áll rendelkezésre. Európai felzárkózásunkhoz szükséges, és környezetvédelmi szempontból is sürgető feladat a csatornázás és szennyvíztisztítás magas színvonalon történő megoldása, melyre e rendszerek segítségével a kistelepülések esetén is mód nyílna. Követelmények: • tudja megfogalmazni a természetközeli szennyvíztisztítás fogalmát; • ismerje a leggyakoribb technológiákat; • tudja felsorolni a legfontosabb előnyöket és hátrányokat. Természetközeli szennyvíztisztítás A Szennyvíztisztítási technológiák I. kötetében felsorolt eljárások mind mesterséges tisztítási eljárásnak minősülnek. Van azonban olyan lehetőség is, hogy a természetben egyébként is lejátszódó folyamatokat felhasználva természetes tisztítási eljárásokat alkalmazzunk. A szennyvizek természetes úton az élővizekbe és a talajba jutva bizonyos idő alatt megtisztulnak, a szerves anyagok lebomlanak, a szervetlen anyagok beépülnek a környezetbe. Ezt a folyamatot bizonyos körülmények között (nem általánosan) fel lehet használni, ha az elsődleges mechanikai tisztítást elvégezzük, ily módon növények öntözésére, halastavakba táplálással lehet megoldást találni. Élővizű befogadóba való bevezetés is lehetséges, azonban előtte mechanikai tisztítást és bizonyos mértékű biológiai tisztítást is el kell végezni. Minden esetben a víz laboratóriumi vizsgálata dönt arról, hogy milyen körülmények között lehet szó az eljárás alkalmazásáról. Szennyvíztisztítást lehet alkalmazni bizonyos mechanikai tisztítással, itt azonban a tevékenység minden fázisában fokozott biztonsági és egészségügyi előírásokat kell kikötni és betartani. A telepet védelemmel kell ellátni és bizonyos növények öntözése esetén alkalmazható. A szennyvíz mellett nagy jelentősége van az előkezelt szennyvíziszap elhelyezésének, mert megfelelő feltételek között jelentős tápanyagtartalma felhasználható. Halastavas hasznosításnál is lehet az előkezelt szennyvizet alkalmazni. Egyik esetben az ősszel lehalászott tavak feltöltésével és tározásával, az idényen kívül az anyagok lebontását és betározását lehet elérni, a másik esetben kellő tisztítási beavatkozások után a halastóba is lehet szennyvizet elhelyezni, mely kellő átalakulás után alkalmas lehet a halak életfeltételeinek biztosításához. Talajszűrés esetén a víz biológiai tisztítása végezhető el, ennek feltétele, hogy a talaj jó vízáteresztő-képességgel rendelkezzen. A talajszűrő tehát kellő oxigénbiztosítás mellett mintegy biológiai tisztítóeljárásnak fogható fel. Fontos a helyes méretezés és a minőségi ellenőrzés.


A természetközeli szennyvíztisztítás fogalma, alkalmazási lehetőségei, előnyei és hátrányai Természetközeli szennyvíztisztítás alatt értjük azokat – az összegyűjtött és megfelelően előkezelt, biológiailag bontható – települési szennyvizek tisztítására szolgáló eljárásokat, amelyek a talajban élő mikro- és makroélőszervezetek lebontó-felvevő képességén, sok esetben a napfény lebontó hatásán, azaz a természet öntisztító képességén alapulnak, és amely folyamatok nem vasbeton műtárgyakban, hanem bár mesterségesen kialakított, de a természetes élőhelyeket lemásoló szennyvíztisztító rendszerekben mennek végbe, külső energia hozzáadása nélkül. Rövidebben: a természetközeli szennyvíztisztítás olyan biológiai szennyvíztisztítási eljárás, amely során a szennyezőanyagok lebomlását a hordozó talajhoz, homokhoz, kavicshoz, növények gyökerének felületéhez kapcsolódó mikroorganizmusok végzik aerob vagy anaerob módon, valamint a tavas szennyvíztisztítási megoldások. A természet ún. öntisztulási folyamatain alapuló lehetséges változatai közül mutat be néhány jellemző példát az 1. ábra.

1. ábra. A természetközeli szennyvíztisztító rendszerek lehetséges változatai A jellemző lehetséges változatok: • a faültetvényes, • a tavas, • az épített vízinövényes technológiák, ill. • az ezek kombinációjából álló rendszerek. A természetközeli szennyvíztisztító telep általában nem tartalmaz mozgó alkatrészt, bonyolultabb gépi berendezést, hanem csak szűrőrácsot, előülepítőt és/vagy szivattyút, így az üzemeltetés során – a hagyományos telepekhez viszonyítva – elhanyagolható mértékben jelentkezik az energia-, vegyszer- és javítási igény. A természetközeli szennyvíztisztítás fő alkalmazási területei A természetközeli eljárásokat alkalmazhatjuk a települések közcsatornán vagy szippantó autóval összegyűjtött szennyvizeinek központi tisztítására, valójában azonban a nem csatornázott területek, települések és 4 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

A természetközeli szennyvíztisztítás fogalma, alkalmazási lehetőségei, előnyei és hátrányai településrészek egyedi/házi szennyvízkezelésénél is ajánlott a bemutatott természetközeli eljárások kicsiben történő megvalósítása (zöld színnel jelölve a természetközeli eljárások központi szennyvíztisztító telepként történő alkalmazását, színezés nélkül az egyedi szennyvíztisztítás esetén történő alkalmazást - 1. táblázat). 1. táblázat. A természetközeli szennyvíztisztítás fő alkalmazási területei, települési szinten

A természetközeli szennyvíztisztítás alkalmazható, mint önálló tisztító rendszer, kombináltan tisztítóként és befogadóként egyaránt, valamint mesterséges szennyvíztisztító utótisztítójaként. A 2. ábra a természetközeli szennyvíztisztítás fő alkalmazási területeit mutatja be, a tisztítási technológiában elfoglalt helye szerint.

2. ábra. A természetközeli szennyvíztisztítás fő alkalmazási területei, a tisztítási technológiában elfoglalt helye szerint A természetközeli szennyvíztisztítási eljárások legfontosabb jellemzői A természetközeli eljárások: • a természetes vizes élőhelyekhez megjelenésben és „működésben” is nagymértékben hasonlító, de mesterségesen kialakított rendszerek, ahol különböző növények, vízinövények, valamint több-kevesebb víz a talaj felett és/vagy alatt - együttesen alkotnak természetközeli életteret, hasznosítva a talaj és a napfény fertőtlenítő, az utóbbi fotoszintézist is lehetővé tevő hatását. A természetet utánozzák, különösen annak öntisztuló-, lebontó, illetve növényi tápanyag (N, P, K), CO 2 és CH4 felhasználó- és raktározó képességét; • a talaj-víz-növény ökoszisztémában a természetben lejátszódó fizikai, kémiai és biológiai folyamatok játsszák a főszerepet; • a szerves anyagok lebontását – a hagyományos mesterséges rendszerek biológiai fokozatához hasonlóan, de külön oxigén bevitel nélkül – mikroorganizmusok (baktériumok, gombák) végzik, táplálékként használva a szennyvíz szennyezőanyagait. A lebontó szervezetek vagy a vízben elkeveredve, vagy szilárd felületen (talaj, kavics, homok, vízinövények szára, levele, gyökérzete) megtelepedve vannak jelen a rendszerben; • a „mesterségesen kialakított ökológiai rendszerben” - a természetes módon történő szennyvíztisztításhoz, szennyezőanyag eltávolításhoz - többnyire nincs szükség elektromos energia- és vegyszer felhasználására;


A természetközeli szennyvíztisztítás fogalma, alkalmazási lehetőségei, előnyei és hátrányai • kedvezően alkalmazhatók települési nyers szennyvíz teljes biológiai tisztítására, vagy biológiai (mesterséges, természetközeli) résztisztítást követő utótisztítására, és sok esetben végleges elhelyezésére is (lásd: 2. ábra); • alacsony beruházási- és üzemeltetési költségigény jelentkezik. A természetközeli szennyvíztisztítás előnyei és hátrányai Előnyök: • környezetbe illeszkedő létesítmények, kedvező lokális klímát biztosítanak és az aszályosodás mérséklődik a térségben a vizek helybentartása révén; • stabil tisztítási eredmény, mivel kevésbé érzékenyek a szennyvíz mennyiségi, minőségi ingadozására; • alacsony beruházási költség, a hagyományos/mesterséges szennyvíztisztításhoz viszonyítva 40-60%; • alacsony üzemeltetési költség, a hagyományos/mesterséges szennyvíztisztításhoz viszonyítva 20-60%; • egyszerű műszaki kialakítás, magas üzembiztonság, kevés gépi berendezés, elhanyagolható mennyiségű energiafogyasztás; • üzemeltetésük nem igényel magas szintű szaktudást (de gondosságot igen); • nincs kémiai anyag felhasználás (vagy csak csekély); • kis mennyiségű szennyvíziszap keletkezése; • fontos élettér létrehozása sokféle növény és állatfaj számára (rendszertől függően); • a tisztításban résztvevő növények hasznosíthatók (pl.: a zöldnövény, faanyag, nád felhasználható takarmány, etanol, többszörösen telített olajok és üzemanyag stb. előállítására); • hatékonyak nem csak a szerves anyag, hanem az eutrofizációt okozó nitrogén és foszfor, valamint a patogén baktériumok eltávolításában (rendszertől függően). További előnyük - olcsóbb létesítésükön és működtetésükön túl - a más megoldásokhoz nem hasonlítható, járulékos haszon például, hogy egy jó nyárfás talajbiológiai (faültetvényes) tisztító telep üzemeltetési költsége nullszaldós lehet a fa hozadéka miatt (aparhanti példa), azaz az üzemeltetést fedezheti az eladott fából származó bevétel.

3. ábra. A természetközeli szennyvíztisztítás alkalmazásának különösen előnyös területei Hátrányok: • viszonylag nagy területigény;


A természetközeli szennyvíztisztítás fogalma, alkalmazási lehetőségei, előnyei és hátrányai • fokozottan érzékeny területeken és magas talajvízállásnál, illetve egyes talajtípusoknál csak bizonyos technológiák, vagy az egyes kombinált megoldások alkalmazhatók, ami költségnövekedést jelenthet; • sok esetben eltérő szakértelmet igényel a hagyományos technológiákhoz viszonyítva; • egyes rendszerek (pl. tavas, gyökérmezős) tisztítási hatásfoka évszaktól függő lehet, ezért a műszaki méretezés (a téli lassabb működést figyelembe véve) nagyobb területet eredményez; • általános idegenkedés a kevésbé ismert megoldásoktól. Összefoglalás A hagyományos (ún. mesterséges) szennyvíztisztítási eljárások jellemző problémái: a magas beruházási- és működtetési költség, a bonyolult technológia és üzemeltetés, valamint az egyes technológiáknak a szennyvíz mennyiségi- és minőségi ingadozására való sokszor túlzott érzékenysége. A természetközeli szennyvíztisztítási eljárások (pl.: faültetvényes, épített vízinövényes stb.) esetében elmondható, hogy ezeknek a hátrányoknak egyike sem jellemző, amennyiben kellő körültekintéssel valósítják meg, illetve gondosan üzemeltetik azokat. Szükséges szem előtt tartani továbbá, hogy a szennyvízkezelés területén is egyre inkább bebizonyosodik: „műszakilag szinte minden megoldható, de nem mindegy, hogy mennyiért”. A ma még meglévő szakmai viták ellenére hazánk jelentős részén adott a szennyvíz természetes közegben és természetes úton való tisztításának, a víz és a növényi tápanyagok természeti körfolyamatokba történő visszajuttatásának lehetősége, mely különösen fontos az ökológiai rendszerek egyensúlyának fenntartása, valamint a „fenntartható fejlődés” elvének megvalósulása szempontjából is. Ellenőrző kérdések és feladatok Kérdések 1. Mi a hasonlóság és a különbség a mesterséges és a természetközeli szennyvíztisztításban? 2. Hol alkalmazhatók a természetközeli szennyvíztisztítási eljárások? 3. Melyek a legfontosabb jellemzői a természetközeli szennyvíztisztításnak? 4. Melyek az előnyei a természetközeli szennyvíztisztításnak? 5. Melyek a hátrányai a természetközeli szennyvíztisztításnak?


2. fejezet - A természetközeli szennyvíztisztítás jogszabályi háttere Bevezetés A lakosságtól származó szennyvíz által okozott környezetterhelés, a területi szennyező források ismerete elengedhetetlen az általuk okozott környezeti szennyezés fokozatos megszüntetéséhez. A szennyvizek megfelelő tisztítás nélküli befogadóba (vízbe vagy talajba) vezetése igen nagy terhelést jelenthet a környezet számára. A felszín alatti víz és a földtani közeg emberi eredetű szennyeződése a legtöbb esetben több éves folyamat során zajlik, ha a veszélyeztetés hosszú ideig fennáll. Jellemző, hogy a természetben, a szennyezőanyagok természetes úton való lebomlása csak a szennyező anyagok egy csoportjánál következik be számottevő mértékben, és csak egy bizonyos mértékben, illetve bizonyos koncentrációig. Ez teszi fontossá, hogy megfelelő kezelésseltisztítással beavatkozzunk, hogy minél hatékonyabban megakadályozzuk a felszín alatti vizek és a földtani közeg szennyeződését, a szennyeződések felszín közeli lebomlásával, a növényzet által történő tápanyagfelvétel biztosításával (növényi tápanyagra történő méterezés alapján), illetve a megfelelő műszaki védelem (dréncsöves összegyűjtés, vagy szigetelés) kialakításával. A természetközeli szennyvíztisztításhoz először a szennyvizeket össze kell gyűjteni. A szennyvizek összegyűjtése történhet közcsatornán, illetve egyedileg (zárt tárolókból) szippantással is. Ahhoz, hogy a természetközeli szennyvíztisztítás minél kisebb környezetterhelést jelentsen, a természetközeli szennyvíztisztítás esetén betartandó általános jogszabályi követelmények: • felszíni vizek; • felszín alatti vizek és a talaj védelmét szolgálják. Követelmények: • ismerje a felszíni vizek védelmét szolgáló legfontosabb jogszabályokat; • tanulja meg a felszín alatti vizekre vonatkozó legfontosabb jogszabályok legfontosabb célkitűzéseit; • tudja alkalmazni a talaj védelmét szolgáló jogszabályok előírásait. Felszíni vizek védelme Magyarországon jelenleg minden felszíni víz védettséget élvez. A vízszennyező anyagok kibocsátásaira vonatkozó határértékekről és alkalmazásuk egyes szabályairól szóló 28/2004. (XII. 25.) KvVM rendelet 2. számú melléklete szerint - szennyvízbevezetés szempontjából – összesen négy vízminőség-védelmi területi kategóriát különböztetünk meg: 1. kategória: A Balaton, valamint a vízgyűjtő területén lévő, közvetlenül bevezető befogadók, a települési szennyvíztisztítás szempontjából érzékeny felszíni vizek és vízgyűjtő területük kijelöléséről szóló 240/2000. (XII. 23.) Kormányrendelet szerint. 2. kategória: Egyéb védett területen lévő befogadók a 240/2000. (XII. 23.) Kormányrendelet szerint. Ide tartoznak a vízgyűjtőjükön lévő befogadókkal együtt a következő tavak, tározók és folyó-szakaszok: • Velencei-tó, • Fertő tó, • Tatai tó, • Duna 1620-1708 fkm közötti szakasza, a Ráckevei-Soroksári-Duna, • Szelidi-tó,


A természetközeli szennyvíztisztítás jogszabályi háttere • Duna 1450-1497 fkm közötti szakasza, • Komra-völgyi tározó, • Köszörű-völgyi tározó, • Lázbérci tározó, • Bódva és Hernád, • Keleti-főcsatorna 0-64 fkm közötti szakasza, • Maros hordalékúpon lévő befogadók, • Hasznosi tározó, • Csórréti tározó, • Hármas-Körös, Kettős-Körös, Sebes-Körös, Fekete-Körös és Fehér-Körös közvetlen terhelései, • Tisza 340-365 fkm közötti szakasza, az Alcsi, Szajoli, Fegyverneki, Tiszabői, Gólyi, Feketevárosi és a Tiszasülyi Holt-Tisza, valamint a Tisza-tó vízgyűjtő területe 3. kategória: Időszakos vízfolyás befogadók, azaz a 219/2004. (VII. 21.) Korm.rend. 3. §-ának 17. pontja szerint értelmezett minden olyan vízfolyás, amelynek medre időszakosan kiszárad. 4. kategória: Általánosan védett befogadók: minden a fenti 1., 2. és 3. kategóriába nem tartozó felszíni víz befogadó. A felszíni vizek érzékenysége tekintetében a települési szennyvíztisztítás szempontjából érzékeny felszíni vizek és vízgyűjtő területük kijelöléséről szóló 240/2000. (XII. 23.) Kormányrendelet intézkedik. Ennek alapján exlege kijelölt érzékeny területünk a Balaton, a Velencei tó és a Fertő tó, illetve azok vízgyűjtő területei. A 240/2000. (XII. 23.) Korm, r. 4. §.-a alapján az illetékes környezetvédelmi felügyelőség egyedi határozattal dönt az egyéb területek érzékennyé nyilvánításáról. Magyarországon a nagyobb felszíni vizek, a legtöbb vízminőségi jellemző (paraméter) tekintetében II., III. és IV. osztályú, azaz „jó”, „tűrhető” vagy „szennyezett” minőségű, mikrobiológiai állapotuk azonban ennél is rosszabb. A Nemzeti Környezetvédelmi Programban a felszíni vizek minőségével kapcsolatosan megfogalmazott célok: 1. Hosszú távú vízminőségi célkitűzések az egyes felszíni vizek esetében: • Duna: szerves mikroszennyezők és mikrobiológiai paraméterek szempontjából legalább III. osztályú legyen a vízminőség. • Tisza: legalább III. osztályú vízminőség. • Állóvizek: legalább II. osztályú vízminőség, maximum 75 mg/m3 klorofill koncentráció. • Minden felszíni víz: meg kell állítani a só- és toxikus anyag koncentráció növekedését. Öntözővíz-bázisok esetében csökkenteni kell ezen befogadók sótartalmát, a magas sótartalmú használt vizek és szennyvizek bevezetésének további korlátozásával. 2. A kiemelten védendő, tápanyagokra érzékeny vizek (tavak, tározók, holtágak időszakos vízfolyások, kisvízhozamú befogadók) nitrát- és foszforterhelését csökkenteni kell. 3. Hosszú távú cél, hogy az élővizekbe jutó szervesanyag-terhelés a jelenlegi szint 20%-a alá csökkenjen, a kibocsátott szennyvizek mennyiségének feltehető növekedése mellett is. A vízszennyező anyagok kibocsátásaira vonatkozó határértékekről és alkalmazásuk egyes szabályairól szóló 28/2004. (XII. 25.) KvVM rendelet 1. számú melléklete (technológiai határértékek) I. rész B) (2) pontja szerint:


A természetközeli szennyvíztisztítás jogszabályi háttere • a természetközeli szennyvíztisztító telepre csak elválasztott rendszerű (csapadékvíz-mentes), nem vákuumtechnológiával megvalósított csatornán vezethető szennyvíz; • a gyökérmezős, növényágyas szennyvíztisztító telepre települési folyékony hulladék csak mechanikai előtisztítást követően, előtisztított ipari szennyvíz csak a hatóság jóváhagyása alapján vezethető; • tilos iszapot mesterséges növényágyra helyezni; • a tisztított szennyvíz folyamatos fertőtlenítésére, illetve ezt a funkciót betöltő állandó beépítésű műtárgyra és/vagy berendezésre nincs szükség, de a telepen gondoskodni kell időszakos fertőtlenítési lehetőségről; • 600 LE feletti nagyságrendi kategóriáknál gazdasági számításokkal kell igazolni, hogy a természetközeli eljárás az adott helyen gazdaságosabb a művi tisztításnál (létesítési és 15 éves üzemeltetési költség együttes vizsgálatával). A nádágyas elhelyezés során a nádágy szűrőrétegét folyamatosan ellenőrizni, valamint szükség szerint (általában 6-8 évenként) cserélni kell, és a kikerülő anyag elhelyezéséről – hatósági engedély alapján – gondoskodni kell. A szűrőréteg cseréjekor ellenőrizni kell az ágy szigetelésének minőségét – amennyiben a hatóság azt előírta – és az esetleges hibákat meg kell szüntetni; Természetközeli szennyvíztisztító a rendelet hatálybalépése után az 1-es jelű vízminőségvédelmi területi kategóriában nem telepíthető, a 2-es jelű vízminőségi kategóriában, valamint a külön jogszabály szerinti nitrátérzékeny területeken csak a szakhatóság egyedi engedélye alapján építhető, ha ezáltal vízvédelmi érdek nem sérül. A 28/2004. (XII. 25.) KvVM rendelet 1. számú melléklete (technológiai határértékek) I. rész C) pontja szerint betartandó általános követelmények: • A kibocsátott tisztított szennyvíz mikrobiológiai minősége nem befolyásolhatja a befogadóba az ivóvízkivételre vagy fürdőzésre történő használathoz kötődő, külön jogszabályban meghatározott mikrobiológiai követelmények teljesülését. • A hatóság a kibocsátó kérelmére és kérelmének erre vonatkozó indoklása alapján határértéket %-os csökkentési hatásfokban is megállapíthat a beérkező szennyvíz minőségéhez viszonyítva, de csak abban az esetben, ha az alkalmazás feltételei (befolyó szennyvíz koncentráció mérése, az önellenőrzési, mérési rendszer részletezése stb.) egyértelműen meghatározhatók. Természetközeli szennyvíztisztítás esetén a technológiai határértékek csak a V. 1. és XI. 15. közötti időszakban vonatkoznak a szennyvíztisztító telepről származó szennyvízre. A XI. 15. és V. 1. közötti időszakban, új létesítmények esetén, a hatóság a befogadó védelme érdekében előírhatja a keletkező szennyvizek tározóban történő gyűjtését, megtilthatja a befogadóba való vezetését. Megjegyzés: • Az összes szervetlen nitrogénre, az összes nitrogénre és az ammónia-nitrogénre vonatkozóan a 2000 LE alatti települések esetében a november 15. és április 30. közötti kibocsátásra határérték nem vonatkozik. • A fent jelzett nitrogénformákra - időszakos vízfolyás esetén - a határérték a nem nitrát-érzékeny területeken érvényes határértékek kétszerese. • Települési szennyvíztisztító telepnél felmentés adható az összes só és a nátrium egyenérték határértékének teljesítése alól. Felszín alatti vizek és a talaj védelme A felszín alatti vizek védelméről szóló 219/2004. (VII. 25.) Kormány rendelet 7. § -a szerint: • Egy adott terület a felszín alatti víz állapotának érzékenysége szempontjából lehet fokozottan érzékeny, érzékeny és kevésbé érzékeny terület. • A felügyelőség egy adott területen egyedi érzékenységi besorolást is megállapíthat, a környezethasználó által – a 219/2004. (VII. 21.) Korm. rendelet 2. mellékletében megadott szempontok szerint – végzett lokális vizsgálat alapján. 1. Fokozottan érzékeny területek 10 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

A természetközeli szennyvíztisztítás jogszabályi háttere a. Üzemelő és távlati ivóvízbázisok, ásvány- és gyógyvízhasznosítást szolgáló vízkivételek – külön jogszabály szerint – kijelölt, illetve előzetesen lehatárolt belső-, külső- és jogerős vízjogi határozattal kijelölt hidrogeológiai védőterületei. b. Azok a karsztos területek, ahol a felszínen vagy 10 m-en belül a felszín alatt mészkő, dolomit, mész- és dolomitmárga képződmények találhatók. c. A vízgazdálkodásról szóló 1995. évi LVII. törvény szerint állami tulajdonban lévő felszíni állóvizek mederéltől számított 0,25 km széles parti sávja, külön jogszabály (A természetes fürdővizek minőségi követelményeiről, valamint a természetes fürdőhelyek kijelöléséről és üzemeltetéséről szóló 273/2001. (XII. 21.) Korm. rendelet) szerint regisztrált természetes fürdőhely esetében a mederéltől számított 0,251,0 km közötti övezete is. d. A Nemzetközi Jelentőségű Vadvizek jegyzékébe felvett területek, továbbá a külön jogszabály szerinti Natura 2000 vizes élőhelyei. 2. Érzékeny területek a. Azok a területek, ahol a csapadékból származó utánpótlódás sokévi átlagos értéke meghaladja a 20 mm/évet. b. Azok a felszín alatti víz állapota szempontjából fokozottan érzékeny területek közé nem tartozó területek, ahol a felszín alatt 100 m-en belül mészkő, dolomit, mész- és dolomitmárga képződmények találhatók. c. Azok a területek, ahol a porózus fő vízadó képződmény teteje a felszín alatt 100 m-en belül található. d. A vízgazdálkodásról szóló 1995. évi LVII. törvény szerint állami tulajdonban lévő felszíni állóvizek mederéltől számított 0,25-1,0 km közötti övezete. e. Az 1.d) pontban nem említett, külön jogszabály által kijelölt védett természeti területek. 3. Kevésbé érzékeny területek . Egyéb, az 1-2. pontokba nem tartozó területek Kiemelten érzékeny felszín alatti vízminőség-védelmi terület: az 1. Fokozottan érzékeny területek a) és b), továbbá a 2. Érzékeny területek b) pontja szerinti besorolású terület, melyek esetében fokozott gondossággal kell eljárni. A 219/2004. (VII. 21.) Kormányrendelet 10. §. 2. pontja szerint tilos a települési szennyvizet bevezetni: • közvetlenül a felszín alatti vízbe mindenhol (pl. a felhagyott ásott kutakba), • a fokozottan érzékeny területeken közvetetten a felszín alatti vízbe (pl. ellenőrizetlen, szakszerűtlen szikkasztással), beleértve az időszakos vízfolyásba történő bevezetést is. Az előzőek alapján a természetközeli szennyvíztisztítási technológiák közül csak azokat lehet fokozottan érzékeny területeken alkalmazni, amelyek szigeteltek (pl. tavas, épített vízinövényes), és a műszaki védelem garantáltan megakadályozza a talaj és a felszín alatti víz minőségének romlását vagy elszennyeződését. A 219/2004. (VII. 25.) Korm. rendelet 9. §. és 10. §-a szerint továbbá: A tevékenység • nem okozhatja az igénybevételi (Mi) határérték túllépését, • nem vezethet a felszín alatti víztest kémiai és fizikai állapotromlásához, beleértve a káros víz(nyomás)szint (a továbbiakban: vízszint) emelkedését, • végzése során szennyezőanyag, illetve lebomlása esetén ilyen anyagok keletkezéséhez vezető anyagok használata, illetve elhelyezése, csak műszaki védelemmel folytatható,


A természetközeli szennyvíztisztítás jogszabályi háttere • csak a felszín alatti víz, földtani közeg (B) szennyezettségi határértéknél kedvezőbb állapotának lehetőség szerinti megőrzésével végezhető. • A tevékenység nem eredményezhet kedvezőtlenebb állapotot, mint amit a felszín alatti víz, a földtani közeg (B) szennyezettségi határértéke, vagy az annál magasabb (Ab) bizonyított háttér-koncentráció, továbbá az (E) egyedi szennyezettségi határérték jellemez. • a földtani közeg és a felszín alatti víz szennyezéssel szembeni védelméhez szükséges határértékekről és a szennyezések méréséről 6/2009. (IV. 14.) KvVM–EüM–FVM együttes rendelet rendelkezik. A kommunális szennyvizek talajon történő elhelyezése szempontjából jellemző K2–es veszélyességű szennyező anyag a szulfát, a foszfát (PO43-), a nitrát és az ammónium, amelyek esetében, az előbbi sorrendben a „B” határérték: 250 mg/l, 500 µg/l, 25 mg/l és 500 µg/l. Tilos a 219/2004. (VII. 25.) Korm. rendelet 1. számú melléklete szerinti szennyezőanyagnak, illetve az ilyen anyagot tartalmazó, vagy lebomlásuk esetén ilyen anyag keletkezéséhez vezető anyagnak: • felszín alatti vízbe közvetlen bevezetése, • bevezetése minden olyan mesterséges tóba, amelyet földtani közeg kitermelésével és ezáltal a felszín alatti víz feltárásával hoztak létre, így különösen a bányatavakba, illetve jóléti tavakba, • a felszín alatti vizek állapota szempontjából fokozottan érzékeny területeken a felszín alatti vízbe történő közvetett bevezetése (beleértve az időszakos vízfolyásba történő bevezetési is). • Le kell szögezni, hogy a faültetvényes szennyvíz-tisztítás-elhelyezés esetén a mesterségesen kialakított bakhátas szűrőmező nem tekintendő földtani közegnek, mintegy 90 cm-es mélységig. Földtani közegnek a szűrőteret körülvevő természetes közeg számít, amely veszélyeztetésére vonatkozóan - a szűrőtér által védett - közvetett bevezetésről, illetve elhelyezésről van szó. A földtani közeg elszennyezése kiküszöbölésének ellenőrzéséhez monitoring kutak szükségesek, a szakhatóság egyedi előírásai szerint. • Időszakos vízfolyásba történő tisztított települési szennyvíz bevezetése esetén, a tevékenységre vonatkozó korlátok alól a felügyelőség felmentést adhat a külön jogszabályban (28/2004. (XII. 25.) KvVM. rendelet) az időszakos vízfolyásokra megállapított kategória határértékeinek megfelelően. Időszakos felszíni vízfolyás befogadó esetén Amennyiben az adott területen a felszíni vizek védelméről szóló 219/2004. (VII. 21.) Kormányrendelet előírásai alapján nem tilos a természetközeli szennyvíztisztítás alkalmazása, úgy a felszíni vizek védelmére vonatkozó 28/2004. (XII. 25.) KvVM rendelet 2. számú mellékletében az időszakos vízfolyásokra megadott kibocsátási határértékeket kell figyelembe venni. Azon paraméterek esetében, amelyekre vonatkozóan a jogszabály nem ad meg határértéket, eseti vizsgálatokat kell végezni és az eredményektől függően a környezetvédelmi felügyelőség dönt az engedély megadásáról. Ahol a 219/2004. (VII. 21.) Kormányrendelet előírásai alapján tilos a természetközeli szennyvíztisztítás alkalmazása, ott az időszakos felszíni vízfolyás befogadóként történő felhasználása is tilos. A nitrogén okozta környezet veszélyeztetés elkerülésére született meg, a vizek mezőgazdasági eredetű nitrátszennyezéssel szembeni védelméről szóló 27/2006. (II. 7.) Korm. rendeletet. A rendelet hatálya kiterjed, a felszín alatti vizek védelméről szóló 219/2004. (VII. 21.) Korm. rendelet hatálya alá tartozó tevékenységekre is. Az e rendelet szerinti vonatkozó előírásokat a környezetvédelmi hatóság az engedélyeiben, szakhatósági állásfoglalásaiban (határozataiban) rendeli el. A 27/2006. (II. 7.) Korm. rendelet definiálja a nitrátszennyezéssel szemben érzékeny vizeket és területeket, mely szerint „nitrátérzékeny”: • az a felszíni víz, amelyben • a nitrát tartalom az 50 mg/l értéket, ivóvíz célú használat esetén a 25 mg/l értéket meghaladja, • a nitrogén vegyületek hozzájárulhatnak az eutrofizáció kialakulásához


A természetközeli szennyvíztisztítás jogszabályi háttere • az a felszín alatti víz, amelynek nitrátszennyezettsége meghaladja a 6/2009. (IV. 14.) KvVM–EüM–FVM együttes rendeletben meghatározott határértéket. Ezeken kívül, figyelembe kell venni a vizek és a talaj jellemzőit és környezeti adottságait, illetve a nitrogén vegyületek viselkedését az adott környezetben. A vizek védelmére az országban egységes, összehangolt akcióprogramot hajtanak végre, mely négyéves ciklusokra tagolódik. Ennek része a „jó mezőgazdasági gyakorlat”-ra vonatkozó előírások érvényesítése, a nyilvántartási, adatszolgáltatási, adatfeldolgozási feladatok teljesítése, a hatósági ellenőrzés, monitoring feladatok ellátása. Ezek alapján a területek „nitrátérzékeny” besorolását négyévente felülvizsgálják, és az eredményekről az Európai Uniót is tájékoztatják. Vonatkozó jogszabályok Irányelv: • A települési szennyvíz kezeléséről szóló 91/271/EGK irányelv Törvény: • A környezetterhelési díjról szóló 2003. évi LXXXIX. törvény • A hulladékgazdálkodásról szóló 2000. évi XLIII. törvény • A vízgazdálkodásról szóló 1995. évi LVII. törvény • A környezet védelmének általános szabályairól szóló 1995. évi LIII. törvény Kormányrendelet: • Az országos településrendezési és építési követelményekről szóló 253/1997. (XII. 20.) Korm. rendelet • A vizek mezőgazdasági eredetű nitrátszennyezéssel szembeni védelméről szóló 27/2006. (II. 7.) Korm. rendelet • A környezeti hatásvizsgálati és az egységes környezethasználati engedélyezési eljárásról szóló 314/2005. (XII. 25.) Korm. rendelet • A vízgyűjtő-gazdálkodás egyes szabályairól szóló 221/2004. (VII. 21.) Korm. rendelet • A felszíni vizek minősége védelmének szabályairól szóló 220/2004. (V. 21.) Korm. rendelet • A felszín alatti vizek védelméről szóló 219/2004. (V. 21.) Korm. rendelet • A vizek hasznosítását, védelmét és kártételeinek elhárítását szolgáló tevékenységekre és létesítményekre vonatkozó általános szabályokról szóló 147/2010. (IV. 29.) Korm. rendelet • A Nemzeti Települési Szennyvízelvezetési és -tisztítási Megvalósítási Programmal szennyvízelvezetési agglomerációk lehatárolásáról szóló 26/2002 (II. 27.) Korm. rendelet

összefüggő

• A Nemzeti Települési Szennyvízelvezetési és –tisztítási megvalósítási Programról szóló 25/2002 (II. 27.) Korm. rendelet • A veszélyes hulladékkal kapcsolatos tevékenységek végzésének feltételeiről szóló 98/2001. (VI. 15.) Korm. rendelet • A szennyvizek és szennyvíziszapok mezőgazdasági felhasználásának és kezelésének szabályairól szóló 50/2001. (IV. 3.) Korm. rendelet • a földtani közeg és a felszín alatti víz szennyezéssel szembeni védelméhez szükséges határértékekről és a szennyezések méréséről szóló 6/2009. (IV. 14.) KvVM–EüM–FVM együttes rendelet


A természetközeli szennyvíztisztítás jogszabályi háttere • A települési szennyvíztisztítás szempontjából érzékeny felszíni vizek és vízgyűjtőterületük kijelöléséről szóló 240/2000. (XII. 23.) Korm. rendelet • A vízbázisok, a távlati vízbázisok, valamint az ivóvízellátást szolgáló vizilétesítmények védelméről szóló 123/1997. (VII. 18.) Korm. rendelet • A vízgazdálkodási hatósági jogkör gyakorlásáról szóló 72/1996. (V. 22.) Korm. rendelet Egyéb rendelet: • A használt és szennyvizek kibocsátásának ellenőrzésére vonatkozó részletes szabályokról szóló 27/2005. (XII. 6.) KvVM rendelet • A vízszennyező anyagok kibocsátásaira vonatkozó határértékekről és alkalmazásuk egyes szabályairól szóló 28/2004. (XII. 25.) KvVM rendelet • A felszín alatti víz állapota szempontjából érzékeny területeken lévő települések besorolásáról szóló 27/2004. (XII. 25.) KvVM rendelet • Az ivóvízkivételre használt vagy ivóvízbázisnak kijelölt felszíni víz, valamint a halak életfeltételeinek biztosítására kijelölt felszíni vizek szennyezettségi határértékeiről és azok ellenőrzéséről szóló 6/2002. (XI. 5.) KvVM rendelet • A vízjogi engedélyezési eljáráshoz szükséges kérelemről és mellékleteiről szóló 18/1996. (VI. 13.) KHVM rendelet Felhívom a tisztelt tanulók figyelmét arra, hogy kísérjék figyelemmel az esteleges jogszabályi változásokat, módosításokat, kiegészítéseket. Ezekről a kormányzati honlapok, valamint a közlönyök tájékoztatnak. Kérem, legyenek naprakészek! Összefoglalás A természetközeli szennyvíztisztítás megvalósítása csak a hatályos jogszabályok betartásával valósítható meg. Fontos szempont, hogy a tisztítással ne okozzunk környezetszennyezést! Minden esetben a felszín feletti és a felszín alatti vizek , valamint a talaj védelméről kell gondoskodnunk. Magyarországon jelenleg minden felszíni víz védettséget élvez. A vízszennyező anyagok kibocsátásaira vonatkozó határértékekről és alkalmazásuk egyes szabályairól szóló 28/2004. (XII. 25.) KvVM rendelet 2. számú melléklete szerint - szennyvízbevezetés szempontjából – összesen négy vízminőség-védelmi területi kategóriát különböztetünk meg. A felszíni vizek érzékenysége tekintetében a települési szennyvíztisztítás szempontjából érzékeny felszíni vizek és vízgyűjtő területük kijelöléséről szóló 240/2000. (XII. 23.) Kormányrendelet intézkedik. A felszín alatti vizek védelméről szóló 219/2004. (VII. 25.) Kormány rendelet szerint egy adott terület a felszín alatti víz állapotának érzékenysége szempontjából lehet fokozottan érzékeny, érzékeny és kevésbé érzékeny terület. A földtani közeg és a felszín alatti víz szennyezéssel szembeni védelméhez szükséges határértékekről és a szennyezések méréséről 6/2009. (IV. 14.) KvVM–EüM–FVM együttes rendelet rendelkezik. A nitrogén okozta környezet veszélyeztetés elkerülésére született meg, a vizek mezőgazdasági eredetű nitrátszennyezéssel szembeni védelméről szóló 27/2006. (II. 7.) Korm. rendeletet. Ellenőrző kérdések és feladatok Kérdések 1. Környezetünk milyen elemeit és azok mely részeit kell védenünk a természetközeli szennyvíztisztítás során? 2. Jellemezze a vízminőség-védelmi területi kategóriákat!


A természetközeli szennyvíztisztítás jogszabályi háttere 3. Ismertesse a felszín alatti víz állapotának érzékenysége szempontjából rangsorolt területeket és tulajdonságaikat! 4. A természetközeli szennyvíztisztítási technológiák közül melyeket lehet fokozottan érzékeny területeken alkalmazni? 5. Milyen a természetközeli szennyvíztisztítási technológiákat lehet alkalmazni fokozottan érzékeny területeken?


3. fejezet - A természetközeli rendszerek tisztítási hatékonysága Bevezetés A gyakorlatban alkalmazott szennyvíztisztítóktól alapvető elvárás, hogy a tisztított szennyvíz paraméterei megfeleljenek az előírásoknak, függetlenül attól, milyen technológiákat, eljárásokat alkalmaztak. Minden esetben a megadott tisztítási hatásfok elérése a cél. A hagyományos rendszerekhez hasonlóan a természetközeli szennyvíztisztító telepek tisztítási hatékonyságát is nagyban befolyásolja a tervezés, kivitelezés és üzemeltetés színvonala, minősége. Követelmények: • tanulja meg a szennyvizek nitrogén- és foszfortartalmának környezeti hatásait; • ismerje meg az algásodás környezetvédelmi és egészségügyi következményeit; • tanulja meg a lebegőanyagok, szerves szennyező anyagok, különböző nitrogén vegyületek, foszfor, nyomelemek, szerves mikroszennyezők és mikroorganizmusok természetben lejátszódó bomlási, ill. átalakulási folyamatainak elvét és gyakorlati megvalósulását. • tudja a talaj, mint természetes szennyvíztisztító működését; • ismerje meg a természetes szennyvíztisztítás közegészségügyi kérdéseit. Általánosságban az összes természetközeli szennyvíztisztítási technológia igen hatékony a szerves anyag eltávolításban és a fertőtlenítésben is. Ez utóbbi azért nagyon fontos, mert a hagyományos szennyvíztisztítás során általában fertőtleníteni szokták a tisztított szennyvizet, mielőtt a befogadóba beengedik. A tapasztalat azonban sokszor azt mutatja, hogy amennyiben a felhasznált fertőtlenítőanyag mennyisége kellő a fertőtlenítéshez, akkor káros hatással van a befogadó élővilágára, ha pedig olyan kis mennyiségben alkalmazzák a fertőtlenítőszert, hogy ne okozzon károkat a befogadóban, ilyen esetben viszont nincs meg a kívánt fertőtlenítő hatás. A megfelelően tervezett, létesített és üzemeltetett természetközeli szennyvíztisztító igen hatékony a patogén mikroorganizmusok eltávolításában, ezért alkalmazásuk esetén általában nincs szükség fertőtlenítésre. A növényi tápanyagok (nitrogén és foszfor) eltávolítási mértéke részben az alkalmazott természetközeli szennyvíztisztítási technológiától függ, részben az adott technológián belül az egyes típusoktól, illetve a tervezés, és nem utolsó sorban a gondos üzemeltetés minőségétől. A nyárfás rendszereknél jellemzően nagyon hatékony a tápanyagok eltávolítása, a tavas rendszereknél már változó lehet, az épített vízinövényes rendszereknél pedig különösen függ attól, hogy melyik típus került megvalósításra. A vízinövényes rendszerek közül a legkevésbé hatékonynak mondható az ún. vízszintes átfolyású gyökérzónás (gyökérmezős) rendszer, a leghatékonyabb pedig a lebegőhínáros, illetve - a mocsári növényes rendszerek közé tartozó - ún. átszivárgásos rendszer. A szén környezeti hatásai, körforgása A szennyvíz legnagyobb mennyiségben szerves és kisebb mennyiségben szervetlen vegyületeket tartalmaz. A szerves vegyületek egy része természetes eredetű, ami megfelelő körülmények között biokémiai folyamatok útján lebomlik. A természetidegen vegyületek általában perzisztensek, így biológiailag nem bonthatók, ezért a természetközeli szennyvíztisztítás során nem, vagy csak kis mértékben távolíthatók el a rendszerből. A biogeokémiai elemciklusok közül a szénkörforgalom az, amely az ökoszisztémákon áthaladó energiaárammal a leginkább párhuzamba állítható. Ez annak a ténynek tulajdonítható, hogy az energia az élőkben mint „fixált szén” raktározódik. A szén a táplálkozási láncokba a fotoszintézis, ill. (kismértékben) a kemolitotrófok bioszintézise alkalmával csaknem teljes egészében szén-dioxid alakjában lép be. A szénciklus alapjában véve egyszerű: a szén, mint fixált szén szerves kötésben halad a táplálkozási láncokon át, és az energiafelszabadító 16 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

A természetközeli rendszerek tisztítási hatékonysága folyamatok során a biológiai rendszerekből a légkörbe mint szén-dioxid távozik. A légkörből a szén-dioxidot azután újra a növények veszik majd fel. Ha a bomlás aerob módon megy végbe szén-dioxid lesz belőle. Amennyiben a bomlás anaerob úton történik, a szén egy része metánná redukálódik, majd abiotikus reakciók után szintén szén-dioxiddá alakul át. A kagylók bikarbonátból vagy karbonátból vízben oldott kalciummal, kalcium-karbonátot állítanak elő, mely az állatok pusztulása után vagy oldatba megy át, vagy kiülepedik az iszapban. A szervetlen szén-dioxid bekapcsolódása a szerves világ életfolyamataiba, annak redukciójával történik, amit egyes mikroorganizmusok és növények vagy fotoszintézis, vagy más kémiai reakciók segítségével végeznek. A természetes vízi életközösségek legfontosabb szén-dioxid termelői a planktonok, algák és a vízi növények. Az élőgépes szennyvíztisztítási technológia sajátosságaiból kifolyólag ezt a munkát kemo-autotrofikus mikroorganizmusok, illetve baktériumok végzik. A szennyvíztisztítók jó hatásfokú működéséhez szükséges, hogy megfelelő mennyiségben legyen jelen szén, ugyanis ez szükséges ahhoz, hogy a baktériumok le tudják bontani a nitrogén- és foszforvegyületeket. A szén körforgalmát a 4. ábra szemlélteti.

4. ábra. A szén körforgása A nitrogén és a foszfor környezeti hatásai A szennyvízből a darabos és szilárd anyagok eltávolítása az ún. mechanikai előkezelés során fizikai módszerekkel (rácsszűrés, ülepítés, felúsztatás) történik, az oldott szerves anyagok eltávolítására pedig bonyolult biokémiai folyamatok és együtt élő mikroorganizmusok kiegyensúlyozott, lebomlást eredményező élettevékenysége révén kerül sor. A vízben lévő szennyezőanyagok valójában táplálékul szolgálnak a baktériumok és gombák számára. A tervezés során minden egyes esetben alapvetően szükséges annak mérlegelése is, hogy az egyes jellemző szennyező anyagok (például a szerves anyagok, a nitrogén, a foszfor), milyen mértékű eltávolítására van szükség az adott helyen, a választott befogadó védelme érdekében, mivel a tisztítás mértéke jelentősen befolyásolja a beruházási és üzemeltetési költségeket is. A kérdés megválaszolásához vizsgálni kell a helyi környezeti adottságokat, a környezeti elemek (felszíni- és felszín alatti vizek, talaj, levegő) érzékenységi fokozatát, a környezeti elemek terhelhetőségét, és mindezt a legfejlettebb tudományos ismeretek és széleskörű szakmai tapasztalatok alapján szükséges tenni. Többnyire köztudott, hogy a nitrogén és foszfor eltávolítása a szennyvízből a vízi és a vízparti élővilág, az állatok és a növények védelme miatt szükséges. Ezeken túl az embernek is személyes érdeke a vizek tisztaságának megőrzése, hogy biztosítani tudja a megélhetéséhez, egészségéhez szükséges tiszta ivó- és fürdővizet. Ennek megvalósításához a következő problémákkal is szembe kell nézni: • a „véletlen” és a szándékos szennyezések, valamint egyéb emberi mulasztások miatt - a vizek szennyezettsége folyamatosan növekszik;


A természetközeli rendszerek tisztítási hatékonysága • a legtisztább és többnyire legolcsóbb vízforrások már mind felhasználásra kerültek; • fokozatosan az egyre szennyezettebb vizeket is igénybe kell venni. A szennyezett víz hatásai, illetve a nitrogén (formák) veszélyei: • a szennyezés (pl. ammónia) az élővilágra nézve jelentős károsodást, sok esetben pusztulást jelent; • az ivóvízben lévő nitrát (és nitrit) különösen a csecsemőkre veszélyes, akár halálos is lehet; • szintén a nitrát (és nitrit) felnőtt embernek is okozhat egészségkárosodást, rendszeres és hosszú távú fogyasztás esetén; • a növényi tápanyagokkal, vagyis nitrogénnel és foszforral szennyezett felszíni vizek az algák túlzott elszaporodáshoz (vízvirágzáshoz) biztosíthatnak kedvező életteret. Az algásodás környezetvédelmi és egészségügyi következményei lehetnek: • időszakos oxigénhiány, és ennek következtében halpusztulás a felszíni vizekben, • az algák pusztulását követően a szerves anyag mennyiségének növekedésével gyorsabb lesz a felszíni vizek feliszapolódása, ezért (is) gyakoribb iszapeltávolításra lesz szükség, • nagymértékű algásodás következtében alga-toxinok (mérgek) kerülnek a vízbe, melyek a vízi állatok szervezetében akkumulálódnak. Ha az ember elfogyasztja ezeket az állatokat, illetve alga-toxint tartalmazó vízben fürdik, akkor előfordulhatnak krónikus mérgezések, illetve hosszú távú következmények: • közvetlen hatás: émelygés, fejfájás, láz, rosszullét, hányinger, hányás, hasmenés, bőrgyulladás, szemgyulladás, nehézlégzés, légzőrendszeri károsodás, gyomor- és bélhurut, májgyulladás; • közvetett hatás: a szennyvíztisztítás során a fertőtlenítésre használt klórnak és ózonnak, az algákkal sejtjeik építőanyagaival, valamint anyagcsere-termékeikkel - történő reakcióba lépése következtében trihalometánok (THM-ek) keletkeznek, amelyek köztudottan rákkeltő hatásúak, illetve a belső szervek, pl. máj károsodását okozzák; • hosszú távú hatás: biológiai változást okozó (mutagén), magzatkárosító (teratogén), rákkeltő (karcinogén) hatás. Az algásodás legjellemzőbb gazdasági következményei lehetnek: • az ivóvíztározókból gyakoribb iszapeltávolítás szükséges; • az ivóvíztisztítás során nagyobb vegyszermennyiség és hatékonyabb tisztítási technológia szükséges. Mind a kettő többletköltséget jelent, elsősorban a vízműveknek, és ennek következtében a vízfogyasztó emberek, a lakosság számára. A vizek mezőgazdasági eredetű nitrát szennyezéssel szembeni védelméről szól a 27/2006. (II. 7.) Korm. rendeletet. A 5. ábrán a nitrogén, a 6. ábrán pedig a foszfor természetbeli körforgása látható. Mindkét ábrán a piros nyilak mutatják az emberi tevékenység (köztük a szennyvíztisztítás) következtében a körforgásba jutó foszfor (P) és nitrogén (N) formákat. Lehetőség szerint csökkenteni kell ezen emissziós forrásokat, illetve a kibocsátott szennyezőanyagok mennyiségét.


A természetközeli rendszerek tisztítási hatékonysága

5. ábra. A környezetben végbemenő nitrogén körforgás

6. ábra. A környezetben végbemenő foszfor körforgás

Szennyezőanyagok eltávolítása A szennyvíz természetközeli eljárásokkal történő tisztítását a természetes fizikai, kémiai és biológiai folyamatok biztosítják, amelyek a talaj-víz-növény által alkotott ökoszisztémákban fordulnak elő. A természetes rendszerek 19 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

A természetközeli rendszerek tisztítási hatékonysága képesek arra, hogy - legalább egy bizonyos mértékig - eltávolítsák a szennyvíz szennyező anyagainak számító, szinte minden nagyobb és kisebb méretű alkotóelemet, amelyek a lebegőanyagok, a szerves anyagok, a nitrogén, a foszfor, a nyomelemek, a szerves mikro-vegyületek és egyes mikroorganizmusok. Lebegőanyagok Azoknál a rendszereknél, ahol a vízborítás, illetve az átfolyás jellemzően talajfelszín feletti – pl. nyíltfelszínű épített vízinövényes rendszereknél, tavas rendszereknél -, a szennyvíz szilárd lebegőanyag tartalma részben ülepedéssel kerül eltávolításra, amelyet még fokoz a nagyon kis sebességű vízmozgás, illetve a sekély vízmélység, részben pedig kiszűrődik az élő növényzeten, valamint a növényi hulladékokon való áthaladás során. További szilárdanyag eltávolítás jelentkezik a talajfelületen való áthaladáskor. Azoknál a rendszereknél, ahol vízmozgás jellemzően talajfelszín alatti – pl. a nyárfás rendszerek szivárogtató árkainál és a gyökérzónás wetlandeknél -, a szennyvíz szilárd lebegőanyagai elsősorban a talajon vagy az alkalmazott kitöltő anyagon való áthaladáskor szűrődnek ki, de az ülepedés is jelentős lehet a szennyvíz kijuttatásakor. Mivel a szennyvíz szilárd anyagai hajlamosak arra, hogy akadályozzák, esetleg eltömjék a szivárogtató szűrő felületet, ezeket a rendszereket úgy kell tervezni és üzemeltetni, hogy a szivárgási kapacitás veszteségük a lehető legkisebb legyen. Szerves szennyező anyagok A szennyvíz bomló képes szervesanyagai, akár oldott állapotúak, akár szilárd lebegő anyagként vannak jelen, mikrobiológiai lebomlás révén kerülnek eltávolításra. A szervesanyag lebontást végző mikroszervezetek jellemzően a talajszemcsék, a növényzet és a növényi hulladékok felületén nyálkás biofilmként helyezkednek el. A természetközeli rendszereket általában oly módon tervezik és üzemeltetik, hogy az aerob környezet (az oxigén jelenléte) biztosított legyen, azaz hogy zömében aerob mikroorganizmusok végezzék a lebontást. Ugyanis az aerob lebomlás sokkal gyorsabb és teljesebb, mint az anaerob (oxigén nélküli), és ezért az anaerob lebomlással járó kellemetlen bűzhatások is elkerülhetők. Egyetlen kivételes esetben nem alkalmaznak aerob rendszereket, amikor a nitrogén maximális eltávolítását tervezik a denitrifikációs folyamatok révén. Ilyen esetekben periódikusan anoxikus (oxigénhiányos) körülményeket kell kialakítani a rendszerben a denitrifikáció fokozása érdekében. A természetes rendszerek aerob szervesanyag lebontási kapacitása korlátozott, mivel az ilyen rendszerek nagyrészt az atmoszférából veszik fel az oxigént. Ezért ezeket a rendszereket úgy kell méretezni, hogy a kijuttatott szervesanyag (BOI terhelési intenzitás) biokémiai oxigénigénye kisebb legyen, mint a rendszer becsült oxigén felvételi képessége. Nitrogén (N) A nitrogén szerves vagy szervetlen formában fordul elő a vízben. A szervetlen formában előforduló nitrogén a redoxi viszonyoktól függően ammónia (anaerob viszonyok), vagy nitrát (aerob állapotban) alakjában található. A szennyvízből történő nitrogén eltávolítás mechanizmusa attól függ, hogy a nitrogén mely formája – a nitrát, az ammónia vagy a szerves nitrogén – vesz részt a folyamatban. Szerves nitrogén A szerves nitrogén, mint szilárd lebegőanyag található a szennyvízben, amelyet ülepítéssel vagy szűréssel lehet eltávolítani. A szilárd fázisú szerves nitrogén beépülhet közvetlenül a szilárd humuszba. Némely szerves nitrogén hidrolizálódik oldott aminósavvá, amely tovább aprózódhat ammónium iont (NH 4+) eredményezve. Ammónia-nitrogén Az oldott ammónia kikerülhet közvetlenül a levegőbe, párolgással, gázként. Ez az eltávolítási mód viszonylag csekély mértékű (kevesebb, mint 10%), kivéve a stabilizáló tavakat, ahol a hosszú tartózkodási idő és a nagy pH ingadozások együtt az ammónia jelentős párolgását idézik elő. A természetes rendszerek esetében a bemenő és az átalakult ammónia legnagyobb része ion-csere reakcióknak köszönhetően időszakosan hozzá tapad (adszorbeálódik) a talajszemcsékhez és az elektronikusan töltött szerves részecskékhez. Az adszorbeálódott ammóniát képesek felvenni a növényzet és a mikoorganizmusok, vagy átalakulhat nitrát-nitrogénné, aerob körülmények esetén, a biológiai nitrifikáció révén. Mivel a természetes rendszerek ammónia megkötő kapacitása véges, szükségszerű, hogy a nitrifikáció felszabadítson adszorbeálódott ammóniát és ily módon regenerálja az adszorbeáló helyeket. Ez a megkötő-felszabadító körfolyamat különösen fontos talajfelszín feletti


A természetközeli rendszerek tisztítási hatékonysága átfolyású rendszereknél, ahol az adszobció korlátozódik a talajfelszín lejtésével, illetve az adszorbciós kapacitás fokozottan limitált. Nitrát-nitrogén A nitrát-nitrogén, mivel negatív töltésű, az ioncserés adszorbciós reakciók nem kötik meg, hanem oldott állapotban marad és szállításra kerül a szivárgó vízzel. Ha a nitrát nem kerül eltávolításra vagy növényi felvétel révén, vagy denitrifikációval, át fog szűrődni vagy el fog szivárogni az alsóbb felszín alatti vizekbe. Azoknál a rendszereknél, ahol alapvetően jellemző a vízszivárgás, a nitrát közegészségügyi kockázatot jelenthet. Ezért ezeket a rendszereket úgy kell tervezni és üzemeltetni, hogy elérjék a szükséges nitrogén eltávolítási mértéket, a felszín alatti vizek védelme érdekében. A nitrátot felveheti a növényzet, de a felvétel csak az aktív növekedési periódus alatt fordul elő, a gyökér zóna szomszédságában. Ahhoz, hogy valódi nitrogén eltávolítást érjünk el a növények révén, a növényzetet le kell aratni és el kell távolítani a rendszerből. Ha a növényzet a rendszerben marad, a növényzetben lévő nitrogén recirkulálódik és újra belép a rendszerbe, mint szerves nitrogén. A növényzet általi felvétel és a learatás képezi az alapvető nitrogén eltávolítási mechanizmust a lassú (25 mm/h feletti) beszivárogtatáson alapuló rendszereknél, pl. a szennyvíz mezőgazdasági hasznosításánál. Biológiai denitrifikáció A nitrát szintén eltávolítható a biológiai denirtifikáció révén, amikor a gáz formájában keletkező nitrogénoxid és molekuláris nitrogén a levegőbe távozik. A biológiai denitrifikáció képezi a leggyakoribb nitrogén eltávolítási mechanizmust a gyors (5-50 mm/h) beszivárogtatásnál és a vízinövényes rendszereknél. A denitrifikációt a fakultatív baktériumok végzik, anoxikus (oxigénhiányos) környezeti feltételek mellett. Nem szükséges azonban, hogy a teljes rendszer anoxikus legyen ahhoz, hogy a denitrifikáció bekövetkezzen. A denitrifikációról ismert, hogy az az aerob helyek szomszédságában lévő anoxikus mikro-helyeken következik be. Mindemellett azonban ahhoz, hogy a legnagyobb mértékű denitrifikálási szintet elérjük, optimalizálni kell a denitrifikáció számára megfelelő körülményeket. Az anoxikus feltételek biztosításán túlmenően, a teljes denitrifikálási reakcióhoz szükséges egy bizonyos szén/nitrogén arány biztosítása is. A természetes rendszereknél a szén/nitrogén arány (a KOI és az összes nitrogént tekintve) legalább 2:1 legyen ahhoz, hogy a teljes denitrifikáció bekövetkezzék. Részben az elhaló növényzet széntartalma szolgálhat potenciális szén forrásként, különösen a vízinövényes rendszereknél, de a nagyterhelésű rendszereknél, mint a felszíni lefolyású vagy a gyors beszivárogtatású rendszereknél a szénforrást a kibocsátott szennyvíz kell, hogy tartalmazza. Ily módon maximális nitrogén eltávolítást nem lehet elérni ezeknél a természetes rendszereknél akkor, ha a második fokozatú tisztítás után vezetjük rájuk a szennyvizet, mivel ezek szén/nitrogén aránya jellemzően kisebb, mint 1:1. Foszfor (P) A természetes rendszereknél a legfontosabb foszfor eltávolítási folyamat a kémiai kicsapódás, valamint az adszorpció és bizonyos mértékig a növényzet általi felvétel. A foszfor, mely főként ortofoszfát formájában fordul elő, a talaj állományában található agyagásványokhoz, valamint bizonyos szerves talajszemcsékhez kötődik. A kalciummal (semleges és bázikus pH mellett), vassal és alumíniummal (savas pH esetén) történő kicsapódás kisebb arányban fordul elő, mint a megkötődés, de az is ugyanúgy lényeges. Az adszorbeálódott foszfor szilárdan kötődik és általában ellenáll a kimosódásnak. A talaj foszfor megkötő képessége szintén véges, azonban meglehetősen nagy, még a homoktalajoknál is. 88 évi üzemelés után, a Michigan állambeli Calumet város tisztítatlan szennyvizének gyors beszivárogtatású rendszerénél a talajvíz foszfor koncentrációja igen alacsony (kevesebb, mint 0.1-0.4 mg/l). A hosszútávú alkalmazás azonban előidézte, hogy a talajba oldódó foszfor mennyisége fokozódott, alapvetően a felszín 30 cm-es legfelső rétegében, jelezve a réteg foszforral való telítettségét. Egy természetes rendszerrel elérhető foszfor eltávolítás mértéke függ attól, hogy a szennyvíz milyen mértékben érintkezik a talaj állományával. Ily módon azok a rendszerek, melyek jellemzője a talajfelszín feletti vízborítás, mint a felszíni csörgedeztetés vagy a vízinövényes rendszerek, általában limitált képességgel bírnak a foszfor eltávolítás tekintetében. Nyomelemek


A természetközeli rendszerek tisztítási hatékonysága A nyomelemek (elsősorban fémek) eltávolítása főként szorpció (a fogalom magába foglalja a kicsapódás és a megkötődés jelenségét is) révén következik be, és kisebb mértékben bizonyos fémek esetében a növényi felvétel által is. A fémek visszamaradnak a talajban vagy a vízinövényes rendszerek üledékeiben. A legtöbb talaj és iszap visszatartási kapacitása, a legtöbb fém vonatkozásában általában igen nagy, különösen a 6,5 feletti pH tartományban. Alacsony pH és anaerob körülmények esetén némely fém sokkal oldhatóbb és oldatba megy át. A fémek eltávolítása igen eltérő az egyes rendszereknél, a befolyó koncentrációtól és a helyi körülményektől függően. A közölt fém eltávolítási hatásfok értékek a legtöbb fém esetében általában 80-95% közöttiek. Alacsonyabb eltávolítási hatásfok várható a felszíni vízborítású wetlandeknél és az úszónövényes vizes rendszereknél a kismértékű víz-talaj/iszap kontakt, illetve az iszap anaerob állapota miatt. Szerves mikroszennyezők A szerves mikroszennyezők szennyvízből történő eltávolítása elpárolgás és adszopció útján, valamint az azt követő biológiai- vagy fotokémiai bomlás következtében történik meg. Mikroorganizmusok A baktériumok és az élősködő szervezetek (protozoák és bélférgek) eltávolítási mechanizmusai a legtöbb természetes rendszernél általánosak, úgymint az elhalás, a kiszűrődés, leülepedés, befogás, ragadozás, sugárhatás, kiszáradás és megkötődés formájában. A vírusok csaknem kizárólagosan adszorpció és az azt követő elhalás következtében kerülnek eltávolításra. A lassú- és a gyors beszivárogtatású rendszerek, melyek közös jellemzője, hogy a szennyvíz áthalad a talajon, képesek arra, hogy teljes mértékben eltávolítsák a szennyvíz mikroorganizmusait. A lassú szivárogtatású rendszereknél, általában közepes és finom szerkezetű talajok esetében 1,5 m-es szivárgási úton belül el lehet érni a teljes eltávolítást. Ehhez a gyors beszivárogtatású rendszereknél hosszabb szivárogtatási távolság szükséges, a talaj vízáteresztő képessége és a hidraulikai terhelés függvényében. Minden egyéb természetes rendszer képes csökkenteni a szennyvíz mikroorganizmus tartalmát, eltérő nagyságrendben, de általánosságban elmondható, hogy ahol a rendszerből elfolyó vízre bakteriális határérték vonatkozik, nem kerülhető el a fertőtlenítés lehetőségének megteremtése. A talaj, mint természetes szennyvíztisztító Közismert, hogy a kertes (falusias) településeken a háztarásokban keletkező hulladékot (konyhai hulladékot, mosogatóvizet, mosdóvizet, fekáliát stb.) évszázadok óta a lakóház környezetében, a kertben vagy a szántón a földbe helyezik el. Tehát egyértelműen megállapítható, hogy a háztartási hulladék, ha nem tartalmaz a természetben elő nem forduló vegyületeket, nem természetidegen anyag, ezáltal lebomlik. A keletkező szennyvizeket megfelelő tisztítás után felszíni vízbe vagy a talajba lehet elhelyezni, ahol tovább tisztul. A továbbtisztítás (öntisztulás) folyamata a talajban lényegesen gyorsabb, mint a felszíni vízben. A talajba kerülő szennyvíz alkotóinak egy részét a talaj általában a növények útján hasznosítja, másrészt ártalmatlanítja az alábbiak szerint. • A víz jelentős részét felveszik a növények és saját testük építésére használják fel, vagy elpárologtatják. A hasznosításra nem kerülő víz a talajvízbe jut. Útközben a talajrétegen átszivárogva megtisztul. • A szerves anyagok (a BOI-val, illetve a KOI-val mérhetők) oxidálódnak a talajban, vagyis veszélytelen szervetlen anyagokká alakulnak át. • A nitrogénvegyületek a növények tápanyagai. Így azok jelentős részét a növények felveszik és saját testük építésére hasznosítják. A felhasználásra nem kerülő nitrogénvegyületek lebomlása megtörténik a talajban. A lebomlás közbenső és végterméke az ammónia és a nitrát veszélyes vízszennyező anyag. Ezért ezeknek az anyagoknak a felszíni vagy talajvízbe való jutását meg kell akadályozni. • Egyéb, nem kívánatos anyagokat (pl. nyomelemeket) is tartalmaz még a szennyvíz, amelyeket a talaj általában kiszűri és megköti. • Mosó- és mosogatószereknek az a csoportja, melyek a kereskedelmi forgalomban kaphatók, biológiailag bonthatók és sem a szennyvíztisztításra, sem a szikkasztásra káros hatással nincsenek. • A mosószerek egy másik csoportja az ún. „kemény” mosószerek biológiailag nehezen bonthatók, károsak a szennyvíztisztításra és a szikkasztásra egyaránt. Ezeknek a szereknek a forgalmazását a legtöbb európai országban, így hazánkban is jogszabályok tiltják.


A természetközeli rendszerek tisztítási hatékonysága • A baktériumokat a talaj kiszűri, melyek a talaj pórusainak a „fogságában” elpusztulnak (külföldi mérések szerint 30-60 cm vastag talajrétegen átszivárgó szennyvíz baktériumtartalma 99,9%-kal csökken). A vírusokat, mivel lényegesen kisebb szervezetek, a talaj kevésbé szűri ki A felsoroltakból könnyen belátható, hogy a talaj igen nagy hatású természetes szennyvíztisztító lehet, ha a természet szabta feltételeket biztosítjuk. A szivárgás és a szikkasztás közti különbség az, hogy a szivárgás esetén a szennyvíz csak kis mértékben tisztul meg, míg szikkasztás esetén a tisztulás mértéke igen nagy. Ennek oka az, hogy szikkasztás esetén a talaj szikkasztási felületén kialakul egy úgynevezett „biológiai hártya”. A biológiai hártya egy 2-3 mm vastag „kocsonyás” réteg, melyben óriási mennyiségű szennyvíztisztító baktérium található. A biológiai hártyán átszivárgó szennyvízből ez kiszűri a lebegő és oldott szennyező anyagokat és az így megtisztított víz jut tovább a talaj mélyebb rétegei felé. A biológiai hártyán kiszűrődött lebegő és oldott szennyező anyagok a hártyában élő baktériumok táplálékául szolgálnak, melyeket azok elfogyasztanak és zömmel szervetlen anyaggá alakítanak át (elhalt baktériumok lesznek). Ezek a talaj szerkezetébe beépülve gyakorlatilag már további szennyezést nem jelentenek. Szivárgás esetén a szennyvíztisztítást végző biológiai hártya nem tud kialakulni. Ez a magyarázata annak, hogy a tisztítás mértéke lényegesen kisebb, mint a szikkasztás esetén. Az előzőekből egyértelmű, hogy szikkasztással kell a szennyvizet a talajba elhelyezni és nem szivárogtatással. A nyárfás rendszereknél jellemzően nagyon hatékony a tápanyagok eltávolítása. Tudjuk, hogy vannak a természetben rekuperáló (visszanyerő) és dekomponáló (lebontó) szervezetek, melyek egyedei sokszor visszaszorult vagy visszahúzódott, látens állapotban ott vannak minden természetes ökoszisztémában. Életre hívásuk, „munkára fogásuk” nem csak lehetősége, hanem kötelessége is az embernek. Meg kell találni a módját a lebontó szervezetek aktívabb, célirányos felhasználásának, éppen az egyre szaporodó hulladék hasznos feldolgozásában. Ez a bolygatatlan ökoszisztémákban nem, vagy csak korlátozott mértékben sikerülhet, mert ezek terhelhetősége a számtalan befolyásoló tényező meghatározott keretek között tartja. De az ember által kialakíthatók olyan mesterséges ökológiai rendszerek, amelyek hulladék-feldolgozó képessége sokszorosan meghaladhatja a természetes rendszerekét. Ismerni kell és figyelembe venni az ökoszisztéma szerkezetét, a benne lezajló kölcsönhatások törvényszerűségeit, mert nem lehet egyoldalú beavatkozással elérni a célt. Ezek figyelmen kívül hagyása a szabályozó mechanizmus felmondja a szolgálatot, az ökoszisztéma szerkezete összeomlik, egyensúlya felborul: az ökoszisztéma elpusztítása következik be. A pusztulás lehet: talajerózió, víz- és légszennyezés, mérgezési tünetek, tömeges halpusztulás stb. Ilyenkor a káros változások okát kell megkeresni és ennek alapján a változásokat a helyes irányba terelni. Ez azonban jelentős emberi és anyagi ráfordítást igényel, sokkal kézenfekvőbb az ésszerű megelőzés, az ökológiai ismeretek felhasználásával. Az ökoszisztéma egyik sajátossága a tűrőképesség, amely a kedvezőtlen változásokat – bizonyos határokon belül – kompenzálni képes. Ha az emberi beavatkozás nem radikális, akkor az ökoszisztéma kiheveri azt, regenerálja önmagát. Akkor következik be környezetromlás, ha nem ismerjük a tűréshatárt, vagy túlbecsüljük azt, tevékenységünkkel az ökoszisztémát ezen a határon túl terheljük. Ennek elkerülése érdekében a termelés és a környezetkímélés szempontjait egyaránt érvényesítő ökológiai optimalizálásra kell törekedni. Közegészségügyi kérdések A talajon való szennyvíztisztítás közegészségügyi kérdéseinek körébe tartoznak: 1. a bakterológiai ágensek és a betegségek esetleges bekerülése a magasabb rendű biológiai fajokba, köztük az emberbe; 2. a kemikáliák, amelyek bekerülhetnek a talajvízbe és elfogyasztás esetén egészségügyi kockázatot képezhetnek, valamint 3. a takarmányok, amikor gabonafélék öntözését végzik az elfolyó szennyvízzel. Bakterológiai ágensek


A természetközeli rendszerek tisztítási hatékonysága A fertőző baktériumok és vírusok levegőben való szétszóródása, illetve a talajon és a talajban való túlélése, valamint az ott dolgozó munkásokra való hatása – különös figyelmet érdemel. Fontos leszögezni, hogy a szennyvízzel a földekre kijuttatott patogén szervezetek és az ezek által az állatokban, illetve az emberben esetleg kialakuló betegségek csak egy igen hosszú és összetett folyamat révén vezet járványhoz. Mindemellett a megelőző óvatossági intézkedéseket meg kell tenni az esetleges betegség terjesztés elkerülése érdekében. Ez különösen fontos, amikor tisztított szennyvíz szórófejes öntözése történik, a cseppfertőzés terjedhet a széllel. A megfigyelések alapján általánosságban elmondható, hogy a baktériumok széllel való terjedése fokozódik a levegő magasabb relatív páratartalmával, a nagyobb szélsebességgel, az alacsonyabb hőmérséklettel, valamint a csökkenő ultraviola sugárzással. Ahhoz, hogy minimalizáljuk a közegészségügyi kockázatot, illetve hogy megállapítsuk a szükséges védőtávolságot, minden egyes esetben külön-külön kell mérlegelni (1) az emberek helyszínre való bejutásának mértékét, (2) az öntözött terület méretét, (3) a védőzóna, a fásítás, a bokorültetés lehetőségét és (4) a jellemző időjárási viszonyokat. Az utaktól, a kerítésektől és az épületektől való tipikus távolság az USA-ban 15-60 m. Talajvízminőségi kérdések Az USA-ban azoknál az (elsősorban a lassú és gyors beszivárogtató) rendszereknél, ahol a szennyvíz egy része átszűrődhet a talajvízhez, mely tényleges vagy potenciális ivóvízbázisként szolgál, a tervezést és a működtetést úgy kell végezni, hogy a befogadó talajvíz minősége mindig jobb legyen a hatóság által az ivóvíz minőségére meghatározott határértékeknél. Mivel a nitrát a csecsemők methemoglobinémia (kék babák) betegségének az okozója, a nitrát-nitrogén határérték koncentrációját 10 mg/l-ben szabta meg a legfőbb ivóvizes jogszabály. A természetes rendszereknél előforduló nehézfémek nem jelentenek veszélyt a felszín alatti vizek tekintetében, mivel a nehézfémek rendszerint kiszűrődnek a talaj legfelső néhány 10 cm-es rétegében, a kémiai kicsapódás, illetve az adszorpció révén, még gyors beszivárgás és nagyobb hidraulikai terhelések esetén is. A hosszú ideje működő ún. szennyvízöntöző rendszereknél tett megfigyelések során azt találták, hogy nincs növekedés a talaj fém koncentrációjában, a normál mezőgazdasági területekhez viszonyítva. A baktériumok eltávolítása igen összetett folyamat, amikor a szennyvíz a finomszerkezetű talajon halad át, de igen erőteljes lehet a durva szemcsés homokos talajoknál, melyeket a gyors beszivárogtató rendszereknél alkalmaznak. A töredezett kövek vagy a mészkő üregek viszont a baktériumok több száz méterre történő eljutását is biztosíthatják. Ezt a helyzetet azonban el lehet kerülni a helyszín kiválasztásának megfelelő geológiai vizsgálataival. Nehézfémek akkumulációja A nehézfémeket a természetes rendszereknél alkalmazott talaj és üledék visszatartja, melyekből azokat a növények képesek felvenni. Közegészségügyi szempontból az elsődlegesen figyelembe veendő fém: a kadmium. A kadmium képes feldúsulni a növényekben, és elérni egy olyan szintet, amely már az emberre és az állatokra nézve toxikus, a növényre nézve azonban az ún. fitotoxikus koncentráció alatti. Ennek következtében a kadmium az egyik fő korlátozó elem a szennyvíziszap talajon való elhelyezésénél, a megengedett iszap-terhelés számítása szempontjából. Nehézfémek akkumulációja A nehézfémeket a természetes rendszereknél alkalmazott talaj és üledék visszatartja, melyekből azokat a növények képesek felvenni. Közegészségügyi szempontból az elsődlegesen figyelembe veendő fém: a kadmium. A kadmium képes feldúsulni a növényekben, és elérni egy olyan szintet, amely már az emberre és az állatokra nézve toxikus, a növényre nézve azonban az ún. fitotoxikus koncentráció alatti. Ennek következtében a kadmium az egyik fő korlátozó elem a szennyvíziszap talajon való elhelyezésénél, a megengedett iszap-terhelés számítása szempontjából. A szennyvíz talajon való elhelyezése esetén a kadmiumra nem kell különösebb figyelmet fordítani. Az ausztráliai Melburne 76 éven át üzemelő szennyvízelhelyező területének monitoring rendszerénél semmilyen kadmium akkumulációt nem tapasztaltak azokhoz a növényekhez képest, amelyeken nem történt szennyvízelhelyezés.


A természetközeli rendszerek tisztítási hatékonysága A többi potenciális szóba jöhető fém, vagy nem felvehető a növények számára (pl. az ólom), vagy a fitotoxikus (a növények tekintetében toxikus) koncentrációjuk sokkal alacsonyabb, mint az élelmiszerláncban kockázatot jelentő szint (pl. cink, ezüst és nikkel). A természetes szennyvíztisztító eljárások tervezési célja többféle lehet: BOI5, lebegőanyag, nitrogén, foszfor, vagy nehézfém eltávolítás, esetenként ezek valamilyen kombinációja. A tervezés a meghatározó tervezési paraméter (MTP) (Limiting Design Paraméter, LDP) koncepción alapszik. Az LDP (MTP) az a jellemző, ami meghatározza a terhelés függvényében azt a legnagyobb területet, ami a rendszer hatékony működéséhez szükséges. Az igénybe vett földterület pedig ezeknek az eljárásoknak legfontosabb költségeleme. A 2. táblázatban a különböző rendszerekre vonatkozó LDP-k (MTP-k) láthatók. A táblázat alapján megállapítható, hogy a különböző rendszerek esetében eltérő szempontok határozzák meg a szükséges területet. 2. táblázat. Meghatározó tervezési paraméterek (MTP=LDP) néhány természetes szennyvíztisztító telepre

A különböző technológiák üzemeltetési paraméterei a hidraulikus terhelés, a tartózkodási idő, a szervesanyagterhelés, a fajlagos felület, a befolyó és elfolyó víz minősége, valamint az eltávolítási hatásfok alapján hasonlíthatók össze. Ezekről paraméterekről a Szennyvíztisztítási technológiák I. kötetben már volt szó. A szennyvíz minőségét általában csak a fontosabb komponensekre vonatkozóan kell elemezni, ezek a következők: A különböző technológiák üzemeltetési paraméterei a hidraulikus terhelés, a tartózkodási idő, a szervesanyagterhelés, a fajlagos felület, a befolyó és elfolyó víz minősége, valamint az eltávolítási hatásfok alapján hasonlíthatók össze. Ezekről paraméterekről a Szennyvíztisztítási technológiák I. kötetben már volt szó. A szennyvíz minőségét általában csak a fontosabb komponensekre vonatkozóan kell elemezni, ezek a következők: BOI5: Biológiai oxigénigény (ötnapos); TSS: Lebegőanyag koncentráció; TN: Összes nitrogén koncentráció; TP: Összes foszfor koncentráció. Összefoglalás A természetes szennyvíztisztítás során ugyanazt a tisztítási hatásfokot kell elérni, mint a hagyományos többfokozatú eljárások során. Ahhoz, hogy ezt teljesíteni lehessen, több szempontot kell figyelembe venni: szennyvíz fizikai, kémiai paraméterei; mennyisége, alkalmazott technológia, talaj szerkezete, begogadó tulajdonságai, stb. A megfelelően tervezett, létesített és üzemeltetett természetközeli szennyvíztisztító igen hatékony a patogén mikroorganizmusok eltávolításában, ezért alkalmazásuk esetén általában nincs szükség fertőtlenítésre.


A természetközeli rendszerek tisztítási hatékonysága A növényi tápanyagok (nitrogén és foszfor) eltávolítási mértéke részben az alkalmazott természetközeli szennyvíztisztítási technológiától függ, részben az adott technológián belül az egyes típusoktól, illetve a tervezés, és nem utolsó sorban a gondos üzemeltetés minőségétől. Ellenőrző kérdések és feladatok Kérdések 1. Milyen környezeti hatásai vannak a nitrogénnek és a foszfornak? 2. Melyek az algásodás környezetvédelmi és egészségügyi következményei? 3. Milyen lehetőségek vannak a különböző szennyezőanyagok eltávolítására? 4. Miben nyilvánul meg a talaj természetes szennyvíztisztító hatása? 5. Milyen közegészségügyi hatásai vannak a természetes szennyvíztisztítási eljárásoknak?


4. fejezet - Természetközeli rendszerek a világ néhány országában Bevezetés A szennyvizek tisztítása, különösen a szennyvízszikkasztás világszerte ismert és általában elfogadott szennyvízelvezetési megoldás. Már az 1980-as években az az érdekes jelenség figyelhető meg, hogy míg a gazdaságilag közepesen fejlett országokban a szennyvíztisztítás, elhelyezés terén a költséges mesterséges folyamatok kerültek előtérbe, addig a fejlett országokban már elkezdték az egyszerű természetbarát eljárásokhoz való visszatérést. Érdemes megismerni a fejlett országokban teret nyert természetközeli módszerek megítélését. Követelmények: • ismerje meg a különböző országokban alkalmazott eljárásokat; • képes legyen felismerni azok előnyeit, hátrányait; • tudja adoptálni azokat a hazai viszonyokhoz. Természetközeli szennyvíztisztítás külföldön Ausztria A szikkasztó berendezések létesítését az ÖNORM B 2502 szabályozza. Eszerint csak biológiailag tisztított szennyvizet szabad a talajba juttatni és csak ott, ahol ez nem veszélyezteti az ivóvízbázisokat, illetve a terület vízháztartását, és nem okoz rézsűmozgásokat. Németország A kisberendezések alkalmazása igen elterjedt, különösen a kis laksűrűségű területeken, ahol a közcsatorna lényegesen költségesebb lenne. Ahol szikkasztásra alkalmas a talaj, ott elsősorban egyszerű oldómedencét alkalmaznak szikkasztóval. A tisztított szennyvíz befogadására alkalmas élővízfolyás környezetében előszeretettel alkalmazzák a teljesoxidációs rendszerű eleveniszapos szennyvíztisztító kisberendezéseket. A falusi települések szennyvizeinek mintegy 70%-át kisberendezésekbe helyezik el. Legelterjedtebb a 3 kamrás oldómedence, szikkasztó alagcső-hálózattal. Németországban a fakultatív szennyvíztavak nagy pufferkapacitásuknál fogva kiválóan megfelelnek a vidéki területek, szórványtelepülések, mezőgazdasági üzemek, farmergazdaságok szennyvíztisztítására (7. ábra).


Természetközeli rendszerek a világ néhány országában 7. ábra. Fakultatív szennyvíztó egy farmergazdaságban Ezt az eljárás alábbi előnyös tulajdonságai indokolják: • természetközeli, tájba illő kialakítás lehetősége; • alacsony beruházási és üzemeltetési költség; • nincs, vagy csak csekély gépészet; • egyszerű karbantartás; • az iszapkivétel csak egytől néhány évig terjedő gyakorisággal szükséges; • kedvező lejtési viszonyok esetén nincs energiafelhasználás. Franciaország A lakosság jelentős része (kb. 30%-a) él közcsatornával el nem látott területen. E területen a szennyvízelvezetésre többnyire a szikkasztást alkalmazzák. A szennyvíz előtisztítására egyszerű oldómedencét és kolloidfogót, az elszikkasztáshoz pedig szikkasztó alagcső-hálózatot alkalmaznak (8. ábra).

8. ábra. EPURBLOC márkanevű francia házi szennyvíztisztító berendezés működési sémája Svájc


Természetközeli rendszerek a világ néhány országában Svájc lakosságának 35%-a él közcsatornával el nem látott területen. Itt a szennyvizeket különböző berendezésekben helyezik el. A legelterjedtebb megoldás a bővített oldómedence utáni szikkasztás. Finnország A szikkasztás szintén elterjedt szennyvíztisztítási mód. Általában oldómedencét és iker szikkasztómezőt alkalmaznak. Svédország A szennyvízszikkasztás ismert és széles körben elterjedt megoldás. Szikkasztás előtt biológiai tisztítást alkalmaznak. USA A kisberendezések alkalmazása szintén elterjedt. 1980-ban a lakosság 30%-a élt ilyen berendezésekkel ellátott területen. A legelterjedtebb az egyszerű oldómedence, szikkasztó alagcső-hálózattal. A berendezések nagy választékban előregyártva kaphatók a kereskedelemben. Egyesült Királyság Az oldómedencék és a szikkasztás ismert, elterjedt szennyvíz elhelyezési megoldások szabványban (BS 6297) meghatározott módon. Szikkasztás előtt a szennyvízből általában a durva szennyeződést eltávolítják. Lengyelország A nem csatornázott területeken zárt szennyvízgyűjtőket és szikkasztást alkalmaznak. A hagyományos oldómedencék helyett újabban biológiai szennyvíztisztító kisberendezéseket kezdenek alkalmazni. Egyszerű oldómedence rajza látható a 9. ábrán.

9. ábra. Egyszerű oldómedence Az oldómedencés tisztítás és elvezetés egyik lehetséges megoldását mutatja a 10. ábra.


Természetközeli rendszerek a világ néhány országában

10. ábra. Oldómedencés tisztítás és a tisztított víz elvezetése élővízbe Az élőgépes biológiai szennyvíztisztítási technológia alapjait a ‘80-as évek végén és ‘90-es évek elején fejlesztették ki az Amerikai Egyesült Államokban és Nagy-Britanniában. A technológia a világon bármely település, illetve vállalat számára hatékony és esztétikus módszert jelent a szennyvíz megtisztításához. Az élőgép egy komplett vegyes, gép-élőlény ökoszisztémaként, egy összetett élő rendszerként fogható fel. A rendszert egy zárt közegbe helyezik el, ahová mesterséges úton juttatják be a rendszer fennmaradásához, életben maradásához szükséges tápanyagokat. Esetünkben ez az alap tápanyag a szennyvíz és a benne található szerves és szervetlen anyagok összessége. A kiépített ökoszisztéma fajgazdagsága révén egy teljes táplálék piramist (trofikus szinteket) feltételez, ahol a bekerült szennyvíz (táplálék) a biológiai résztvevők, biológiai szintek folyamán feldolgozásra, átalakításra kerül. Az egyes szinteken, egyre magasabb rendű (rendszertani) élőlények helyezkednek el, így alakítva ki egy tökéletes, mesterségesen létrehozott „természetes” ökoszisztémát. A Magyarországra tervezett szennyvíztisztítók tervezése a 90-es években kezdődött az USA-ban. A módszer kidolgozásánál kiemelt szempont volt a legújabb ökológiai ismeretek felhasználása, a biológiai sokféleség lehetőségeinek maximális kihasználásával (11. és 12. ábra).

11. ábra. Élőgép üvegház belülről


Természetközeli rendszerek a világ néhány országában

12. ábra. Élőgép üvegház kívülről Az első 1992-ben épült, és a kísérlet sikerét bizonyítja, hogy azóta már körülbelül 30 létesült szerte a világban (2005. évi adatok). Az ezt megelőző időkben is voltak már az Egyesült Államokban élőgép technológiával épült tisztítók. Ezek többségükben kommunális szennyvizet tisztítanak, pl. a South Burlington városi szennyvíztisztító, a Vermont autópálya-pihenőhely, a Darrow-iskola New Lebanon városában. A technológia korábban leginkább angolszász országokba jutott el, így további telepekkel az Egyesült Királyságban és Ausztráliában találkozhatunk. Az élőgépek élelmiszeripari referenciái között sör-, csokoládé- és állateledel gyárak telepei vannak. Videó: Háztartási szennyvízek egyedi kezelése Gyálaréti szennyvíztisztító Összefoglalás A kisberendezések elsősorban a szennyvízszikkasztók, világszerte ismert és alkalmazott megoldások. A gazdaságilag fejlett országokban is a lakosság 30-35%-a él olyan közcsatornával el nem látott területen, ahol a keletkező szennyvizek elhelyezésére kisberendezéseket, elsősorban szennyvízszikkasztókat alkalmaznak. Szikkasztás előtt a szennyvíz előtisztítására általában oldómedencét alkalmaznak, kivéve Ausztriát és Svédországot, ahol biológiai tisztítás az előírás. A szikkasztók védelmére elterjedten alkalmaznak különféle kolloidfogókat és szűrőket. Külföldön, a szakszerűen végzett tömeges szennyvízszikkasztás hatására környezeti ártalmat nem tapasztaltak. A 90-es évek elején fejlesztették ki az Amerikai Egyesült Államokban és Nagy-Britanniában az élőgépek biológiai szennyvíztisztítási technológiát. Ezeket nem csak kommunális, hanem élelmiszeripari szennyvizek tisztítására is alkalmazzák. Ellenőrző kérdések és feladatok Kérdések 1. Melyek a meghatározó természetközeli szennyvíztisztítási eljárások? 31 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Természetközeli rendszerek a világ néhány országában 2. Melyek az előnyös tulajdonságai a fakultatív szennyvíztavaknak? 3. Milyen településeken terjedtek el a kisberendezések? 4. Milyen területeken alkalmazhatók az élőgépes szennyvíztisztítási technológiák? 5. Milyen technológiai eljárások előzik meg a szikkasztást?


5. fejezet - A természetközeli szennyvíztisztítás lehetőségei és feltételei a magyarországi kistelepüléseken Bevezetés A nemzetközi kitekintés után vizsgáljuk meg mi a helyzet Magyarországon, és mik a lehetőségei, feltételei a természetközeli szennyvíztisztítás térhódításának. Egy felmérést végeztek a 2002-2004 közötti időszak hazai helyzetéről. A felmérések mintegy 122-126 db természetközeli szennyvíztisztító telep létezéséről számoltak be, melyek jelentős részét (15-50%-át) azonban – sajnálatos módon – abban az időben már nem használták szennyvíztisztításra. A kiépített telepek 63%-a nyárfás, 27%-a tavas, 10%-a pedig gyökérmezős rendszerű. A telepek 49%-a élelmiszeripari szennyvíz, 38%-a kommunális szennyvíz, 9%-a pedig hígtrágya kezelésére készült. A telepek mindössze 70%-a működött kielégítően és kiváló működést csupán kettő mutatott. Követelmények: • ismerje a hazai természetközeli szennyvíztisztítás helyzetét; • ismerje a kistelepülések jellemző problémáit; • tanulja meg 2000 lakosegyenérték alatti műszaki megoldásokat; • tudja a kistelepüléseken létesítendő szennyvíztisztítási eljárások tervezési alapjait. Magyarországi helyzetkép Magyarországon az elmúlt időkben a természetközeli szennyvíztisztítási eljárások közül leggyakrabban a faültetvényes (nyárfás) eljárást, valamint a mezőgazdasági szennyvíziszap elhelyezést alkalmazták. Nyárfás rendszereket jelenleg is létesítenek az ország néhány településén, de több helyen is célszerű lenne alkalmazásuk, a hatékony tisztítási képesség, valamint az alacsony beruházási és üzemeltetési költsége miatt. Tavas rendszerek szintén több helyen is találhatóak az országban. Megfelelő tervezés, létesítés és üzemeltetés esetén ezek is sok esetben hatékonyak a szennyvíztisztításban. Az utóbbi években megjelentek, sőt egyre több helyen valósultak meg hazánkban az épített vízinövényes rendszerek. Jelenleg főleg mocsári növényes rendszerek működnek, azok közül is leginkább csak a különböző gyökérmezős változatok, de néhány helyen már alkalmazzák az élőgépes megoldást is. A viszonylag magas arányú (30%-os) nem kielégítő működés okának túlnyomó többségben az üzemeltetésikarbantartási hiányosságokat, a túl- vagy alul-terheltséget, sőt az üzemeltető hiányát jelölték meg, de előfordult olyan eset is, hogy tervezési és kivitelezési hibákra volt visszavezethető a működési probléma. Általános tapasztalat, hogy a megfigyelő monitoring rendszereket nem építették ki megfelelően, és a nem tervezett, illegális települési folyékony hulladék beszállítás is veszélyezteti a működést. A keletkező szennyvizek mielőbbi ártalommentes elhelyezése az ország környezetvédelmi és településfejlesztési céljai között kiemelten fontos. Míg Magyarországon a települések közműves ivóvíz ellátottságának szintje megfelel az európai színvonalnak, a szennyvizek ártalommentes elhelyezése területén azonban jelentős a lemaradás. Nem csak hazai, hanem nemzetközi tapasztalat is, hogy a kistelepülések különleges gondokkal küzdenek a vízellátás és a szennyvízkezelés terén, amelynek fő okai általában: • a gazdasági háttér hiánya; • a lakosság fizetőképességének hiánya (szociális háttér); 33 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

A természetközeli szennyvíztisztítás lehetőségei és feltételei a magyarországi kistelepüléseken • megfelelő ismeretek hiánya. A kistelepülések jellemző problémái • Hagyományos szennyvíztisztítás esetén magasak a fajlagos beruházási és üzemeltetési költségek. • Korlátozottak a megvalósításra felhasználható pénzeszközök. • A környezetvédelmi problémák megoldásában (és finanszírozásában) elsőbbséget élveznek a nagyobb környezeti terhelést okozó nagy és közepes települések, ugyanakkor az esélyegyenlőség elve alapján a kistelepüléseken élők számára is biztosítani kell a komfortos lakáshoz jutást, a szennyvizek korszerű kezelésével és ártalommentes elhelyezésével (is). • Szakember- és tapasztalathiány a projektmenedzsment, pályázatírás, valamint a tervezés, kivitelezés, üzemeltetés, karbantartás területén. • Kistelepülések esetében is biztosítani kell a sok esetben szigorú szennyvíz-kibocsátási határértékeket, mivel az EU normák szerint meg kell őrizni, illetve javítani kell a kis vízfolyások vízminőségét is. • Az üzemeltetési és fenntartási kapacitás/képesség korlátozott. • Elhelyező terület tulajdonjoga és művelési ága esetenként nem rendezett. E meglévő problémák ismeretében olyan megoldásra van szükség, amely: • kielégíti a környezetvédelmi követelményeket; • költséghatékony; • illeszkedik a természetes környezetbe; • tartósan fenntartható; • stabil, megbízható üzemű. A kezelt, lehetőleg tisztított szennyvíz befogadója: • felszíni víz, vagy a • talaj. A szennyvíztisztítás technológiájának megválasztását és a tisztítás hatékonyságát vagy a felszíni vizek minőségére, vagy a felszín alatti vizek és a talaj minőségére vonatkozó jogi szabályozás alapján kell biztosítani. Fontos a határértékek ismerete, hogy a tisztítandó nyers szennyvízből a megadott szennyezőanyagok a határértékeknek megfelelően kerüljenek eltávolításra. Lehetséges műszaki megoldások a 2000 lakosegyenérték szennyezőanyag-terhelés alatti települések szennyvízkezelési programjának kialakításához: a. Gyűjtőrendszer és önálló művi szennyvíztisztító telep, a tisztított szennyvíz felszíni vízbe vezetésével A településenként kialakított önálló szennyvíztisztító telep gazdaságossága ott igazolható, ahol a regionális szennyvíztisztító telep elhelyezkedése a szennyvíz vezetéken történő szállítását gazdaságtalanná teszi. Ahol a programban nem szereplő települések szennyvízkezelésére valamely, már a programban szereplő regionális rendszerhez való csatlakozás látszik a leggazdaságosabb megoldásnak, ott célszerű megvárni a beruházással a program befejezését, amikor a regionális rendszerhez való csatlakozások támogatására várhatóan ismét lehetőség nyílik – legkorábban 2016. január 1-jétől. Önálló települési szennyvízkezelési megoldás kialakításához a befogadó kiválasztása a területen rendelkezésre álló felszíni vizek terhelhetőségének ismeretében, a területek érzékenységi besorolásának figyelembe vételével, a felügyelőségekkel való egyeztetésekkel történhet.


A természetközeli szennyvíztisztítás lehetőségei és feltételei a magyarországi kistelepüléseken b. Gyűjtőrendszer és művi szennyvíztisztító telep és a tisztított szennyvíz helyben tartása, természetközeli hasznosítással (pl. nyárfás öntözés) Önálló települési szennyvízkezelési megoldás kialakításához a befogadó kiválasztása a területen rendelkezésre álló talajok terhelhetőségének ismeretében, a területek érzékenységi besorolásának figyelembe vételével, a felügyelőségekkel való egyeztetésekkel történhet. c. Gyűjtőrendszer és természetközeli szennyvíztisztító telep, a tisztított szennyvíz felszíni vízbe vezetésével A természetközeli szennyvíztisztító rendszerek építése kisméretű, azaz néhány száz lakosú és szórvány települések esetén (600 LE alatt) egyértelműen javasolható. A természetközeli szennyvíztisztítási rendszerek a fenti mérethatáron belül összehasonlítva a hagyományos, művi szennyvíztisztító telepekkel 40-50%-kal kisebb beruházási költséggel építhetők meg. Üzemelési költség tekintetében azonban ezen túlmenően nagyságrenddel olcsóbbak lehetnek a természetközeli rendszerek, mivel ezek minimális villamosenergia felhasználással, vagy anélkül is üzemeltethetők. A tisztított szennyvizet ennél a műszaki megoldásnál felszíni vízbe engedik. d. Gyűjtőrendszer és természetközeli szennyvíztisztító telep, a tisztított szennyvíz elszikkasztásával, illetve helyben tartásával Önálló települési szennyvízkezelési és természetközeli szennyvíztisztítási megoldás kialakításához a befogadó kiválasztása a területen rendelkezésre álló talajok terhelhetőségének ismeretében, a területek érzékenységi besorolásának figyelembe vételével, valamint az illetékes felügyelőséggel való egyeztetést követően történhet. Kikerülhetetlen azonban a mechanikai előtisztítás (legtöbbször csak ülepítő) alkalmazása a talaj illetve a szűrőmező kolmatációjának lassítása érdekében. Az ülepített szennyvíz biológiai tisztítását a talaj és a talajbiológia végzi el. A tisztított szennyvíz ezután helyben hasznosítható. e. Közszolgáltatásba vont egyedi kisberendezések egy vagy 2-4 családonként, a tisztított szennyvíz felszíni vízbe történő vezetésével A közszolgáltatásba vont egyedi kisberendezések egy vagy 2-4 család szennyvizének megtisztítására alkalmasak. E terméktípus számos változata beszerezhető Magyarországon, viszont programszerű megvalósításra még nem volt példa. Az ilyen berendezések kialakítása sokat fejlődött az utóbbi időben, így ma már a legszigorúbb kibocsátási előírásoknak is meg tudnak felelni. A magasabb minőség természetesen beruházási és üzemelési költségtöbblettel is jár. Az egyedi kisberendezések elektromos áramot és szükség szerint vegyszert használnak fel a szennyvíz biológiai megtisztításához. Az alkalmazhatóság feltételeinek megteremtése között elsőként az ilyen berendezések szervízhálózatának és az intézményes üzemeltetésének kialakításáról kell gondoskodni. Bár a jelenlegi szolgáltatók képesek e feladat ellátására, a kisberendezések számának növekedése és a szolgáltatás iránti igény bővülése esetén, hosszú távon új típusú, erre specializálódott üzemeltetői szektor létrejötte szükséges. A tisztított szennyvizet felszíni víz befogadóba történő bevezetéssel helyezik el, ahol arra van lehetőség. Ebben az esetben a befogadó érzékenysége, terhelhetősége külön vizsgálatot igényel a környezetvédelmi érdekek figyelembe vétele mellett. f. Közszolgáltatásba vont egyedi kisberendezések egy vagy 2-4 családonként, a tisztított szennyvíz helyben tartásával, hasznosításával Az egy vagy 2-4 család szennyvizének megtisztítására alkalmas egyedi kisberendezések felszín alatti vízbe történő tisztított szennyvíz elhelyezése esetében is teljesülnie kell az e) pont szerinti üzemeltetésre vonatkozó követelményeknek. A szikkasztás csak olyan területen lehetséges, ahol azt jogszabály nem tiltja. A védőtávolságok nagymértékben függnek a helyi adottságoktól, így annak tényleges mértéke a tervezés részét kell képeznie. g. Egyedi zárt szennyvíztárolók létesítése, az összegyűjtött szennyvíz művi szennyvíztisztító telepen, vagy természetközeli szennyvíztisztító telepre történő szállításával Az egyedi zárt szennyvíztárolók létesítése, az összegyűjtött szennyvíz művi szennyvíztisztító telepre vagy természetközeli szennyvíztisztító telepre történő szállításával. Létesítésük csak abban az esetben kívánatos, ha az egyedi kisberendezések létesítése, üzemeltetése gazdaságtalanabb, mint a szennyvíz tengelyen történő elszállítása, vagy ha környezetvédelmi indokok igénylik. Minden esetben biztosítani kell, hogy az elszállított települési folyékony hulladékot olyan szennyvíztisztító telepre szállítsák, ahol arra fogadó műtárgy és elegendő tisztítókapacitás áll rendelkezésre. 35 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

A természetközeli szennyvíztisztítás lehetőségei és feltételei a magyarországi kistelepüléseken

13. ábra. 2000 lakosegyenérték alatti települések szennyvíz-tisztítási megoldásának folyamatábrája A természetközeli szennyvíztisztítás alkalmazása előtt célszerű figyelembe venni az alábbi szempontokat: • A 2000 LE alatti a települések jelentős része csatornahálózat építésére jelenleg nem kötelezett (2015-ig). • Mielőbb meg kell oldani minden olyan 2000 LE–nél kisebb település szennyvízének ártalmatlanítását, amely sérülékeny ivóvízbázis környezetében van. • Olyan települések és településrészek esetében, amelyek gazdaságosan nem láthatók el szennyvízcsatornával, egyedi szennyvízkezelést, célszerűen a szakszerű egyedi szennyvíz-elhelyezést kell megvalósítani. A korszerű, ingatlanonként és természetes építőanyagokból kiépítendő kislétesítmények a szennyvízelvezető vízi közművel azonos életminőséget, komfortot biztosítanak a vízgazdálkodási, környezetvédelmi és közegészségügyi érdekek sérelme nélkül. • A gazdaságosan csatornázható, illetve a gazdaságosan nem csatornázható területek, településrészek lehatárolásához módszertani útmutató áll rendelkezésre a Nemzeti Települési Szennyvízelvezetési és tisztítási Megvalósítási Programmal összefüggő szennyvízelvezetési agglomerációk lehatárolásáról szóló 26/2002. (II. 27.) Korm. rendelet mellékletében. • A tisztított szennyvizeket lehetőség szerint újra kell használni, azaz helyben kell tartani, sok esetben mezőgazdasági területeken öntözővízként hasznosítani. A mezőgazdasági hasznosítás feltételeiről a Növényés Talajvédelmi Szolgálat (NTSZ) véleménye a mérvadó. A kistelepüléseken létesítendő szennyvíztisztítási eljárások tervezési alapjai A kistelepüléseken jellemző, lakosonként számítható fajlagos szennyvíz-mennyiségi, illetve a szennyezőanyagmennyiség terhelési értékeket, valamint a szennyvíz minőségét jellemző – általában a kis fajlagos vízfogyasztás miatt – magas szennyezőanyag koncentráció értékeket az alábbi 3. táblázat foglalja össze. A kis és közepes településeken keletkező szennyvíz mennyisége és minősége is jelentősen eltérő, melyet az alábbi tapasztalati értékek jól szemléltetnek. 3. táblázat. Jellemző szennyvíz- és szennyezőanyag mennyiségi/minőségi értékek Magyarországon (2002)



A jellemzők függenek: • lakosság életkörülményeitől, életstílusától, táplálkozási szokásaitól; • éghajlattól, időjárástól; • földrajzi elhelyezkedéstől; • a szennyvíz összegyűlési idejétől; • a szennyvíz összegyűjtési módjától (csatornázás különböző fajtái vagy egyedi szennyvízelhelyezés, szippantott szennyvíz). Alapvetően fontos a körülmények és a paraméterek minél pontosabb előzetes meghatározása méréssel, vagy műszaki becsléssel. Általános iránymutató lehet a 4. táblázat. 4. táblázat. A természetközeli és a mesterséges biológiai tisztító rendszerek összehasonlítása kistelepülések esetében



A kistelepülések legfontosabb alapvető jellemzője, hogy: • a fajlagos szennyvízmennyiség kicsi; • szennyvíz (napi és évszakos) ingadozásának gyakorisága, illetve mértéke lényegesen nagyobb, mint a nagy és a közepes településeknél; • kisebb a szennyvíztisztítási (hidraulikai- és szennyezőanyag lebontási-) kapacitás igény; • a bonyolultabb mesterséges technológiákhoz szükséges szakképzett tervezői és üzemeltetői hátteret a kistelepülések nehezebben biztosítják; • a mesterséges szennyvíztisztító telepek építése és üzemeltetése nagyobb fajlagos költségekkel jár. Minden kistelepülés esetében egyedileg kell mérlegelni, hogy: • mi legyen a befogadó (melyik felszíni víz vagy a talaj), továbbá • milyen elhelyezési mód, • melyik szennyvíztisztítási technológia, • milyen elvezető rendszer a legmegfelelőbb. Mindezek figyelembevételével a tervezésnél alapvető szempont a keletkezett szennyvíz mennyisége és minősége, valamint az adott technológiából adódó tisztítási hatásfokkal biztosíthatók-e a megadott határértékek (14. ábra). A leírtak alapján a természetközeli rendszerek alkalmazásának előnyei fokozódnak a települések: • méretének, azaz lakosszámának, • a keletkezendő szennyvíz mennyiségének csökkenésével.



14. ábra. A tervezés alapjai Összefoglalás A kistelepülések legmegfelelőbb szennyvízkezelési megoldásának kiválasztásához minden esetben részletes gazdaságossági, hatékonysági vizsgálatok szükségesek, melynek keretében figyelembe kell venni a beruházási, a későbbi üzemeltetési és fenntartási költségeket, illetve a lakosság díjfizető-képességét is. Mindig az adott helyzetben legjobbnak, leggazdaságosabbnak ítélt megoldásokat kell támogatni, mérlegelve ezek kombinált lehetőségét is. Ellenőrző kérdések és feladatok Kérdések 1. Melyek a jellemző természetközeli szennyvíztisztítási eljárások Magyarországon? 2. Melyek a kistelepülések jellemző problémái? 3. Milyen 2000 lakosegyenérték alatti műszaki megoldásokat ismer? 4. Milyen szempontokat célszerű figyelembe venni a természetközeli szennyvíztisztítás alkalmazása előtt? 5. Miket célszerű figyelembe venni a kistelepüléseken létesítendő szennyvíztisztítási eljárások tervezésénél?


II. rész - Természetközeli szennyvíztisztító rendszerek bemutatása Bevezetés Az 1. témakör tanulási egységei alapján már megismerhették a természetközeli szennyvíztisztítás általános alapelveit, a vonatkozó jogszabályokat, a kistelepülések szennyvíztisztítási lehetőségeit, a tervezés során mérlegelendő előnyöket és hátrányokat, valamint kitekintést nyerhettek egy 1980-as években készült nemzetközi felmérésre. E témakör tanulási egységei megismertetik Önökkel a természetközeli szennyvíztisztítás többféle csoportosítását, a leggyakrabban alkalmazott technológiák bemutatását, azok előnyeit és hátrányait. Követelmények: • tudja a tavas rendszerek felépítését, működési elvét, alkalmazási területeit; • ismerje meg a faültetvényes talajbiológiai rendszerek felépítését, működési elvét, alkalmazási területeit; • tanulja meg az épített vízinövényes rendszerek felépítését, működési elvét, alkalmazási területeit; • ismerje meg a kombinált természetközeli rendszerek felépítését, működési elvét, alkalmazási területeit;


6. fejezet - Természetközeli szennyvíztisztítási technológiák csoportosítása Bevezetés E tanulási egységben bemutatásra kerülnek a természetközeli szennyvíztisztítási technológiák csoportosítása. A definíció megfogalmazásában és csoportosításukban nincs teljes összhang a kutatók között, de abban megegyeznek, hogy az ökoszisztémák hordozói alapján két nagy csoportba lehet osztani azokat: vízben és talajon kialakult rendszerűek. Természetesen ezen belül további felosztások lehetnek. Követelmények: • ismerje meg a természetközeli szennyvíztisztítási technológiák csoportosítását, működésük elvi alapjait; • tanulja meg a szilárd hordozójú rendszerek típusait, tulajdonságait; • tudja a vizes rendszerek típusait, működésüket. Mint korábban már említésre kerültek a természetes szennyvíztisztítás előnyei: olcsó beruházás-igényű, külső (emberi) beavatkozás nélkül megy végbe természetes folyamatok révén a tisztítás, melyhez a tápanyagokat maga a szennyvíz szolgáltatja. A biológiai és kémiai tisztítás együttesen történhet stabilizációs tavakban, halastavi hasznosítás úján, növénytelepes tisztítás vízinövényekkel, mezőgazdasági hasznosítással egybekötve (öntözés, fás kultúrák öntözése). A természetes tisztítási eljárások minősítését, versenyképességüket egymással, és a hagyományos tisztítás technológiával szemben az alábbi fontosabb tényezők befolyásolják: • az eljárások üzemeltetési paraméterei (pl. hidraulikus terhelés, tartózkodási idő, szervesanyag-terhelés, fajlagos területigény, stb.); • az elfolyó víz minősége, eltávolítási hatásfok a fontosabb komponensek esetében; • az előzőekből következő beruházási, működési és fenntartási költségek, valamint a fajlagos tisztítási költség; • egyéb szempontok (esztétikai, közegészségügyi és környezetvédelmi, stb.). Természetközeli szennyvíztisztítás (természetes szennyvíztisztítás): olyan szennyvíztisztítási megoldás, melynek során a baktériumok lebontó tevékenységét és a növények tápanyagfelvételét, valamint a kialakuló komplex szárazföldi vagy vízi ökoszisztémát használják ki többletenergia, ill. vegyszer hozzáadása nélkül. Ezeket passzív technológiáknak is nevezik. Előnyei: • környezetbarát technológiák; • építési, működtetési és fenntartási költségük alacsony; • energiaigényük kicsi; • hatékony működtetésük különleges szakképzetséget nem igényel; • szélsőséges üzemelési körülmények között is képesek működni; • más célokra nem használható területeken is kialakíthatóak; • esztétikusak. Hátrányai: 41 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Természetközeli szennyvíztisztítási technológiák csoportosítása • nagy a területigényük (a hosszú tartózkodási idő miatt); • speciális követelmények (topográfia, talajtípus) merülhetnek fel; • előfordulhat a tisztítási hatásfok szezonális változása, ez nehézségeket okozhat az elfolyó paraméterekre vonatkozó vízminőségi előírások folyamatos betartásában; • beüzemelésük hosszú időt vehet igénybe (főként mesterséges lápok esetében); • az esetleges kivitelezési hibák sokáig rejtve maradhatnak. A hagyományos szennyvíztisztítási technológiák esetében a szerves anyagok lebontását baktérium szuszpenzió végzi, a szükséges oxigénmennyiséget levegőztetéssel viszik be a rendszerbe. Ez az energiaigényes intenzív szennyvíztisztítás teszi lehetővé a tartózkodási idő csökkentését, ezáltal a szükséges műtárgy térfogat és a beruházási költségek csökkentését is. A természetes tisztítási technológiákra a változatosság, sokszínűség jellemző. A különböző módszerek azonban lényegüket illetően sok tekintetben hasonlítanak egymáshoz. Ezekben a rendszerekben a szerves anyagok lebontását szintén baktériumok végzik, amik vagy a vízben szuszpendálva, vagy hordozón (talaj, homok, vízinövények gyökérzete) megtelepedve helyezkednek el. A szerves anyag oxidálásához szükséges oxigén diffúzióval, a makrofiták aerenchimájának aktív oxigéntranszportjával, vagy az algák fotoszintézise révén jut a rendszerbe. Ez az oxigén-utánpótlás azonban lassúbb folyamat a levegőztetésnél, ezért a természetes szennyvíztisztítókban nagyobb tartózkodási idő szükséges a megfelelő minőségű tisztított víz előállításához, ennél fogva helyigényük is nagyobb a hagyományos eljárásokénál. A természetes szennyvíztisztítóknak számos típusa van. Általában két csoportot szokás megkülönböztetni: • szilárd hordozó alapú rendszereket, és • víz alapú rendszereket. A szilárd hordozójú szennyvíztisztítási eljárások az alábbiak: • szennyvízszikkasztás; • szennyvízöntözés; • talajszűrés vagy homokszűrés; • rapid infiltráció; • gyökérzónás tisztítás. Ezeknél az eljárásoknál az üzemi vízszint a felszín alatt van, a tisztítást a hordozón megtelepedett baktériumok végzik. A különbség az eljárások között abból adódik, hogy a tisztításban makrofiták részt vesznek-e sem, illetve mekkora a megengedhető fajlagos terhelés. A vizes rendszereknek az alábbi típusok nevezhetők: • csörgedeztetéses rendszer; • stabilizációs tó; • lagúnás szennyvíztisztítás; • úszó vagy lebegő vízinövényes szennyvíztisztítás; • nádastó (természetes vagy mesterséges). Ezeknél a szennyvíztisztító típusoknál az üzemi vízszint a felszín alatt van. A szennyvíztisztításban aktívan részt vesznek vízinövények (algák vagy makrofiták).


Természetközeli szennyvíztisztítási technológiák csoportosítása Amint az látható, a két fő csoport között folyamatos az átmenet, a vízszint-emeléssel eljuthatunk a szilárd hordozójú eljárásoktól a vízalapú eljárásokig. A tisztított szennyvíz minőségének javítása érdekében a tiszta típusok helyett gyakran alkalmaznak kombinált rendszereket. A két típuscsoport között vannak hasonlóságok és különbségek a tisztítási mechanizmusok tekintetében is. A szerves anyagok lebontása (BOI5 eltávolítás) mindkét csoportban bakteriális tevékenység eredménye. A nitrogéneltávolításban legfontosabb folyamat a denitrifikáció, de egyes típusoknál az algák (stabilizációs tó) vagy a makrofiták (gyökérzónás tisztítás, nádastó, úszó vízinövényes tisztítás) nitrogén felvétele is figyelembe vehető. A foszforeltávolítás mechanizmusa hosszabb időléptékben az adszorpció illetve kemoszorpció, szezonálisan viszont a vízinövények foszforfelvétele is a fontosabb folyamatok közé sorolható. A két csoport közötti különbség a lebegőanyag eltávolításának mechanizmusa tekintetében éles. A szilárd hordozó alapú rendszerekben a szűrés a legfontosabb lebegőanyag eltávolítási folyamat, míg ugyanez a vizes alapú rendszerekben a kiülepedés. A természetes szennyvíztisztítási eljárások közül több megvalósítható szigetelt rendszerben is. A meder agyag vagy műanyag fólia szigetelése ugyan jelentős beruházási költségnövelő tényező, azonban általa megakadályozható a talajvíz szennyezése, ezáltal környezetvédelmi szempontból elfogadhatóbb tisztítási technológia valósítható meg. Egy lehetséges másik csoportosítást is ismertetek, néhány mondatban összefoglalva a főbb jellemzőket is. Szárazföldi rendszer: a szennyvizet talajra eresztik a szennyezőanyagok vízből történő eltávolítása érdekében. A bonthatóakat a talajmikroorganizmusok elbontják, a fémeket és a perzisztens szerves anyagokat a talaj és/vagy a gyökérzóna kiszűri. Lehetőségei: • lassú beszivárogtatás; • szennyvíz-öntözés; • gyors beszivárogtatás; • csörgedeztetés; • szikkasztás. Lassú beszivárogtatás: a szennyvíz növénnyel borított területen való elhelyezése. A tisztítás a víz talajon történő átszivárgása közben megy végbe (15. ábra).


Természetközeli szennyvíztisztítási technológiák csoportosítása

15. ábra. Szennyvíz elosztása lassú beszivárogtatásnál: felszíni, árkos, permetező technika Előnye az alkalmas talajok széles skálája, talajvíz visszapótlás. Hátrányai: • a többi szárazföldi módszernél nagyobb területigény (a kisebb terhelések miatt); • talajvízszennyezés veszélye Jellemzői: • hidraulikus terhelés 1-15 mm/nap; • szervesanyag-terhelés 50-500 kg/ha/nap; • nitrogénterhelés a növények szükségletétől függ; • elfolyó: BOI<2 mg/l, TSS<2 mg/l, TN<3 mg/l, TP<0,1 mg/l; • foszforeltávolítás fő mechanizmusa: adszorpció és kiülepedés; • víz területre vezetés technikája: felszíni, árkos vagy permetező. Szennyvízöntözés: fő cél a növényzet (valamilyen haszonnövény) vízzel és tápanyaggal való ellátása, a szennyvíztisztítás másodlagos. Előnyök: • alternatív vízforrás; • a tisztítási eljárás kombinálása a termeléssel; • a haszonnövények ellátása vízzel és tápanyaggal; • az adott terület mezőgazdasági értékének növelése;


Természetközeli szennyvíztisztítási technológiák csoportosítása • a műtrágya szükséglet csökkentése Hátrányok: • az öntözött növényekre mérgező hatású összetevők előzetes eltávolítása szükséges; • szigorú egészségügyi és környezeti szabályozások a lehetséges szennyeződésekre és mérgező összetevőkre. Gyors beszivárogtatás: a tisztítás mechanizmusa nagyjából megegyező a lassú beszivárogtatáséval. A szennyvíz mindkét rendszerben fizikai, kémiai és biológiai folyamatokban vesz részt a talajban. Előnyei: • más szárazföldi módszerekhez viszonyítva kis területigény; • hidegebb éghajlaton is alkalmazható; • talajvíz visszapótlás. Hátrányai: • nyitott rendszer Gyors beszivárogtatás jellemzői: • szennyvizet egy talajjal kitöltött földmedencébe engedik; • a szennyvíz a talajon való átszivárgás során tisztul meg; • talaj szemcseeloszlása fontos; • legjobb talajok a viszonylag durva textúrájúak (agyagos iszapok, iszapos homokok); • növényzet nincs - terhelés túl magas ahhoz, hogy a tápanyagfelvételnek jelentős hatása lehessen az eltávolításban; • rendszerint utótisztító, vagy mechanikailag előtisztított szennyvíz tisztítására használják; • 1-3 nap elárasztás, 5-10 nap száradás. Videó: Beszivárogtatás Csörgedeztetés: a szennyvíz egy megfelelő lejtésű, fűvel borított, teraszosított lejtőn folyik le. A tisztítási folyamatok a kiülepedés, a szűrés, az adszorpció valamint a mikrobiális átalakítás és lebontás (16. ábra).

16. ábra. Csörgedeztetés Előnyök: 45 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Természetközeli szennyvíztisztítási technológiák csoportosítása • a lassú beszivárogtatásnál kisebb területigény a magasabb hidraulikai terhelés miatt; • előtisztításként csak szűrés szükséges, Hátrányok: • megfelelő domborzati viszonyok szükségesek a kialakításához; • talajvízszennyezés veszélye. Szikkasztás: • három részből állnak: előülepítő, oxidációs medence, felszín alatti elosztó csőhálózat; • hidraulikus terhelésük 0,4-4,9 cm/nap; • szerves anyag, lebegőanyag és a foszfor eltávolítása közel 100%-os; • az ammónia teljes mértékben nitrifikálódik, az összes nitrogén eltávolítása kb. 40%; • ritkán lakott területeken megfelelő megoldás. Vízi rendszer: olyan szennyvíztisztítási mód, amelyben vízi növényeket és állatokat is használnak a tisztítás elérésére (17., 18. ábra). A lagúnák és tavak: egy vagy több nyílt vízfelszínű, szigetelt medencéből állnak. Miközben a szennyvíz átfolyik rajtuk, a szennyezőanyagokat mikroorganizmusok lebontják. A lagúnák és tavak lehetnek: • anaerob; • aerob; • levegőztetett; • úszónövényes. Anaerob lagúnák és tavak jellemzői: • átlagos mélység 2,5-5 m; tartózkodási idő 20-50 nap; • savképződés és anaerob bontás; • erősen terhelt ipari és mezőgazdasági szennyvizekre alkalmazhatók. Aerob lagúnák és tavak jellemzői: • sekélyek (30-60 cm), tartózkodási idő 2-6 nap; • oldott oxigén tartalom: algák fotoszintézise és a felszín átlevegőzése miatt.



17. ábra. Lagúna

18. ábra. Nádastó Levegőztetett lagúnák és tavak jellemzői: • mélysége 2-6 m, tartózkodási idő 3-10 nap; • mechanikai levegőztetés vagy diffúzió. Úszónövényes lagúnák és tavak jellemzői: • a szennyvizet olyan medencékbe vezetik, ahol szabadon úszó növények vannak a víz felszínén. A tisztítás fizikai, kémiai és biológiai folyamatok során történik, ezek a nitrifikáció, a denitrifikáció, az ammónia elpárologtatás, a növényi felvétel és a kiülepedés; • növények: békalencse, vízi jácint; • nyers szennyvíz és elsődleges kifolyó is tisztítható, vagy felhasználható másodlagos vagy akár harmadlagos tisztításra is.


Természetközeli szennyvíztisztítási technológiák csoportosítása Mesterséges lápok: olyan területek, ahol elegendő hosszú ideig van a vízszint a talaj felszínén, vagy a fölött ahhoz, hogy a talaj folyamatosan vízzel telített állapotban legyen és a területen vízi-mocsári növényzet fejlődhessen. Két változata ismeretes: • gyökérzónás: egy szigeteléssel ellátott medencéből vagy csatornából áll, amelyet porózus anyaggal töltenek ki. Ebben vízimocsári növényzet nő. A víz szintje megfelelő működés esetén a felszín alatt marad. Az áramlás iránya vízszintes, vagy függőleges lehet; • szabad felszínű az előzőhöz hasonlóan egy szigeteléssel ellátott medencéből vagy csatornából áll, amelynek talajában vízi-mocsári növényzet nő. A rendszeren kis mélységű víz folyik át, nyílt felszínnel. A gyökérzónás rendszerekben (nevezik nádágyas, gyökérmezős, talajszűrő árkos módszernek is): • a szennyvíz a rhizómákkal sűrűn átszőtt talajon történő átfolyás során tisztul meg; • a növényi tápanyagok eltávolítása növényi felvétel, talajszemcsékhez kötődés és biológiai folyamatok során megy végbe; • a szerves anyagok eltávolításában biológiai folyamatok vesznek részt; • lebegőanyagok eltávolítása szűréssel történik. Előnyök: • magas BOI és TSS eltávolítás;- szag és fertőzésveszély kicsi; • jó oxigénellátottság a növények által. Hátrányok: • lassan fejlődik ki a növényzet; • eltömődés veszély. Növények: nád, gyékény, sás. Szabad felszínű mesterséges láp Előnyei: • a szennyezőanyagok eltávolítása a talajhoz és a növényi hulladékhoz kötődés által; • a szennyezőanyagok mikroorganizmusok általi átalakítása és lebontása; • helyi anyagokból, vagy azok felhasználásával építhetőek; • tájba illeszkednek és teret nyújtanak az élővilágnakHátrányai: • hideg időben hatásfokcsökkenéssel kell számolni; • hosszú beüzemelési idő (míg a növényzet ki nem fejlődik, a hatásfok nem teljes). Egy másik csoportosítás a tisztításra felhasznált anyagi hordozók alapján történik, mely szerint a természetközeli szennyvíztisztítási technológiák a következőek: vizes rendszerűek: • csörgedeztetés (overland flow); • szennyvíztisztító tavak; • ülepítő (anaerob) tavak; 48 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Természetközeli szennyvíztisztítási technológiák csoportosítása • nem levegőztetett (fakultatív tavak); • levegőztetett (aerob) tavak; • utótisztító tavak; • úszó- vagy lebegőnövényes, élőgépes (Living mashines) szennyvíztisz-títás; • természetes vagy mesterséges nádastó (wetland). Szilárd hordozójú rendszerűek: • szikkasztás; • öntözés: mezőgazdasági területen, erdőn; • homok vagy talajszűrés; • gyors beszivárogtatás; • gyökérzónás/növényágyas szennyvíztisztítás. Általában a különböző kutatók/szerzők eltérő szemléletű csoportosítást alkalmaznak, de lényegében többékevésbé mindegyik szerepelteti a fenn felsoroltakat. Pl. Vermes L. a Hulladékgazdálkodás, hulladékhasznosítás című tankönyvében a hulladékhasznosító ökoszisztémákra fekteti a hangsúlyt. Megállapítja, hogy a témával foglalkozó szakemberek a „(…) szerves eredetű és összetételű hulladékok természetes elemekből álló, de mesterségesen irányított ökológiai rendszerekben való ártalmatlanítását és hasznosítását sürgetik (...)”. Megjegyzi, hogy a világ számos országában a témában folyó kutatások jelentős részének végső célja ilyen ökológiai rendszerek kialakítása és fejlesztése. Két nagy csoportot határoz meg: • a vízben (víz-növény-állat) és • a talajon/talajban (talaj-növény-állat) kialakult ökoszisztémák. 3 folyamatábrával lehet alátámasztani a fentieket (19., 20., 21. ábrák).

19. ábra. Szennyvíztisztítás, elhelyezés és hasznosítás vízi- és talajrendszerekben. Technológiai alapséma



20. ábra. Szennyvíztisztítás, elhelyezés és hasznosítás vízi- és talajrendszerekben. A változatok és kombinációk alapesetei

21. ábra. Szennyvíztisztítás, elhelyezés és hasznosítás vízi- és talajrendszerekben. A változatok és kombinációk alapesetei Más szerzők az alábbi csoportosítást használják, melyek egyben a Magyarországon alkalmazásra javasolt természetközeli szennyvíztisztító rendszerek (lsd.: 1. ábra): • tavas rendszerek; • faültetvényes talajbiológiai rendszerek; • épített vízinövényes rendszerek;


Természetközeli szennyvíztisztítási technológiák csoportosítása • a kombinált természetközeli rendszerek. A következő tanulási egységek részletesen tárgyalják ez utóbbi természetközeli szennyvíztisztító rendszereket, éppen azért, mert Magyarországon jelenleg ezek a technológiák találhatók meg. Összefoglalás A természetközeli szennyvíztisztítási típusokat összefoglalva így lehet csoportosítani: 1. Növényzet nélküli tavas rendszerek: a. tórendszer levegőztetés nélkül, b. tórendszer mesterséges levegőztetéssel. 2. Növényzetes tavas rendszerek (ún. épített wetland-ek) 3. Faültetvényes talajbiológiai tisztítás = Nyárfás szennyvízelhelyezés 4. Sorba kötött 2-3 féle természetes eljárás 1. Növényzet nélküli tavas rendszerek: vízben élő mikroszervezetek (gombák, baktériumok, algák) lebontó tevékenységének következtében fokozatosan végbemegy a szennyvíz szervesanyagainak lebontása, mineralizálása, stabilizálása. Alkalmazás: • kedvezően és gazdaságosan használhatók, ahol elegendő terület áll rendelkezésre és megfelelőek az éghajlati viszonyok is, • célszerű: telepre érkező vízmennyiség nagymértékű ingadozása várható (pl. üdülőterületek). Legkedvezőbbek: a sorbakötött tavas rendszerek, amelyek általában 3 lépcsőből állnak: anaerob tó, fakultatív tó és utótisztító aerob tó. 2. Növényzetes tavas rendszerek (ún. épített „constructed” wetland-ek) Fő jellemző: szigetelt rendszerek Típusai a növény élettere szerint csoportosíthatóak: • mocsári növényes, • lebegő hínáros, • hínáros. Mocsári növényes rendszerek a víz áramlási iránya szerint: • vízszintes áramlás, • függőleges áramlás, • mindkettő irányba történő áramlás. Mocsári növényes rendszerek a víztest elhelyezkedése szerint: • felszín feletti átfolyású, (SVF v. Free water surface system), • felszín alatti átfolyású, (FA-rendszer v. gyökérzónás ill. -mezős). • a kettő kombinációja, átszivárgásos.


Természetközeli szennyvíztisztítási technológiák csoportosítása A lebegőanyagok, szerves szennyező anyagok, különböző nitrogén vegyületek, foszfor, nyomelemek, szerves mikroszennyezők és mikroorganizmusok a természetben lejátszódó biológiai, kémiai és fizikai, ill. ezek együttes hatására bomlanak le, alakulnak át, épülnek be a növényekbe vagy kötődnek meg a rendszer különböző alkotóin. Ellenőrző kérdések és feladatok Kérdések 1. Csoportosítsa a természetközeli szennyvíztisztítási eljárásokat! 2. Mi jellemző a szárazföldi rendszerekre? 3. Mik a fő csoportjai és tulajdonságai a vízi rendszereknek? 4. Mik a mesterséges lápok és jellemző tulajdonságaik? 5. Milyen technológiákat ismer a vízi- és talajrendszerekben történő szennyvíztisztítás, elhelyezés és hasznosítás alkalmazása során?


7. fejezet - Tavas szennyvíztisztítás Bevezetés A tavas szennyvíztisztítás egyszerű és rugalmas eljárás, mely az oldott, az ülepíthető szennyező anyagok és a patogén szervezetek eltávolítására alkalmas. A mechanikai tisztítás után önállóan is használható, illetve utótisztítási folyamatok elvégzésére is alkalmas megoldás. Az irányítástechnológiai és a biotechnológiai ismeretek rohamos bővülésével világszerte újra elterjedőben van. Magyarországon ahol a klimatikus és ökológiai viszonyok is általában megfelelőek a mesterséges rendszerekkel azonos tisztítási hatékonyságot lehet elérni. Követelmények: • ismerje meg a tavas szennyvíztisztító rendszerek legfőbb jellemzőit; • tudja, mik az előnyei és hátrányai; • tanulja meg osztályozni a szennyvíztisztító tavakat; • ismerje a fő típusokat, azok felépítést, működését; • tanulja meg a tavas rendszerek kialakítását, • tudja a tavas rendszerek üzemeltetésének feltételeit. Tavas szennyvíztisztító rendszerek legfőbb jellemzői A tavak olyan egyszerű, sorba kapcsolt elemekből álló szennyvíztisztító rendszerek, ahol a vízben élő mikroszervezetek (gombák, baktériumok, algák) lebontó tevékenységének következtében fokozatosan végbemegy a szennyvíz szervesanyagainak lebontása, mineralizálása, stabilizálása. Legfőbb tulajdonságaik: • A tavas rendszerek kedvezően és gazdaságosan használhatók mindenhol, ahol elegendő terület áll rendelkezésre, és megfelelőek az éghajlati viszonyok is. • A szennyvíztisztító tavak első, második, valamint bizonyos mértékig harmadik tisztítási fokozatként egyaránt alkalmazhatóak, ez meghatározza a kialakításukat is. • Alkalmasak: • lebegőanyag eltávolítására, • oldott szerves anyagok jelentős csökkentésére, • patogén-, koliform baktériumok eltávolítására, • a nitrogén(Nö) és foszfor(Pö) mérsékelt eltávolítására. • Előnyösek, mert egyszerű és rugalmas eljárások. • A mesterséges rendszereknél rugalmasabban képesek alkalmazkodni a szennyvíz hidraulikai-, illetve a szerves anyag terhelés változásaira. • A tavas szennyvíztisztítást különösen ott célszerű alkalmazni, ahol az telepre az érkező vízmennyiség nagy mértékű ingadozása várható. • Általában több, egymást követő tóból álló tisztító rendszer szükséges. • Fontos, hogy a szennyvíztisztító tavakat mindig sorba kötve üzemeltessük. Előnyei


Tavas szennyvíztisztítás

• A patogén szervezetek eltávolítása jó hatásfokú, beruházási, üzemeltetési, fenntartási költségei alacsonyak, külső energiára (kivéve az aerob levegőztetett tavak) nincs szükség, idényszerű szennyvíztisztításra is alkalmas. • Hatékonysága azonos a hagyományos szennyvíztisztításéval, vagy meghaladja azt. • A jól tervezett tórendszer tág hidraulikai és nagy szervesanyag-terhelésű lehet anélkül, hogy ez az elfolyó tisztított szennyvíz minőségét befolyásolná. • Egyesített csatornarendszer esetén a záporvíztisztítás nem okoz gondot. • A tavas tisztítás természetes folyamatokon alapszik. • Mesterséges rendszereknél rugalmasabban képes alkalmazkodni a hidraulikai illetve szerves anyag terhelés változásaira. • Költséges berendezések nem szükségesek, iszapkezelési és elhelyezési probléma csekély. Hátrányai • Minden más szennyvíztisztítási eljárással szemben viszonylag nagy területet igényel. • Időszakos szagemisszió jelentkezhet. • A tisztítás bizonyos mértékig az éghajlati tényezőktől is függ. • Időszakonként nagymértékű algaszaporodást jelenthet, mely a befogadót szennyezheti. • A tisztított szennyvíz lebegőanyag koncentrációja időszakosan nagy lehet. • Esetenként nagy a párolgás okozta folyadékveszteség. A szennyvíztisztító tavak az alábbi szempontok alapján osztályozhatóak: • a bennük lejátszódó biológiai reakciók típusai; • a bevezetett szennyvizek minősége és terhelése; • a levegőztetés módja; • a túlfolyás (elfolyás) gyakorisága és tartóssága; • a tavak sorba vagy párhuzamosan kapcsolt volta; • a reakció mennyisége és típusa. A tavas szennyvíztisztítás az oxigénellátás, az előtisztítás módja, a tóbeli biológiai folyamatok és a szennyvízelvezetés módjai szerint is osztályozható (6. táblázat). 6. táblázat. A tavas szennyvíztisztítás általános osztályozása



A legalapvetőbb osztályozás a tó mélysége, az üzemeltetési állapotok (pl. levegőztetés), a szervesanyag-terhelés mértéke, és az uralkodó biokémiai reakciók alapján történik. Ennek megfelelően a fő típusok az alábbiak: • aerob tó, • anaerob tó, • fakultatív tó, • levegőztetett tó, • utótisztító tó Ezekből a tavakból a megfelelő minőségű szennyvíz-tisztításhoz mindig különböző kombinációs megoldásokra van szükség. A különféle szennyvíztavakból gyakran alakítanak ki különböző kombinált szennyvíztavas rendszereket, újabban szennyvizes halastavak és algás tavak is kapcsolódnak pl. aerob vagy fakultatív szennyvíztisztító tavakhoz. Aerob tó Az aerob tó olyan kis mélységű tó, általában 50-60 cm, de az 1 m-t nem haladja meg, melynek teljes mélységében az aerob lebontáshoz gyakorlatilag mindenkor elegendő oxigén áll rendelkezésre. Az oxigén a szennyvíz felszínén keresztül, a természetes felszíni diffúzió révén is pótlódik, ez azonban általában nem elegendő. Az igényelt többlet oxigént az algák termelik napfényes időszakban, ill. mechanikai felszíni levegőztető berendezések vagy a tófenékből kiinduló sűrített levegős rendszerek biztosítják. Az aerob tavakban általában a biológiai oxidáció és egyidejűleg az alga fotoszintézis (22. ábra) az uralkodó. A fény a tó fenekéig hatol, miáltal a teljes szennyvíztérben fotoszintézis megy végbe.



22. ábra. Algákban lejátszódó fotokémiai folyamatok az aerob tavas tisztítás során Az aerob szennyvíztisztító tó a recirkuláció nélküli eleven iszapos rendszerhez hasonló. A lebontó mikroszervezetek aerob és fakultatív baktériumok. Az aerob tó, minthogy benne valamennyi szilárd (lebegő) anyag szuszpendált állapotú, legmegfelelőbb elsősorban oldott szerves anyagokat tartalmazó szennyvíz biológiai tisztítására, ezért az aerob tavak az ülepített, az anaerob tavat elhagyó, vagy egyéb részlegesen tisztított szennyvizek tisztítására alkalmazható. Ennek megfelelően a nem levegőztetett aerob tóra kis tápanyag-mikroorganizmus arányok jellemzőek. A fotoszintézisen alapuló oxigéntermelődés ciklikus (23. ábra), a szennyvíz szerves anyagai először széndioxiddá és ammóniává, végül napfény jelenlétében egy vagy többsejtű algákká alakulnak. A napfényes órákban szabad oxigén termelődik, a szennyvíz túltelítetté válhat.

23. ábra. Az aerob tavas tisztítás algás fotoszintézisen alapuló energia termelése A sötét napszakban a fotoszintézis megszűnik, a respiráció azonban folytatódik, így szén-dioxid termelődik, miközben az oldott oxigén koncentrációja az algák és a heterotróf baktériumok együttes oldott oxigént hasznosító tevékenysége révén csökken. Aerob tó mesterséges levegőztetéssel A levegőztetett tó olyan átfolyásos levegőztetett rendszer, amelyben a lebegőanyag koncentráció a szennyvízminőségi mutatók, a tartózkodási idő, de leginkább a levegőztető berendezés által bevitt energia függvénye, amelynek értéke 5-15 W/m3 átlagosan. Sokszor túlterhelt fakultatív tavakból alakítják ki. Előnye a könnyű üzemeltetés, a nem levegőztetett tavaknál lényegesen kisebb helyigény. Tisztítási hatékonysága érzékeny a levegő hőmérsékletének változására. Utóülepítés csaknem mindig szükséges. A levegőztetett tavak lehetnek párhuzamosan vagy sorba kapcsoltak. 56 Created by XMLmind XSL-FO Converter.


Anaerob tó Az anaerob tó szervesanyag-terhelése olyan mértékű, hogy a tó mélységében oldott oxigén nincs. Az ilyen tó csak részleges szennyvíztisztítást biztosít, a szerves anyag lebontása azonban így is kedvező. BOI5 eltávolítási hatásfoka csak 25-30%, inkább csak lebegő szennyezőanyagok ülepítésére, annak lebontására szolgál. A tisztítás elsősorban a tófenékre ülepedett és ott akkumulálódott iszap aerob lebontásától függ. Célszerű 2 darabot párhuzamosan kapcsolni az időszakos iszapeltávolítás miatt. Az anaerob tó könnyen szagemissziót eredményezhet. Az anaerob tavakat elsősorban a tisztítórendszer első lépcsőjeként a nagy szerves anyag tartalmú (pl. élelmiszeriparú) szennyvizek előtisztítására célszerű alkalmazni, de számos esetben települési szennyvizek is anaerob tóban tisztulnak nagy szervesanyag-terhelés esetén. Az anaerob tavakban (és a fakultatív tavak anaerob rétegében) a szennyvíz szerves anyagai először savtermelő baktériumok közvetítésével (a savas erjedéshez legalább 6 nap szükséges) szén-dioxiddá, ammóniává, és szerves savakká alakulnak. Ezzel egyidejűleg a metántermelő baktériumcsoport a szerves savakat metángázzá alakítja. Mélysége minimálisan 2-3 m, hogy a térfogathoz viszonyítva a felszín kicsi legyen, így a hőveszteség csökkenthető. Fakultatív tó A fakultatív tó a leginkább alkalmazott tófajta, ennek oka, hogy nehéz a tó teljes mélységében és minden időben aerob vagy anaerob miliőt fenntartani. A tó felső része aerob, míg a fenék részen keletkezett iszapréteg anaerob tisztítást biztosít. Ennek megfelelően a tó felső részében az aerob folyamatok, míg a fenékrész közelében anaerob folyamatok dominálnak (24., 25. ábra). Az algák az aerob réteget táplálják oxigénnel, de éjjel széndioxidot termelnek. A fenéken lerakódott iszap anaerob bomlása közben metán, és más gázok keletkeznek. Ha az aerob réteget nem tarják fenn, akkor szagártalom keletkezik (limitált terhelés). A tó mélysége 1,2-1,8 m között változik.



24. ábra. A fakultatív tóban lejátszódó átalakítási folyamatok



25. ábra. Fakultatív tóban lejátszódó folyamatok A 3 napnál rövidebb hidraulikai tartózkodási idejű tó tisztítási hatékonysága az ülepítő medencével azonos jellegű és mértékű. Bizonyos mennyiségű algatömeg ekkor is jelen van a tóban, azonban ez a tisztítást számottevően nem befolyásolja. A 3-20 napos tartózkodási idő esetében erőteljes algaszaporodás jellemző, ez esetben az elfolyó szennyvízben nagy mennyiségű alga található. Hátrány az is, hogy az elfolyó szennyvíz szervesanyag-tartalma a befolyó szennyvíz szervesanyag-tartalmánál gyakran nagyobb lehet. Az elfolyó szennyvíz BOI5 koncentráció 20-60 mg/l, lebegőanyag koncentrációja 30-130 mg/l lehet. 20 napi tartózkodási idő után a fakultatív tóban az idő elegendő az algák fenékre ülepedéséhez is. Ez a helyzet olyan fakultatív tavakra jellemző, amelynek felső részében aerob, alsó részében pedig anaerob állapotok uralkodók. Az ilyen hosszú tartózkodású idejű tisztítás hatékony lebontást biztosít. A szabályozott elfolyású fakultatív tavak 180 napnál hosszabb tartózkodású idejűek, a szennyvizet az ilyen tavakból egyszer (ősszel), vagy kétszer (ősszel és tavasszal) vezetik el. A tavak leürítése ne legyen gyors, rendszerint 2 hét vagy ennél rövidebb időtartam és kb. 30 cm szennyvízmennyiséget hagyni kell a tóban. Az általános csoportosításban nem szerepel, de itt kell még megemlíteni a tavak egy speciális fajtáját, a halas tó rendszert is. A halas tavak már nem csak szennyvíztisztítók, hanem inkább szennyvízhasznosítók, amelyekben jelentősen csökkenthető a víz tápanyagtartalma (26. ábra).

26. ábra. Halas tavak alkalmazása • Alkalmas a biológiailag tisztított szennyvíz további tisztítására. • Utótisztításra is használják. • Csúcsterhelések esetén működő szennyvíztisztító telepek kiegészítőjeként is felhasználható. • A halastóban mérgező vagy lebomlást gátló anyagokat nem tartalmazó háztartási és mezőgazdasági szennyvizeket lehet jó hatásfokkal tisztítani.



• Olyan zárt rendszer, amelyben a szerves anyag lebontását a baktériumok oxigén jelenlétében végzik. • A tóban végbemegy a szerves anyag lebontása és a szervetlen növényi tápanyag visszatartása. • A szennyvízben levő tápanyag a tavi táplálékláncba kerül. • A szennyvíz-halastavakba általában pontyot (igen ellenállóképes halfajta) telepítenek, kevés csuka behelyezésével. • A tó nem tartalmaz patogén mikroorganizmusokat, ezért a halak alkalmasak emberi fogyasztásra. • A halhús-hozam 500 kg/ha körül mozog évente. • Ez a szennyvíztisztítási technológia április-október hónapok között alkalmazható, elsősorban ott, ahol a szennyvíz mennyisége ebben az időben ugrásszerűen megnő (pl.: üdülőterületek). • Lehalászás után a tófeneket kiszárítják, felszántják és meszezik. Télen üresen áll a tó. • A halastó felületének meghatározásakor legfeljebb 65 kg/ha/d felületi BOI5 terhelés figyelembevétele ajánlott. Rendszerint sok bennük a vízinövény, amelyek beépíthetnének jelentős mennyiségű nitrogént és foszfort is, ám ezt a halak anyagcseréje részben ellensúlyozza. Ezért azután a halastavak is csak részleges tisztításra alkalmasak, igényes befogadó esetén önmagukban még elégtelenek. A halak védelme végett legalább 4 g/m3 oldott oxigént kell fenntartani (adott esetben mesterséges oxigénbevitellel), az érkező szennyvizeket pedig 3-5szörös hígítással és csak 1,5-2 órás előülepítés után szabad bevezetni. Mivel a halastavakat ősszel le kell halászni, vizüket októberben leeresztik, a következő tenyészidő kezdetéig csak aerob tóként üzemeltetethetők. A 4 mg/l minimális oldott oxigénkoncentrációt oxigénháztartási vizsgálattal kell igazolni, ahol nem szabad figyelembe venni a növények által fejlesztett oxigénmennyiséget (fotoszintézist). Funkcionális elrendezés A csak tavakból álló tisztítórendszer lehet egy-, kettő-, három- és négy tavas kialakítású. A kialakítás módját a tisztítási hatás (tisztítással kapcsolatos igények) határozzák meg. A tó-egységek a funkcionális helyüknek megfelelően az I., a II. vagy a III. tisztítási fokozat szerepét töltik be. A tó (vagy tavak) az előtisztítás mértékétől függően az I. vagy a II. fokozatú szennyvíztisztító rendszer után is csatlakoztatható. Ilyen esetben a tavak szerepe a II. vagy a III. tisztítási fokozat megvalósítása. A legkedvezőbbek a sorba kötött tavas rendszerek, amelyek általában három lépcsőből állnak: 1. anaerob tó 3-5 m vízmélységgel; 2. fakultatív tó 1,2-1,8 m vízmélységgel; 3. utótisztító aerob tó 0,7-1,0 m vízmélységgel. A helymegtakarítás érdekében a fakultatív tó helyett mesterségesen levegőztetett tavakat is alkalmaznak. Önálló tavas rendszerek



A tavas rendszer kialakítása Általában négyszögletes tavak építése célszerű, melyek sarkait le kell kerekíteni. A töltést vízzáró talajból kell építeni, amelynek rézsűje legfeljebb 1:3-1:4 meredekségű legyen. A töltés vízszint feletti magassága, a tó nagyságától függően 0,5-1,0 m. Megfelelő vízzáró talaj hiánya esetén kemény PVC fólia vagy HDPE szigetelés kell! (Megfelelően vízzáró, ha a talaj „k” szivárgási tényezője ≤ 10 -7 m/s.) A biztonság érdekében, a fóliaszigetelés mindenhol ajánlott. A parti töltést füvesíteni kell. A hullámverés környezetében az erózió ellen még egyéb védelem (nádas, terméskő, kavics, beton) is szükséges. A tavas berendezést a településtől általában 800 m-re kell elhelyezni. Amennyiben ez nem biztosítható, csak aerob tó alkalmazható. A szúnyogtenyésztés megelőzésére 0,6 m-nél nagyobb mélység, legalább 1:3 meredekségű rézsű szükséges száras növényzet (biológiai partvédelem) nélkül.



A tó hosszúság-szélesség aránya 3:12:1 közötti, a hossztengelye pedig az uralkodó szélirányra lehetőleg merőleges legyen. A szennyvíz tóba vezetése előtt rácsot célszerű elhelyezni (27. ábra).

27. ábra. Víz be-és kivezetési megoldások stabilizációs tavaknál A tóból való kifolyást szabályozó műtárgyat úgy kell kialakítani, hogy lehetővé tegye: • a mélység szükség szerinti (évszakonkénti) változtatását; • a vízkibocsátás tófelszín alatti megvalósítását; • a tó leüríthetőségét (tisztítás céljából). A központi elhelyezésű bevezetést olyan tavaknál alkalmazzák, amelyekből a víz nagy része párolgás és elszivárgás formájában távozik. Oldalsó bevezetés több bevezető nyílással átfolyó jellegű tavaknál szokásos. A kivezetés ilyen esetben az ellenkező oldalra kerül. A szennyvíz bevezetésének és elvezetésének kialakításakor figyelembe kell venni: • a medence alakját, • a képződő fenékiszap térbeli eloszlását, • a tóbeli hidraulikai áramképét, • a BOI5 tóbeli terheléseloszlását, • az alga-baktérium koncentráció térbeli eloszlását. A tavas szennyvíztisztítás hatásfokát befolyásoló tényezők Fizikai tényezők: • tó felülete, • mélysége, • napfény, • szélhatás, • hőmérséklet, • be- és elfolyási viszonyok. 62 Created by XMLmind XSL-FO Converter.


Kémiai tényezők: • szerves anyagok, • pH, • lebegőanyagok, • toxikus anyagok tápanyag mennyisége. Biológiai tényezők: • baktériumok és algák, mikroorganizmusok aktivitása. A szennyvíztisztító tavas rendszer hatásfokával kapcsolatban megállapítható, hogy rövid tartózkodási idő mellett a teljes tisztítás hatásfoka az előülepítéssel azonos nagyságrendű, ami azt jelenti, hogy a tisztítás csak a lebegőanyagoknak a tófenékbe történt ülepedése okozza. Ily módon a lebegőanyagok 90%-a távolítható el. ilyen mértékű tisztítás kb. 3 napos hidraulikai tartózkodási idő esetén jellemző. A tisztítás mértéke a hagyományos csepegtetőtestes, vagy eleveniszapos biológiai szennyvíz tisztítótelepével azonos. Ezen a csoporton belül az üzemeltetési tapasztalatok alapján az alábbiakat lehet elmondani: A tervezéstől és üzemeltetéstől függően a tavas rendszer a BOI5 50-95%-át képes eltávolítani. A biológiai folyamatok révén 10 napi hidraulikai tartózkodási idő alatt az oldott szerves anyagok kb. 80%-a távolítható el. A megfelelő vitalitású baktérium alga populáció révén elért bioflokulációval a szennyvíz szerves lebegőanyagainak gyorsabb és hatékonyabb fenékre ülepedését segíthetjük elő. Így a szuszpendált és oldott szerves anyag kb. 85%-a órákon belül elszeparálható a szennyvízből. Ezt a folyamatot a magasabb hőmérséklet, a nagyobb oldott oxigéntartalom és szélhatás gyorsíthatja. A fakulatív tavak 50-60 napos hidraulikai tartózkodási idő alatt a BOI5 70-80%-át, a koliform baktériumok 9095%-át távolítják el. A szabályozott elfolyású tavak 180 nap hidraulikai tartózkodási idő esetében a BOI5 85-95%-át, az összes lebegőanyag 85-95%-át, és a fekál coliform baktériumok 99%-át is képesek eltávolítani. A nitrogén eltávolítás 90% fölötti, a foszfát eltávolítás 60% fölötti is lehet. Ez utóbbi adat jelzi azt, hogy a végső utótisztító tóból az elfolyó szennyvíz foszfáttartalmát esetenként csökkenteni kell. Szennyvíztisztító tavak üzemeltetése A szennyvíztisztító tavak egyszerű felépítésűek, látszólag egyszerű az üzemeltetésük is. A tó üzembe helyezése azzal kezdődik, hogy legalább 0,3 mély vízréteg legyen a tóban. Az előre történő vízbevezetés a szagemissziót kívánja megakadályozni. A tó beindításához ezért a helyszínen vizet kell biztosítani. A tó beindítására a biológiai viszonyok miatt az év melegebb időszaka legalkalmasabb. Algavirágzás a 2-12 nap körüli időszakban jelentkezik általában, de legalább 60 nap szükséges a hatékony baktérium-alga életközösség kialakulásához. A szennyvíz a tóba az első néhány héten keresztül megszakításokkal vezethető be, miközben a pH-t folyamatosan kell ellenőrizni, mely 7,5-nél magasabb kell, hogy legyen. A fenékiszapban, kezdetben a savtermelő baktériumok tevékenysége miatt 7-nél kisebb tartomány is előfordulhat. A pH csökkenése esetén a szennyvíz időszakosan másik tóba vezethető, vagy vízzel hígítható mindaddig, míg a pH szintje beáll. A folyamatosan alacsony pH szint savtermelésre utal, amely szagemissziót fog eredményezni. A szaghatás főleg a szerves anyag túlterhelés, vagy a helytelen üzemeltetés következménye. Sorba kapcsolt tavak esetében először az első tó hajlamos a túlterhelődésre. Párhuzamosan kapcsolt tavak esetében a rendszert érő terhelés a tavak között megoszlik. Ennek megfelelően a tavak sorba vagy párhuzamos kapcsolását a terhelési viszonyok alapvetően megszabják. A szagcsökkentés lehetősége az aerob tavak vizének az anaerob szennyvizéhez való recirkulációja. A klórozás a szaghatást kiküszöböli, azonban a biológiai folyamatokat kedvezőtlenül befolyásolja. A szaghatást felületi levegőztetéssel is lehet csökkenteni, de ez drága megoldás. Valamilyen szagmaszkírozó vegyszer is hatásos lehet. Főleg olyan, amely oxigénforrásként jön szóba (erre kevésbé alkalmasak a szennyvízben levő szulfát vegyületek), mint a nátriumnitrát vagy kalciumnitrát.



A felúszott iszapot a partról gereblyével, vízsugárral lehet eltávolítani, ill. nagy tavakban léghűtéses farmotoros csónak alkalmazásával összekeverni (a léghűtés a hűtőrendszer eltömődésének elkerülése miatt fontos). A felúszott iszap legkönnyebben a keletkezése után annak megkeményedése előtt távolítható el. A makronövényzet szabályozása A makronövényzet a tó kerülete mentén nem szerencsés, mivel egyrészt a felúszott iszapot akkumulálja, az áramlási viszonyokat módosítja, illetve növeli a szúnyoginváziót. A békalencse rendszerint nem szaporodik el, ha a tó felületét szél fújja. A növényzetszabályozási szempontok a szennyvízből kinövő növények esetében: • a vízmélység legalább 1 méter legyen; • a növényzetet el kell árasztani vízszintemelés révén; • a vízszint süllyesztése után a növényzet levágandó vagy leégetendő; • herbicidek csak végső esetben alkalmazhatóak. Úszó vegetáció szabályozása: • a tófelületen a szél hatása érvényesüljön; • a tavon tartott néhány vízi szárnyas a békalencsét elfogyasztja; • kis tavakon mechanikusan végzett vízinövény eltávolítás is megoldható; • a töltésvegetáció karbantartásához folyamatos kaszálás és fűmagvetés szükséges. Algák eltávolítása a tisztítótavakból Az algák eltávolítását maguk az algafajok is befolyásolják. Technikailag az algaeltávolítás hatásfok növelését az alábbiakkal érhetjük el: • a tavakat sorbakapcsolva üzemeltetjük; • szabályozott elfolyású (időszakos) üzemeltetés; • az elfolyás hidraulikai körülményeit merülőfalakkal befolyásoljuk; • az elfolyó szennyvíz kavicsszűrőn halad át; • mikroszita szűrés alkalmazásával; • hatásfokot fázisszétválasztó centrifugázással növeljük. Szemcsés szűrés alkalmazása • Derítés • Oxidáltatás • Vízinövény kultúra alkalmazása A zöld algák kisméretűek (20 mikronnál kisebbek), kis méretük és kis sűrűségük miatt még a lassú folyadékmozgás esetében is hajlamosak a szuszpenzióban maradásra. Negatív felületű töltésük a tókörnyezetben természetes pelyhesedésüket eleve akadályozza, kis méretük és negatív felületi töltésük miatt a homokszűrés és a mikroszűrés alacsony hatékonyságú. Kis méretük és sűrűségük miatt nem ülepíthetők. A szagproblémát okozó kék-zöld algák hosszúsága 200-300 mikrométer, átmérőjük kb. 5 mikrométer, mozgásuk kígyószerű, e tulajdonságuk segíti át őket a gyors szűrőkön, ha pelyhes rendszerben vannak jelen, mikroszita szűrővel eltávolíthatóak. A diatómák (kovamoszatok) viszonylag nagy méretük miatt a szemcsés szűrőket eltömíthetik. Az algák elszaporodása szabályozásának céljából sok esetben vízinövényeket alkalmaznak. Ezek hatása a



napfényblokkoló képességükön alapszik Ezek a kultúrák a vízijácint és amerikai békalencse. Az algakoncentráció csökkentését azáltal biztosítják, hogy az elfolyó szennyvízből a tápanyagokat felveszik és a tó felszínét letakarják. Recirkuláció A recirkuláció a szennyvíztisztító tavas rendszerekben akkor alkalmazott, amikor a telepet periodikusan vagy időszakosan nagy szervesanyag-tartalmú szennyvíz terheli. A recirkuláció előnyei, hogy a befolyó szennyvíz szerves anyag koncentrációját hígítja. Az aktív algatömeg visszavezetése az első tóba a fotoszintézises oxigéntermelést folyamatosan biztosítja, az első tóban a szennyvíz fokozottabb keverését tudjuk biztosítani, mellyel a rétegződöttséget csökkenthetjük. A tavas recirkuláció hátránya az energiaköltség-igény. Hidrográf szabályozású tisztított szennyvíz elvezetése a befogadóba A sekély aerob tavak különösen nagy mennyiségű algát tartalmaznak. E tavak hatékony üzemeltetése megköveteli az algák eltávolítását. Ezt az algák utótisztításos eltávolításával vagy a hidrográf szabályozású tisztított szennyvíz elvezetésével oldhatja meg az üzemeltethető. A hidrográf szabályzású elfolyási rendszer komponensei: • maga a hidrográf; • szabályozott elfolyásos tó; • a befogadó vízfolyás vízminőségét elemező rendszer. Elfolyásszabályozó rendszer (28. ábra) az olyan tisztítórendszer, amikor a befogadó vízfolyáshozama és asszimilációs kapacitása kicsi, elfolyás nincs. Fordítva, amikor a befogadó vízhozama nő, a tisztított szennyvíz a szabályozó rendszer segítségével a tóból elfolyik.

28. ábra. A befogadó algamentesítését végző szűrőrendszer Az elfolyásszabályzó tó üzemeltetési jellemzői: • minimális szennyvízréteg 0,4 m; • maximális 0,6 m. A szennyvíztisztító tavak üzemeltetési tapasztalatai A tó méretei és térfogata a tóba folyó szennyvíz és a szabályozott elfolyás esetén a befogadó idősora alapján határozható meg. A tartózkodási idő a rendszer átlagos szennyvízhozama alapján 30-120 nap. A tavas tisztítás során ellenőrizni kell az alábbiakat: • a pH-t és az oldott oxigént; • a tó alkalinitását.



A normál alkalinitási szint meghatározása után az alkalinitás 10-20 mg/l-nyi vagy nagyobb mértékű hirtelen változása üzemeltetési problémát fog jelenteni. A szennyvíz tavakban uralkodó környezeti állapotokról a víz is ad gyakorlatban használható információt. A vizuális megfigyeléseknél a mélyzöld szín magas pH értéket, és kielégítő mértékű oldott oxigén szintet jelent; a szürke szín a tó túlterheltségét jelzi. Ezen túl a tó hőmérséklete, ill. a KOI és BOI 5 értékek mérése is fontos. Nem árt a klórmaradék, a lebegőanyag mérése sem. A pH jellemző tartomány 7,5, az oldott oxigén- 4-12 mg/l, a BOI5 értéke a kezelt szennyvíz fajtájától függően a befolyásnál 103 mg/l az elfolyásnál 20-50 mg/l. A klórmaradék 0,5-2 mg/l. az elfolyásnál. Összefoglalás A tisztító tavakba kihelyezett víz a természetes vizek tisztulásához hasonló folyamatok során szabadul meg a szennyeződéseitől. A lebomlási folyamathoz szükséges oxigén is csak természetes módon, főleg felszíni diffúzió útján - esetleg a hullámzás által segítve - kerül a vízbe, mesterséges oxigénbevitelre ("levegőztetésre") általában nincs szükség. A lehetséges változatokról és a jellemző körülményekről a 6. táblázat tájékoztat. 7. táblázat. A tavas tisztításra jellemző körülmények

Az anaerob tavakat legtöbbször első lépcsőként használják az aerob és a fakultatív tavak előtt. Mindig anyagokat tartalmazó kiülepedett iszapot évente el kell távolítani. A részben megtisztított vizet rendszerint még egy másik típusú tóba vezetik át, mielőtt a befogadóba engedhetnék. Az aerob - más néven oxidációs - tavak kb. 1 órás előülepítést igényelnek. Kis mélységük folytán, különösen pedig időszakos, mesterséges oxigénbevitel esetén nagyon jó hatásfokú bennük a biológiai tisztulás. A megtisztult víz a tartózkodási idő elteltével a befogadóba bocsátható, legfeljebb az "algatermés" kiszűrésére és lerakására van szükség. Iszap eltávolítás általában nem kell. A fakultatív tavak felső, melegebb, oxigéndúsabb 40-60 cm-es rétegében aerob tisztulás közben folyik át a szennyezett víz, a mélyebb zóna pedig anaerob körülmények között ásványosítja a szennyvízből kiülepedő (frissen érkező vagy az aerob zónában keletkező) anyagokat. Rácsos előszűrést és lehetőleg félórás előülepítést igényelnek. A keletkezett iszapot 5-10 évenként kell eltávolítani. A befogadó terhelhetőségétől függően esetleg algamentesíteni kell a tisztított vizet. A csak tavakból álló tisztítórendszer lehet egy-, kettő-, három- és négy tavas kialakítású. A kialakítás módját a tisztítási hatás (tisztítással kapcsolatos igények) határozzák meg. A tó-egységek a funkcionális helyüknek megfelelően az I., a II. vagy a III. tisztítási fokozat szerepét töltik be. A tó (vagy tavak) az előtisztítás mértékétől függően az I. vagy a II. fokozatú szennyvíztisztító rendszer után is csatlakoztatható. Ilyen esetben a tavak szerepe a II. vagy a III. tisztítási fokozat megvalósítása. A legkedvezőbbek a sorbakötött tavas rendszerek, amelyek általában három lépcsőből állnak: 1. Anaerob tó 3-5 m vízmélységgel



2. Fakultatív tó 1,2-1,8 m vízmélységgel 3. Utótisztító aerob tó 0,7-1,0 m vízmélységgel A helymegtakarítás érdekében a fakultatív tó helyett mesterségesen levegőztetett tavakat is alkalmaznak. Ellenőrző kérdések és feladatok Kérdések 1. Mik a tavas szennyvíztisztítás legfőbb jellemzői, előnyei, hátrányai? 2. Jellemezze a fő típusokat felépítésük és működésük alapján! 3. Mit jelent a tavak funkcionális elrendezése és milyen célt szolgál? 4. Mi jellemző a halas tó rendszerre? 5. Milyen feladatokat kell ellátni a tavas szennyvíztisztítás üzemeltetése során?


8. fejezet - Faültetvényes talajbiológiai rendszerek Bevezetés A szennyvizek talajban való elhelyezése – amennyiben olyan adagolással történik, hogy magában a talajban nem okoz kárt – nem csak a szennyező anyagok eltávolítását és ártalmatlanítását oldja meg, hanem megteremti a szennyvízzel távozó, még értékes anyagok hasznosításának lehetőségét is. Ezt a kettős célt lehet megvalósítani a szennyvizek faültetvényes rendszerekkel történő tisztítása és talajban való elhelyezése során. Követelmények: • ismerje meg faültetvényes talajbiológiai rendszer lényegét; • tudja előnyeit, hátrányait; • tanulja meg a jogi hátterét; • ismerje a szennyvíz elhelyezésének módjait; • tudja a faültetvényes technológia elemeit; • ismerje az alkalmazott fafajokat, fajtákat, előnyeiket, hátrányaikat. Faültetvényes talajbiológiai szennyvíztisztító rendszerek legfőbb jellemzői • A talajban a szennyvíz olyan természetes biológiai (talajbiológiai) tisztítása játszódik le, ahol ezáltal biztosított a víz és a tápanyagellátás is a faültetvények vegetációjához. • A faültetvények nem szigetelt rendszerek, ezért a tervezésük és kivitelezésük nagy pontosságot, speciális szakmai ismereteket igényel, hogy ne fordulhasson elő talaj, illetve talajvízszennyezés. • Ezek a rendszerek - megfelelő tervezés, kivitelezés és üzemeltetés esetén - a szervesanyagok mellett a növényi tápanyagokat is képesek igen jó hatásfokkal eltávolítani a szennyvízből, melyek jelentős részét a növények hasznosítják. • Az e célból telepített erdőknek kiemelkedő jelentőségük van az ártalommentes szennyvíz-elhelyezés és hasznosítás gazdaságos, egész éven át, időjárástól függetlenül történő megoldásában. • A faültetvények terhelhetősége sokszorosa a mezőgazdasági növényekének, ezért kisebb a területigényük is. • A termelt növény nem kerül emberi, vagy állati fogyasztásra, így enyhébbek a közegészségügyi korlátok. • A növényeknek elsősorban a szennyvizek hasznosításában van szerepük, mivel felveszik a bizonyos mértékig lebomlott, feltárolódott szennyeződéseket/tápanyagokat és természetesen kielégítik vízigényüket. Tervezés A kivitelezéshez szükséges előre megtervezni (megfelelő szaktudással rendelkező szaktervezőnek) a fák egymástól való távolságát az illetékes Mezőgazdasági Szakigazgatási Hivatal (MGSZH) bevonásával, esetleg (ha erdős területen létesítik) erdészeti szakértő közreműködésével. A tervezés során figyelembe kell venni, hogy a szennyvizet milyen hasznosítási célra akarjuk felhasználni. Ha mezőgazdasági területet öntözünk vele (időszakos elhelyezés) a 170 kg/ha N terhelés a mértékadó tervezési paraméter, és az 50/2001-es kormányrendelet vonatkozik rá. Abban az esetben, ha szennyvizet talajon tisztítjuk és helyezzük el, már jóval nagyobb terhelés éri a talajt, és ki kell vonni a mezőgazdasági művelésből. Így már nem vonatkozik rá az 50/2001-es kormányrendelet, és a talaj lebontó képességére, illetve a növényzet felvevő képességére kell méretezni.


Faültetvényes talajbiológiai rendszerek Ezek alapján készül a termőhely-feltárási szakvélemény és a telepítési terv, melyet az illetékes környezetvédelmi felügyelőség hagy jóvá az elvi vízjogi engedélyezési terv alapján. A szakvéleménynek tartalmaznia kell az elhelyező területtel érintett felszín alatti vizek minőségi állapotvizsgálatának eredményeit is (minőségi alapállapot), és ezt véleményezi a többi érdekelt hatóság is. Felszín alatti víz-figyelő kutakat kell telepíteni, ezekben a vízminőséget a helyi viszonyok szerinti gyakorisággal kell vizsgálni. A megfigyelés (monitoring) követelményeit a környezetvédelmi hatóság a vízjogi engedélyezés során állapítja meg. Az „elvi vízjogi engedély” megszerzése után a második tervfázis a „megvalósíthatósági tanulmányterv”. Ennek tartalmaznia kell a tervezett változatok gazdasági, pénzügyi elemzését, a beruházás költségétől a tervezett pénzügyi forrásokon át (önrész, pályázati források, stb…). A harmadik tervfázis a „létesítési engedélyezési terv”, melynek már alkalmasnak kell lennie a kivitelezés megtervezésére is. A faültetvényes rendszer alkalmazásának korlátai: Nem létesíthető a következő területeken: • ahol a talajvíz évi maximális szintje a terepszinthez 1,5 m-nél közelebb van; • a 219/2004. (VII. 21.) Korm rendelet 10. § 2. pontja szerint a 2. számú melléklet 1. pontja szerinti fokozottan érzékeny területeken. Egyes fafajok nem csak jól elviselik az időnként fölöslegben rávezetett vizet, valamint tápanyagokat, de zömében hasznosítani is képesek azokat. (A többit a talaj mikroszervezetei mineralizálják.) A kimondottan szennyvíztisztítás és elhelyezés céljából kialakított faültetvények nagy mennyiségű szennyvíz folyamatos tisztítását és elhelyezését teszik lehetővé, ezen kívül a szennyvízöntözés hatására jelentős fatömeg-növekedést eredményeznek. Laza talajokon a nyárfa, kötött talajokon a fűz, különösen a husángfűz alkalmazása javasolható. A szennyvíz elhelyezésének módja: • Felületi elárasztásos módszerek: • barázdás kialakítással, • mélyárkos kialakítással, • sávos-csörgedeztető módszerrel, • kalitkás árasztó módszerrel. • Esőztető módszer: a szennyvíz kipermetezése is hozzájárul annak (t.i. a szennyvíznek) minél gyorsabb és tökéletesebb tisztulásához, illetve a talajfelület jobb kihasználásához, ez esetben azonban számolni kell a cseppfertőzés veszélyével és a szaghatással. A faültetvényes (gyors beszivárogtatású) rendszert általában tisztított szennyvíz elhelyezésére használják. Az ilyen rendszerek a talajvíz felé nyitottak, ezért fennáll a talajvíz szennyeződés veszélye. Drénezéssel a tisztított víz nagy része visszavezethető a rendszer elejére, vagy elhelyező telepre vezethető, így a talajvíz szennyeződése megelőzhető (29. és 30. ábra). A faültetvényes tisztítók hidraulikus terhelhetősége nagy, ezáltal helyigényük viszonylag kicsi. A faültetvényes technológia elemei: • előtisztító (ülepítő medence, esetleg anaerob tó); • szennyvízelhelyező terület, például nyárfával telepítve (drénhálózattal, vagy anélkül).


Faültetvényes talajbiológiai rendszerek Amennyiben a természetes vízgazdálkodási viszonyok mellett a talajvíz elszennyezésének kockázata nagy, akkor drénezésre van szükség. (Nagy hidraulikai terhelés – Q>2000 mm/a – és magas talajvíz állás – 1,5 m – esetén)

29. ábra. Faültetvényes rendszer elemei

30. ábra. Faültetvényes tisztító rendszer Jogszabályi környezet A faültetvényes (nyárfás) szennyvíztisztítás létesítése - mezőgazdasági művelésből kivett területen - vízjogi engedély alapján történhet. Az engedélyezési eljárás során a környezetvédelmi jogszabályok a meghatározóak. Az alkalmazás környezetvédelmi korlátai: • fokozottan érzékeny felszín alatti vízvédelmi területeken nem alkalmazhatóak, • nem okozhatja a felszín alatti víz és a földtani közeg állapotának romlását, • nem eredményezhet kedvezőtlenebb állapotot, mint amelyet a „B” szennyezettségi határérték, vagy az „Ab” bizonyított háttérkoncentráció, ill. az „E” egyedi szennyezettségi határérték. Jogszabályi háttér 1. Faültetvényes szennyvíztisztítás alkalmazása esetén a faültetvényre szolgáló terület erdő- és mezőgazdasági művelésből történő kivonásáról gondoskodni kell, a 219/2004. (VII. 21.) Korm. rendelet előírásai alapján kell eljárni, a területileg illetékes környezetvédelmi felügyelőség talajtani szakhatósági állásfoglalása szerint. 2. A faültetvényes szennyvíztisztítás területe a 253/1997. (XII. 20.) Korm. rendelet (253/1997. (XII. 20.) Korm. rendelet az országos településrendezési és építési követelményekről) 2. számú melléklete szerinti 1.3.5. jelű „Beépítésre nem szánt egyéb vízgazdálkodási terület”-nek tekintendő. 3. A faültetvényes szennyvíztisztítás ártalommentes alkalmazása érdekében minden egyes esetben, a hektáronként kihelyezhető szennyvíz mennyiségének és egyéb feltételeinek meghatározására a műszaki tervező talajtani szakvéleményt készíttet, melyet az illetékes környezetvédelmi felügyelőséghez kell benyújtani. A szakvéleménynek tartalmaznia kell az elhelyező területtel érintett felszín alatti vizek minőségi állapotvizsgálatának eredményeit is (minőségi alapállapot).


Faültetvényes talajbiológiai rendszerek 4. A faültetvényes, és egyéb, nem szigetelt szennyvíztisztítás alkalmazása esetén a felszín alatti vizek védelmének érdekében a 219/2004. (VII. 21.) Korm. rendelet előírásait kell figyelembe venni. 5. A fentiek mellett nem létesíthető faültetvényes, és egyéb nem szigetelt rendszerű természetes szennyvíztisztító telep a következő területeken: • ahol a talajvíz évi maximális szintje a terepszinthez 1,5 m-nél közelebb van, • a 240/2000 (XII. 23.) Korm. rendeletben kijelölt érzékeny felszíni vizek 250 m-es parti sávjában; Fafajok és technológiák A legősibb, szerte a világon, a legtöbb helyen alkalmazott természetes tisztítás a talajon játszódik le évezredek óta. Ha pedig a talajban lefolyó talajbiológiai tisztítás hatásfokát növelni akarjuk, és e mellett még hasznot is akarunk húzni belőle, a szennyvizek minden alkotójával együtt fatermelésre használhatjuk fel hasznosan. A kifejezett erdő területeken végzett elhelyezésnek több korlátja van. A korosabb állomány nehezen tud alkalmazkodni a terhelésre. Ezzel szemben a speciálisan ilyen célra telepített ültetvények kiválóan alkalmasak szennyvizek és híg iszapok fogadására. A faültetvényes szennyvíztisztítás alkalmazásakor a felületi elhelyezés jöhet számításba. Ez esetben a szennyvizet a fasorok közé helyezik el a bakhátak közötti barázdákban, vagy mélyárkokban. A szivárogtató árkok két-két nyárfasort fognak össze. A fiatal állományok jobban alkalmazkodnak, és esetenként kifejezetten meghálálják az ilyen módon kijutatott vízmennyiséget. Különösen a gyors fejlődésű, nagy tápanyag- és vízigényű nyárfák alkalmasak ilyen kezelésre. Az Erdészeti és Faipari Egyetem által végzett kísérletekben az I-214 olasznyár, óriásnyár mutatta a legnagyobb növekedési erélyt. Javasolható még a bédai egyenes fehérfűz, kevésbé az akác, míg az erdei fenyő viszont rosszul bírta a kezelést (31. ábra).

31. ábra. A nemzetközi és hazai tapasztalatok szerint leggyakrabban alkalmazott fafajok


Faültetvényes talajbiológiai rendszerek Évtizedek óta erre a célra leginkább bevált fafajta a nemes nyár. A szennyvíz-elhelyezés pedig – a szennyvíz minőségétől függően – széles (1,5-2 m) teknős (32. ábra), vagy keskeny (0,5-1,0 m) árkos módszerrel történik (33. ábra).

32. ábra. Teknős rendszerű nyárfás tisztító rendszer

33. ábra. Árkos rendszerű nyárfás tisztító rendszer

34. ábra. Árkos elosztás drénhálózattal Az utóbbi években kevésbé alkalmazott, pedig az egyik legjobb a talajbiológiai tisztítás nyárfás hasznosítással. Még „tömény” folyékony hulladékok (TFH) elhelyezésénél is kiváló eredményeket mutat.


Faültetvényes talajbiológiai rendszerek

35. ábra. Vízzel teli tálca, előtérben az elosztóárok

36. ábra. Előtérben a dréncsövek, melyek a szennyvizet összegyűjtik és elvezetik A nemes nyárak vízigénye és terhelhetősége nagy. Ennél csak a husángfűzé nagyobb. Egész évben, még télen is öntözhetők. Lengyel, de hazai (Aparhant) tapasztalatok szerint a nyárasok téli öntözését még -10 ˚C alatt, és hó alatt is folytatni lehet, ha a talaj 50 cm-nél mélyebben nincs átfagyva. A fák víz- és tápanyag igénye igen nagy. Egy kg szárazanyag előállításához a fa mintegy 400 l vizet párologtat el, amely átlag 10 éves életkort figyelembe véve a faállomány 3300 m3/ha (330 mm) vizet párologtat el évenként, vagyis a nitrát-kivonás révén biológiailag megújítja és ezáltal meg is tisztítja azt. A teljes hasznosított vízmennyiséget a fa által elpárologtatott víz, a fa nem hasznosítható részei (gyökér, tuskó, levélzet) által felhasznált víz, valamint az öntözőárkok átnedvesített talaja által elpárologtatott víz összessége adja (37. ábra).



37. ábra. A kijuttatott szennyvíz sorsa, faültetvényes rendszer esetén Az öntözési módszerekkel üzemeltetett szennyvíz-elhelyező és -hasznosító rendszerekben, ahol a talaj a tisztítás/hasznosítás fő közege, a kutatások és a gyakorlati tapasztalatok egybehangzó tanúsága szerint nem a szerves anyag, hanem a hidraulikus és a nitrogénterhelés a fő limitáló tényező, szemben a mesterséges tisztítóberendezésekkel, ahol éppen fordított a helyzet. Talajbiológiai tisztítás során a BOI5 lebontáson túl, az ammónia jelentős része elpárolog, ill. a talajban nitrifikálódik, majd mélyebbre szivárogva a nitrát denitrifikálódik. Különösen vonatkozik ez az erősebben szennyezett vizekre. A fajlagosan nagy N, illetve szervesanyag-terhelésnél működik igen eredményesen a talajbiológiai tisztítás. Az egész évben jó hatásfokkal működő talajbiológia feltétele, hogy a szennyvíznek a talajba juttatása – inkább kisebb adagú –, de minél gyakrabban ismétlődő legyen.

38. ábra. Nyárfás árkos szennyvíztisztítás próbaüzeme Vasadon


Faültetvényes talajbiológiai rendszerek A husángfűz olyan fafajta, amely a szennyvíz-hasznosításban még a jól bevált olasz nyáron is túltesz. Még intenzívebb a fejlődése, s ezzel kettős hasznot eredményez: • még több szerves anyagot, N és P tápanyagot képes hasznosítani és ezzel • sokkal nagyobb termés-eredményt produkálni. A füzek kétszikű, kétlaki fás növények, viráguk barkában, általában még lombfakadás előtt jelenik meg, rovarbeporzásúak. A fűzfák lombhullatók, hengeres hajtásúak, fák vagy cserjék formájában fordulnak elő. Leveleik szórt, ritkán átellenes állásúak, leginkább lándzsa alakúak. Szaporításuk legelterjedtebb formája fás dugványok ültetése. Magyarországon számos fajuk megtalálható: • Salix alba (fehérfűz - őshonos faj), • Salix babilonica (szomorúfűz), • Salix caprea (kecskefűz). Japánban több fűzfafajta felhasználásával kinemesítésre került és a világ több országában elterjedt a gyorsan növő „husángfűz” (Salix Viminalis Sp.). A mai ismeretek szerint ez a fafajta a leggyorsabban növő, úgy hosszra (naponta 3-5 cm-t képes a hajtás növekedni), mint tömegre, mivel már az első vegetációs év után is vágható állapotba kerül. Hozama az első év után kb. 8-10 tonna/hektár/év, míg 3-4 év után ez a mennyiség már 20-40 t/ha/év. Az első éves hajtások 3-4 m hosszúak, míg 3-4 év után az éves hajtás akar 8 métert is képes elérni (ha nem vágnánk rendszeresen). A gyorsan növő „husángfűz” (Salix Viminalis Sp.) magyarországi termesztésre, elsődlegesen energetikai célra történő felhasználásra javasolt az alábbiak miatt. • Magas talajvizű vagy árvizes területen naponta egy kifejlett növény kb. 15-20 liter vizet képes naponta elpárologtatni. (10.000 tő/ha telepítési sűrűségnél ez kb. 150 m3/ha/d mennyiség. Azaz 15 mm/d a párologtatás.) • E fűz kedvező tulajdonsága, hogy az éves N-felvevő képessége 600-800 kgN/ha/a, amely kétszerese a jól ismert és eddig használatos hibrid nyárfának; az éves P-felvevő képessége 800-1000 kg/ha. • A kinemesített husángfűz (Salix Sp.) jó mézelő növény. • A füzek (Salix Sp.) igen széles területen, gyakorlatilag a mérsékelt és hideg éghajlati övezetekben mindenütt előforduló növények. Különösen jól tűrik az eltérő hőmérsékletű viszonyokat. • A husángfűz képes igen kedvezőtlen talajon pl. külszíni bányák meddőhányóin, mint rekultivációs növény fejlődni. Természetesen lassabb tempóban, mint más ún. normál talajon, de mélyreható gyökérzete lehetőséget ad a rossz minőségű talajokban való növekedésre is. Az ilyen talajon viszont a területek humuszképzésében óriási szerepe lehet. A növény részére optimális az 5,5-6,5 közötti pH-érték, de ültethető 3,5-10 pH-jú talajon is. Kedvező, ha a talaj vízháztartása aránylag jó. Ez a rendszeres öntözés esetén már nem akkora jelentőségű. A szennyvízhasznosítás esetén nincs szükség tápanyagpótlásra. Szükséges azonban a tervezőnek egy jó üzemeltetési utasítás elkészítése. Ennél figyelembe kell venni a talajnak a talajbiológiai tisztítással elérhető N és P eltávolítási hatását, majd a fűz fejlődésével járó jóval nagyobb víz- és tápanyag igényét. A husángfűz előzetesen számítható terhelési értékeit mutatja a 7. táblázat. 6. táblázat. Husángfűz terhelési értékei



• Energetikai célra legalkalmasabb a 3. és az utáni években kitermelt fűz. • A betakarított fűzvesszők nem igényelnek speciálisan fedett raktározást. • A megfelelően telepített fűz várható termesztési ideje 25-30 év, melyről évente hektáronként 10-40 tonna száraz faanyag nyerhető. • A husángfűz az előtisztított (jól ülepített) szennyvíz hasznosításában még jelentősebb, mint a már jól ismert nyárfa. • A rendkívül gyors növekedésével jóval több szennyvíz és a szennyvizekben lévő N és P felvételére alkalmas. • Betakarítása alkalmassá teheti a térségi foglalkoztatás szintjének jelentős növelését, lehetővé téve az alacsony szakképzettségű emberek tömeges foglalkoztatását. • Környezetkímélő módon egészítheti ki a kistelepülések fűtési energia igényét. • Értékes – kiegészítő – forrása lehet a „méh legelőknek”. • A husángfűz széles körben felhasználható, rendkívül gazdaságosan előállítható olyan növény, amely értékes új alternatívát jelenthet a természetközeli szennyvíztisztításban és az alternatív energia felhasználás területén.

39. ábra. Husángfűz nagysága: 3, 2, és 1 éves korban A világ hagyományos energiaforrásainak fokozatos kimerülése és az energiaköltségek folyamatos növekedése miatt kiemelkedő jelentőséget kap az ún. alternatív energiaforrások felderítése és hasznosítása. Az alternatív energiák közé tartoznak azok a fafajok, melyek termesztése szabályozható és növekedése gyors. Ilyen a husángfűz. Termesztése különös jelentőséggel bír egy olyan országban, mint hazánk, amely energiaszükségletének nagy részét importból szerzi be. Az EU-ban számos kultúrnövény termesztése mennyiségileg szabályozott, míg ezt a növényfajtát korlátozások nélkül – sőt támogatások mellett – lehet termeszteni.


Faültetvényes talajbiológiai rendszerek Tekintettel a husángfűz gyors és arányos növekedésére, ezzel a fával ki lehet váltani a hagyományos erdők tüzelőfa céljából történő irtását. Itt már az első évben és ezt követően is 25-30 évig minden évben a hagyományos fa mennyiségének többszörösét lehet előállítani. Összefoglalás A szennyvizek talajban való elhelyezése az egyik legrégebben alkalmazott tisztítási és elhelyezési eljárás. Nagy mennyiségű szennyvíz folyamatos tisztítását és elhelyezését teszik lehetővé, ezen kívül a szennyvízöntözés hatására jelentős fatömeg-növekedést eredményeznek, ami hasznosítható. A felületi elárasztásos és az esőztető módszerek terjedtek el. A faültetvényes technológia elemei: • előtisztító (ülepítő medence, esetleg anaerob tó); • szennyvízelhelyező terület, például nyárfával telepítve (drénhálózattal, vagy anélkül). A faültetvényes szennyvíztisztítás alkalmazásakor a felületi elhelyezés jöhet számításba. Ez esetben a szennyvizet a fasorok közé helyezik el a bakhátak közötti barázdákban, vagy mélyárkokban. A legjobban bevált fafajok a nyár és a fűz. Ellenőrző kérdések és feladatok Kérdések 1. Mi az elvi alapja a szennyvizek talajban való elhelyezésének? 2. Mik az előnyei és hátrányai? 3. Milyen szempontokat kell figyelembe venni a tervezésénél? 4. A szennyvíz kijuttatásához milyen módszereket alkalmaznak? 5. Melyek az alkalmazott fafajok, előnyeik, hátrányaik?


9. fejezet - Vízinövényes tisztítási rendszerek Bevezetés Az első, több mint 100 éve épített vízinövényes rendszerek kialakítása a természetes vizes élőhelyek tisztítási képességének megfigyeléséhez kötődik. A faültetvényes rendszerekhez hasonlóan a vízinövényes rendszerek is a természetet utánozzák, annak öntisztító, illetve tápanyag (N, P, K), valamint CO2, C és CH4 süllyesztő és raktározó képességét felhasználva. Követelmények: • Tudja a vízinövényes tisztítási rendszerek lényegét, működési elvüket, előnyeiket, hátrányaikat! • Ismerje csoportosításuk főbb szempontjait! • Tudja az épített rendszerek típusait és jellemző tulajdonságaikat a növény élettere szerint! • Tanulja meg a mocsári növényes rendszerek a jellemző tulajdonságait a víztest elhelyezkedése szerint! • Tanulja meg a mocsári növényes rendszerek jellemző tulajdonságait a víz áramlási iránya szerint! A vízinövényes rendszerek közös jellemzője, hogy valamilyen közegbe (pl. homok, kavics, talaj, kő, víz) vízinövényeket ültetnek, illetve helyeznek el (pl. a víz felszínére), majd a rendszert szennyvízzel „táplálják”, felhasználva a mesterséges vízi ökoszisztéma „tagjainak”, azaz a növényeknek, a talajnak és a növényeken kialakuló mikrobiológiai hártyáknak a tisztító, lebontó képességét. A vízinövényes rendszereket mindig szigetelik, megakadályozva így a talaj és a felszín alatti vizek elszennyezését. Adott vízinövényes rendszer pontos elnevezése a domináló növények fajától, mennyiségétől, valamint a vízmennyiségtől és annak elhelyezkedésétől függ. A természetes vizes élőhelyekhez hasonlóan a mesterséges rendszerek is hatékonyak a szennyezőanyagok lebontásában, eltávolításában, viszont – mivel tervezhetők – kiküszöbölhetők a természetes rendszereknél jelentkező hátrányok, és a hatékonyság tovább növelhető. A költség- és energiaigény nagy része a rendszerbe beérkező víz minőségétől (vagyis az előkezeléstől), a helyszínre történő szivattyúzástól (ha szükséges) és a víz szétosztásától, be- és elvezetésétől, az elvégzendő földmunkáktól és a telek árától függ. Az egyes vízinövényes rendszer típusok nemcsak a kialakításuk szempontjából különböznek egymástól, hanem a következő szempontok szerint is: • területigény, • létesítési költség, • előkezelés szükségessége, • szennyvíz-tisztítási hatékonyság, különös tekintettel a nitrogén (N) és foszfor (P) eltávolítására, • létesítés lehetséges helyszínei (pl. közvetlenül az ingatlan mellett is, vagy csak távolabb a településtől), • üzemeltetés egyszerűsége (vagy bonyolultsága), • telepített vízinövény hasznosíthatósága, és annak mértéke, költségei, • adott rendszer típusával kapcsolatos ismeretek, tapasztalatok bősége vagy hiánya. A rendszer minél hatékonyabb üzemeltetése érdekében célszerű rendszeresen aratni a növényeket. Ez viszont megfelelően átgondolt tervezés és üzemeltetés esetén, a növények hasznosíthatósága miatt járulékos bevételt eredményezhet. Épített vízinövényes rendszerek üzemeltetéséhez a szükséges felület nagysága általában 25-40 m2/m3 (szennyvíz), vagy 2-5 m2/LE.


Vízinövényes tisztítási rendszerek

Az épített vízinövényes rendszerek előnyei • Általában olcsóbb kivitelezés, mint a hagyományos szennyvíztisztító telepek esetében; • általában nem igényel vegyszert és nincs szükség gépi berendezésekre; • a szennyvíz mennyiségi és minőségi változásait jobban el tudja viselni, különösen a lebegőhínáros rendszer; • sokkal kisebb a felszíni és felszín alatti vizekre gyakorolt negatív hatása, mint a hagyományos rendszerekének; • a vízinövények újrahasznosíthatók; állatok takarmányozására, etanol, polietilén olajok és üzemanyag előállítására, stb.; • hatékonyak lehetnek a szerves anyagok, a nitrogén, a foszfor, a patogén baktériumok, a nehézfémek, a PAHok és a PCB-k eltávolításában. Az épített vízinövényes rendszerek hátrányai • a hagyományos szennyvíztisztító telep helyigényéhez képest, annak 4-10-szerese is lehet a szükséges terület nagysága, • a rendszer minél hatékonyabb üzemeltetése érdekében célszerű rendszeresen aratni a növényeket, ami bizonyos esetekben (pl. békalencse) nehézségeket okozhat, • hatásfokuk erősen évszaktól függő lehet. A vízinövényes rendszerekben az egyes szennyezőanyagok eltávolítása többféle módon is történik, ahogy ezt a 8. táblázat is mutatja. 7. táblázat. Az épített vízinövényes rendszerek eltávolítási mechanizmusai

A tápanyagok és a szennyezőanyagok sorsa a növényekben és a rendszerekben 79 Created by XMLmind XSL-FO Converter.


A vízinövényes ökoszisztéma négy részből áll (40. ábra).

40. ábra. Példa az épített vízinövényes rendszer elemeire Ezekben a növényi tápanyagok megoszlása és sorsa a következő: 1. növényben: • a koncentráció mértéke függ a terheléstől, valamint a növényi résztől (gyökér, szár, levél), pl. nád esetében a csúcslevelek, a járulékos gyökér és a levéllemez jóval több nitrogént tartalmaznak, mint a többi szerv; • a növényi szövetnek átlagosan 2%-a nitrogén és 0,4%-a foszfor, de ez függ a növény fajtájától, valamint az egészségi állapotától. • a koncentráció mértéke függ az évszaktól, mivel egyrészt a növekedés is évszaktól függ, másrészt télen kioldódnak a tápanyagok, kivéve, ha tökéletes az ásványosodás. • a koncentráció mértéke függ az aratástól; az aratás gyakoriságától és intenzitásától. Ha nincs aratás, a növényi szövetekből visszaoldódnak a növényi tápanyagok, és megnő a belső terhelés. 2. növényi hulladékban: • nincs hosszú távú tárolás, kivéve a tőzeglápokat. 3. talajban: • a foszfát ioncserés adszorpcióval kötődik meg tőzegláp esetén; • a foszfát kémiai adszorpcióval kötődik meg, ha P < 1 mg/l és fizikai adszorpcióval, ha P > 1 mg/l, az érintkező víz pH-jának, redox-potenciáljának, Ca-, Al- és Fe-koncentrációjának függvényében; • a foszfor csapadékképződés formájában is tározódik aerob körülmények között, a talaj pH-jának, valamint az Al-, Fe- és Ca-ionok elérhetőségének függvényében; • az ammóniumot a tőzeg- és agyagtalajok kation-cserével adszorbeálják. 4. vízben: • az ammónia egy része légtérbe történő elillanással távozik, • nitrifikációval és denitrifkációval az összes nitrogénnek az 50-60%-a távozik. A különböző növények szöveteinek nitrogén és foszfor tartalmát, valamint tápanyagfelvételét a 9. táblázat mutatja.



Mint a táblázatból látszik, maguk a vízinövények általában kevéssé vesznek részt ténylegesen a szennyvíz tisztításában, ami különösen igaz a mocsári növényekre. A növények feladata általában az, hogy olyan tényezőket biztosítsanak a vízi környezet számára, ami növeli az adott rendszer szennyvíztisztító kapacitását és/vagy megbízhatóságát. A gyökerek illetve a szárak a vízoszlopban szilárd felületet biztosítanak a lebontást végző mikroorganizmusoknak, valamint közeget a szűrési folyamatokhoz és a szilárd szemcsék adszorpciójához. A víz felszínén vagy fölötte levő levelek és szárak csökkentik a vízbe jutó napfény mennyiségét, ezáltal megakadályozzák az algák elszaporodását. Ezen kívül mérsékelik a szélnek a vízre gyakorolt hatását, vagyis a gázok áramlását a víztér és a levegő között, ugyanakkor oxigént szállítanak a növények gyökereihez, víz alatti részeihez. Az épített vízinövényes rendszerek csoportosítása életterük alapján a. Vízből kiemelkedő (pl. nád, gyékény, sás), vagyis mocsári növényes rendszerek (41. ábra): • maguk a növények általában kevéssé vesznek részt ténylegesen (növényi tápanyag felvétellel) a szennyvíz tisztításában, bár ez mindig az adott növényfajtól függ; jelentős szerepe van a növények felszínén (levél, szár, gyökér) és a talajszemcsékben kialakult mikrobiológiai hártyának, illetve az abban élő lebontó mikroszervezeteknek.

41. ábra. Mocsári növényes rendszer 81 Created by XMLmind XSL-FO Converter.


b. Vízfelszínén úszó vízinövényes (pl. békalencse, vízigázló, tündérrózsa), vagyis lebegőhínáros rendszerek (42. ábra): • jelentős a növények felszínén kialakuló mikrobiológiai hártyát alkotó mikroorganizmusok lebontó szerepe, • békalencse esetében jelentős a közvetlen növényi tápanyagfelvétellel történő „tisztítás” mértéke, • egy vagy több sekély medencéből állnak, mélységük a növény(ek)től függően 0,5-2,0 m, amelyekbe egy vagy több vízinövény faj van elszaporítva, • a rendszer működése a csepegtetőtesthez hasonlóan bakteriális élettevékenységen és ülepítésen alapszik, de – különösen egyes növények esetében – fontos szerepe van a növényi tápanyagfelvételnek is (pl.: békalencse), • igen hatékonyak a nitrogén és foszfor eltávolítása mellett a PAH-ok, nehézfémek, PCB-k eltávolításában is.

42. ábra. Lebegőhínáros rendszer c. Alámerült (pl.: süllőhínár, átokhínár), vagyis hínáros rendszerek: • itt a növények (átokhínár, süllőhínár, vízitorma) az aljzathoz rögzültek vagy a vízben lebegnek; • a széndioxidot, az oxigént és a tápanyagot is a vízből veszik fel; • a szennyvíztisztításra a gyakorlatban sehol sem használják, mivel a hínárok igen érzékenyek az alga okozta beárnyékolásra és az anaerob körülményekre, illetve mivel nehezen megoldható a rendszeres hínáraratás. A vízből kiemelkedő, azaz mocsári növényes rendszerek tovább csoportosíthatóak. A víztér szerinti csoportosítás a. Víz a talajfelszín felett van, vagyis felszíni átfolyású rendszer (43. ábra) (előfordul olyan változata, ahol nyílt vízfoltok is találhatók benne): • szigetelt, hosszú és keskeny medencé(k)ből vagy csatorná(k)ból áll, amely(ek)ben a mocsári növényeket sekély vízréteg borítja (vízmélység általában 0,1-0,6 m); az előtisztított szennyvíz adagolása a rendszerbe folyamatosan történik, a tisztítása addig tart, amíg a víz lassan átáramlik a vízből kiálló növényzet szárai és gyökérzete között; a szerves anyag lebontását, eltávolítását a növények gyökerén, szárán, levelén megtelepedett mikroszervezetek végzik; a talaj legfontosabb feladata, hogy megfelelő közeget, élőhelyet biztosítson a növényeknek, illetve a lebegőanyag és a szervesanyag egy jelentős része is ide ülepedik le; ezeknek a rendszereknek célja lehet az is, hogy élőhelyet biztosítsanak a vadvízi élővilág számára;



befolyásoló tényezők a hőmérséklet, valamint a növények szárának és levelének összfelszíne; hátránya, hogy a talaj és a növények talaj alatti részei gyakorlatilag nem vesznek részt a tisztítás folyamatában, ezért nitrogén és foszfor szempontjából általában viszonylag alacsony hatékonysággal üzemeltethető, illetve a megfelelő tápanyag eltávolítás biztosításához nagyobb területre van szükség; a mértékadó nemzetközi tapasztalatok alapján a nyílt vízfelületek növelik a rendszer foszforeltávolító hatását; a gyakorlatban viszonylag ritkán alkalmazzák (főleg USA-ban és Hollandiában), mert nagy a területigénye.

43. ábra. Felszíni átfolyású rendszer b. Víz csak a talajfelszín alatt folyik, vagyis gyökérmezős (gyökérzónás) rendszer: • a víz a növények gyökérzónájában, és az azt magába foglaló közegen folyik keresztül, legnagyobb szerepe a gyökérzetet tartó közegnek van (homok, kavics, talaj); • a lejtés a terepi adottságoktól függ, de lehetőleg 1% a javasolt; • nagy előnye, hogy nincs szaghatás, és ezért a településeken közvetlenül a lakóházak mellett/között is megépíthető, amennyiben elegendő szabad terület áll rendelkezésre; • hátránya, hogy a gyékény kivételével a mocsári növényeknek kicsi a tápanyagfelvétele, azaz a növényi tápanyag-eltávolítási hatékonysága alacsony, ezért önmagában csak ott alkalmazható, ahol nem sérülékeny vízbázis a befogadó, azaz nincs szükség nagymértékű tápanyag-eltávolításra, vagy pedig másik rendszerrel (pl.: faültetvényessel) kell kombinálni. A gyökérzónás rendszer a vízáramlás iránya szerint tovább csoportosítható: • függőleges vízáramlású vagy szivárgású (nitrifikációs biológiai tisztításra) (44. ábra);



• vízszintes vízáramlású vagy átfolyású; (biológiai utótisztításra és denitrifikálásra) (45. ábra); 44. ábra. Függőleges vízáramlású gyökérmezős rendszer

45. ábra. Vízszintes vízáramlású gyökérmezős rendszer c. A víz a talajfelszín alatt és felett egyaránt áramlik, vagyis átszivárgásos rendszer (46. ábra): • ez a rendszer is nyílt vízfelszínű, mivel a területet elárasztják szennyvízzel, csak itt a víz nem elfolyik a területről, hanem függőlegesen beszivárog a talajba, és onnét kerül elvezetésre drén csövekkel; a közeg, amibe a növényeket telepítik különböző lehet a tisztítandó szennyvíz minőségétől függően. Települési szennyvíz esetében lehet kavics, homok, kő, illetve ezek kombinációja. (Megjegyzés: ez mindegyik mocsári növényes rendszerre igaz); a felszínt szakaszosan árasztják el megfelelő mennyiségű vízzel (5-6 cm/d), így a növényt tartó közeg pórusaiba felváltva kerül víz és levegő. Ennek következtében felváltva alakul ki aerob (oxigént tartalmazó) és anaerob (oxigénmentes) időszak, ami különösen a növényi tápanyagok eltávolítása szempontjából fontos; egyesíti az előző két rendszer előnyeit: a víz függőlegesen és vízszintesen is keresztülfolyik a homokkavics-talaj közegen, minden elem (talaj, az egész növény, mikroorganizmusok) részt vesz a lebontótisztító folyamatokban, ezért nagyobb tisztítási hatékonysággal rendelkezik, mint a másik két mocsári növényes rendszer; utótisztításként a szivárogtató mezőket általában a szeptimtartályokkal kombináltan használják az elfolyó szennyvíz tisztítására. A szivárogtató mezőn gyakorlatilag perforált dréncsöveket helyeznek el kavicságyban a felszín alá, 0,8 m mélység alá, hogy a fagy ne tegyen kárt a rendszerben. Szerencsés, ha két párhuzamos mezőt alakítunk ki, amelyet felváltva üzemeltetünk.



46. ábra. Átszivárgásos rendszer, függőleges és vízszintes Kistelepülések esetében hatékonyabb a nagyobb flexibilitású, összetettebb rendszerek tervezése és kiépítése az alábbi szempontok szerint: • a rendszer jól illeszkedjen a befogadói paraméterekhez; • a téli és nyári üzemre külön üzemeltetési alternatívát biztosítson. A 47. ábra több kombinációs alternatívát mutat be.



47. ábra. A gyökérzónás szennyvíztisztítás technológiai kombinációi A mocsári növényes rendszerek főbb tervezési paraméterei • Felület igény függőleges átfolyású rendszer esetén 1,0 m mélység mellett 3-5 m2/LE, vízszintes átfolyású rendszer esetén 0,6 m mélység mellett 5 m2/LE; • hidraulikai terhelés függőleges átfolyás mellett 50-60 mm/d (szakaszos víz rávezetéssel), vízszintes átfolyás mellett 40 mm/d; • felületi BOI-terhelés 10-20 g/m2/d; • mélység 1,0-1,2 m; • szigetelés igény minden esetben, ha a talaj vízáteresztő képessége nagyobb, mint 10-8-10-3 m/sec között: az agyagásvány tartalom ne haladja meg az egész szűrőközeg 5%-át; • településtől való védőtávolság igény 150-300 m; • a perforált elosztó vezetékek egymástól való távolsága 2-3 m lehet; • a szakaszos adagolást megfelelő adagoló szerkezettel (adagoló szifon, vagy billenővályús adagoló, vagy adagoló szivattyú) kell biztosítani; • a víz elvezetést 4-6 m-re elhelyezett dréncsövek biztosítják. 86 Created by XMLmind XSL-FO Converter.


A szükséges területigényt és a tisztítási hatásfokot meghatározó tényezők (10. táblázat): • a vegetáció felületének nagysága, • a tartózkodási idő, • a szennyvíz hőmérséklete. A szükséges felület nagysága általában 25-40 m2/m3 (szennyvíz), vagy 2-5 m2/LE. 9. táblázat. A rendszer átlagos területigényének alakulása

A hazai gyökérzónás rendszerek technológiai sorba illesztési módja általában a lehető legegyszerűbb. A kialakított rendszerekben nincsenek az üzemeltetés flexibilitását biztosító elemek. A jövőben a tervezési fázis során ügyelni kell arra, hogy a hazai szennyvíztöménységhez és a hideg téli időszakokhoz jobban illeszkedő műtárgysorokat alakítsunk ki. Nagyon fontos, hogy a technológia elég rugalmas legyen, azaz megfelelő üzemváltások lehetősége fenn legyen tartva a rendszerben. A Dittrich magyarországi kutatásai alapján a gyökérzónás rendszerek eddigi tapasztalatait az alábbiakban foglalta össze. Kistelepülési szennyvíz magas koncentrációi ellenére a kiépített technológiák sem előkezelésükben, sem utókezelési módjaikban nem különböznek a nyugat-európai 1980-as években épült telepek alapkoncepciójától. Ez az egyik oka annak, hogy ezek a telepek általában nem tartják be a befogadói határértékrendszer szabta követelményeket. A hosszanti átfolyású rendszerek nem megfelelő hidraulikai működése miatt a fajlagos szervesanyag leválasztási teljesítmény egy nagyságrenddel alacsonyabbnak adódott, mint a függőleges átfolyású rendszereknél. Ennek oka alapvetően a nem megfelelő töltetanyag választás. A hosszanti átfolyású telepeink lebegő anyag eltávolítási teljesítménye alacsonyabb, mint a függőleges átfolyású telepeinkké. Ennek oka szintén a vizsgált műtárgyak nem megfelelő hidraulikai működése. A függőleges átfolyású rendszereink nitrifikációs teljesítménye magasabb, mint a hosszanti átfolyásúaké. A töltetek eltömődöttsége és a magas szervesanyagterhelés miatt a nitrifikációs teljesítmény azonban romolhat. Összefoglalás A mocsári növényes rendszereknek három nagy csoportja van, melyeknek mind megvannak az előnyei és hátrányai (48. ábra.).



48. ábra. A mocsári növényes rendszerek csoportosításának összefoglalása Az épített vízinövényes rendszerek csoportosítása Az épített rendszerek típusai a növény élettere szerint csoportosíthatóak: • mocsári növényes, • lebegőhínáros, • hínáros. A lebegőhínáros és a hínáros rendszerek esetében nincs további csoportosításnak értelme. A mocsári növényes rendszerek esetében további két szempont szerint lehet folytatni a csoportosítást, a víztest elhelyezkedése és a víz áramlási iránya szerint. Mocsári növényes rendszerek a víztest elhelyezkedése szerint: • felszín feletti átfolyású, • felszín alatti átfolyású, • a kettő kombinációja. Mocsári növényes rendszerek a víz áramlási iránya szerint: • vízszintes áramlás, • függőleges áramlás, • mindkettő irányba történő áramlás. Ellenőrző kérdések és feladatok Kérdések 1. Mi a közös jellemzője a vízinövényes rendszereknek? 2. Mik az előnyei és hátrányai az épített vízinövényes rendszereknek? 3. Milyen részekből áll a vízinövényes ökoszisztéma és ezekben mi a növényi tápanyagok megoszlása és sorsa? 88 Created by XMLmind XSL-FO Converter.


4. Csoportosítsa az épített vízinövényes rendszereket és jellemezze az egyes csoportokat! 5. Jellemezze a mocsári növényes rendszerek főbb csoportjait!


10. fejezet - Élőgépek szennyvíztisztítási technológia Bevezetés Az „élőgépek” szennyvíztisztítási technológia olyan magyar mérnökök által kifejlesztett eljárás, amely ma nem csupán hazánkban, de a nemzetközi piacokon is egyre elismertebb. Ennek elsődleges oka, hogy míg a hagyományos szennyvíztisztítók meglehetősen sok negatív hatással (kellemetlen szagok, zajhatás, környezetbe nem illő kialakítás) járnak, az élőgépek-telepek a városias környezetbe remekül illeszkedő, esztétikus, botanikus kert külsejű, szaghatások nélkül működő létesítmények. Külső adottságaikon túl kiemelkedően magas tisztítási hatásfokra képesek úgy, hogy üzemeltetési költségeik jóval alulmúlják a hagyományos rendszereket. A következőkben bemutatjuk magát a technológiát, az előnyeit, gazdaságosságát és alkalmazási területeit. Követelmények: • ismerje az élőgép célját, felépítését, előnyeit, hátrányait; • tudja működési elvüket, alkalmazási lehetőségeiket; • tanulja meg a technológiai sor elemeit, azok működésének összhangját; • ismerje az alkalmazott növények és állatok funkcionális szerepét. Élőgép: technológiai céllal kialakított mezokozmosz, vagyis több fajt tartalmazó vízi, sekélyvízi vagy szárazföldi ökoszisztéma. Tágabb értelemben: minden technológia, melyben a biokonverziót, a biodegradációt, vagy más átalakítást végző központi katalizátor szerepét egy ökológiai közösség tölti be. Lehet természetes vagy mesterségesen kialakított. Szűkebb értelemben: szennyvízzel, szerves anyagokkal, tápanyagokkal terhelt élővizek tisztántartására, szennyezett felszíni vagy felszín alatti vizek remediálására vagy szennyvíztisztításra kifejlesztett, intenzív biodegradáló aktivitással és stabilitással rendelkező, széles fajspektrumú, minden trofikus szint élőlényeit tartalmazó, mesterséges kialakított közösség és élőhely. Élőgép: olyan szennyvíz-tisztító módszer, amely élő szervezetek metabolikus folyamatait felhasználva fokozza a hagyományos szennyvíztisztító berendezés hatékonyságát azáltal, hogy ezek a szervezetek kiválasztják és semlegesítik a mérgező anyagokat. Az élőgépek szennyvíztisztítási technológia alapjait az 1980-as évek végén és az 1990-es évek elején fejlesztették ki az Amerikai Egyesült Államokban (egy magyar mérnök ötlete alapján, aki hazatért Magyarországra és itt valósította meg elképzeléseit) és Skóciában. A módszer kidolgozásánál kiemelt szempont volt a legújabb ökológiai tervezési elvek és ismeretek egységes felhasználása. Az élőgépek technológia különlegessége a biológiai sokféleség lehetőségeinek maximális kihasználásában rejlik. A természetes tisztítási folyamatok felgyorsításával a rendszer egyesíti a hagyományos eleveniszapos technológiák és a természetközeli tisztítási módszerek előnyeit. Az élőgép egy adott területre vonatkozó szennyvíztisztítási módszer, egy olyan eljárás, amely 2-3000 élő organizmus - részben növények - által kiválasztja és semlegesíti a szennyező anyagokat. A technológia a világon bármely település, illetve vállalat számára alacsony költségvetésű, hatékony és esztétikus módszert jelent a szennyvíz megtisztításához. Ez a technológia természetesen a legszigorúbb környezetvédelmi előírásoknak is megfelel. Amellett, hogy egy élőgép sokkal olcsóbb és hatékonyabb, mint a legelterjedtebb eljárások, ezen felül még vonzó is (hatékonyság és eredményesség). Az élőgép maga az "élő példa" arra, hogy a szennyvíztisztítás nem egy visszataszító folyamat. A nyomasztó betontömböktől eltérően, már maga az élőgépek látványa is lenyűgöző! Az élőgép külsőre nagyon hasonlít egy üvegházhoz, mindemellett szagtalan is, így senki sem gondolná, hogy mindaz, amit lát, valójában egy szennyvíztisztító berendezés. Az élőgépek szennyvíztisztítók a környezetvédelmi oktatás népszerű helyszínei, egyben kiváló PR-eszközök is, és mindemellett a munkára fogott biológiai sokféleség kiválóan alkalmas az ökológiai szemlélet terjesztésére. 90 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Élőgépek szennyvíztisztítási technológia Maga az élőgép egy komplett vegyes, gép-élőlény ökoszisztémaként, egy összetett élő rendszerként fogható fel. A rendszert egy zárt közegbe helyezzük el, ahová mesterséges úton juttatjuk be a rendszer fennmaradásához, életben maradásához szükséges tápanyagokat. Esetünkben ez az alaptápanyag a szennyvíz és a benne található szerves és szervetlen anyagok összessége. A kiépített ökoszisztéma fajgazdagsága révén egy teljes táplálékpiramist (trofikus szinteket) feltételez, ahol a bekerült szennyvíz (táplálék) a biológiai résztvevők által a biológiai szintek folyamán feldolgozásra, átalakításra kerül. Az egyes szinteken egyre magasabb rendű (rendszertani) élőlények helyezkednek el, így alakítva ki egy, tökéletes, mesterségesen létrehozott „természetes” ökoszisztémát. Az élő szervezetek használata a tisztítási folyamatok során nem újkeletű dolog. A növények és éppúgy az állatok is életfenntartásuk, anyagcseréjük, légzésük során a természetben megtalálható elemeket (és azok különböző kötésben lévő formáit) hasznosítják. A szennyvízkezelésben így az élő szervezetekre jut az a szerep, hogy a koncentráltan jelentkező, előzetes kezelési módokon átesett vizet életfolyamataik révén megtisztítsák a nem kívánatos alkotó részektől. A tisztítás során a cél az ásványosítás, vagy mineralizáció – az elemek szerves kötésből ásványi kötésbe vitele. Ennek során a vegyületek energiatartalom-csökkentő átalakítása, az ökoszisztéma energetikai elszegényedése, biológiailag már hasznavehetetlen hő fejlesztése, és a biokémiai komplexitás csökkenése megy végbe. Az élőgépek szennyvíztisztítási technológia besorolása • Mobilizáción alapuló: mikrobák mineralizálják, a növény felhasználja a szennyezőanyagot; • a vízhez, mint környezeti elemhez köthető; • ökológiai módszer: bonyolult közösség végzi; • in situ technológia: élővizek kezelésére magát az élőgépet helyezzük a szennyezett felszíni vízbe, pl. tavakba, tározókba, folyók holtágába, mint egy úszó tutajt vagy hajót; • ex situ technológia: szennyvíztisztítás a szennyvíztisztító telepen történik, az összegyűjtött szennyvíz a csatornákon keresztül érkezik. Ökológiai rendszer: teljes tápláléklánc. Két-háromezer faj: • baktériumok, • protozoák (zoo-planktonok), • algák, • kagylók, • csigák, • rákok, • halak, • növények. Oxigén és napfény A természetes élővizek vagy mocsarak trofikus szintjeinek élőlényei, így a detritusz, a növények és az állatok egyaránt jelen vannak és működnek. Élővizek kezelése Az élőgépet a szennyezett felszíni vízbe (pl. tavakba, tározókba, folyók holtágába) in situ helyezik, mint egy úszó tutajt vagy hajót.


Élőgépek szennyvíztisztítási technológia Szennyezett élővizek esetén a természet egyensúlya megbomlik, ha egyszerre túl sok szerves vagy szervetlen szennyezőanyag kerül bele. Az úszó élőgépre rögzített növények és a növényi gyökerek által kötött mikrobaközösség együtt a következőket biztosítják: • az adott ökoszisztéma megbomlott egyensúlyának visszaállítását; • a felhalmozódott anyagok bontását; • az eredeti fajeloszlás visszaállítását.

49. ábra. In situ élőgépek szennyvíztisztítási technológia látképe

50. ábra. Az élővizek kezelésére szolgáló technológia folyamatábrája A következőkben csak az ex situ rendszer bemutatására kerül sor részletesen (az élőgépek szennyvíztisztítási technológia kifejezés erre vonatkozik). Élőgépek szennyvíztisztítási technológia bemutatása


Élőgépek szennyvíztisztítási technológia Magyarországon az Organica Zrt. foglalkozik az élőgépek szennyvíztisztítási technológia alkalmazásával (51. ábra). Cégük készíti és üzemelteti ezeket a rendszereket nem csak hazánkban, hanem már a világ több országában is. A technológiával világelsőségre tör a magyar piacon már ismert cég, az Egyesült Államoktól Kínáig több országban kívánnak hódítani a pálmaház vagy botanikus kert kinézetű tisztítóval (52., 53, 54., 55. ábrák), amelynek különlegessége, hogy akár lakóházak közé is beépíthető. Találóan nevezik e rendszert a XXI. század szennyvíztisztító technológiájá-nak.

51. ábra. Magyarországon működő élőgépek szennyvíztisztítási technológia helyei

52. ábra. Élőgépek szennyvíztisztítási technológia épülete, Telki

53. ábra. Nőtincs - három települést kiszolgáló szennyvíztisztító


Élőgépek szennyvíztisztítási technológia

54. ábra. Diósjenő - három település közös szennyvíztisztítója Nógrád megyében

55.a). ábra. Noszvaj - két település szennyvizét kezelő tisztító

55.b). ábra. Noszvaj - két település szennyvizét kezelő tisztító Tartályok vannak benne, melyek sorozatán áramlik a szennyvíz. A tartályok tetején rács van, melyekre a tisztítási szakasznak megfelelő növényegyütteseket telepítenek. E növények gyökerei akár egy-másfél méter 94 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Élőgépek szennyvíztisztítási technológia mélyre is benyúlnak a vízbe, melyet a mérnökök szennyezőanyagnak mondanak, mi pedig tápláléknak értelmezünk. Ez a gyökérrendszer a tisztításban résztvevő többi élőlény élettere, menedékhelye. A szennyvíz összetételétől és a tisztítási igényétől függően a technológiai sor anaerob előtisztítóval, anoxikus zónával, illetve utótisztítóként fluidágyas ökoreaktorral egészül ki. Miközben a szennyvíz keresztülömlik a különböző tartályokon, élő organizmusok vonják ki belőle a hulladékot és táplálékként használják fel azt. Az organizmusok önszerveződő, illetve napenergia-hasznosító képessége a garancia a szennyezőanyagok maximális biológiai lebontására. Az ülepítőben a lebegőanyag válik ki, a bakteriális biomassza elválasztására szolgál. Az ökológiai fluidágy fejezi be a munkát a legutolsó kis részecskék, kolloidok, nehezen bontható részek eltávolításával.

56. ábra. Az élőgépek szennyvíztisztítási technológia folyamatábrája

57. ábra. Az élőgépek szennyvíztisztítási technológia



58. ábra. Élőgépek rendszer technológiai ábrája. 1. szennyvíz bevezetés, 2. anaerob reaktor, 3. anoxikus reaktor, 4. zárt aerob reaktor, 5. nyitott aerob reaktor, 6. nyitott aerob reaktor, 7. ülepítő, 8. levegőztetett biológiai szűrők, 9. fúvó, levegőztető vezetékek, 10. fölösiszap-elvétel és iszaprecirkuláció, 11. tisztított szennyvíz Részletezve: 1. az érkezett szennyvíz bevezetése a rendszerbe; 2. anaerob reaktor: erősen szennyezett szennyvizek előtisztítására, harmadik tisztítási fokozatban biológiai foszforeltávolításra; 3. anoxikus reaktor: előtisztítás és harmadik tisztítási fokozatban denitrifikálásra; 4. zárt aerob reaktor: erősen szennyezett szennyvizek első fokozatú aerob előtisztítására, beépített biofilterrel; 5. nyitott aerob reaktor: a szennyezést jól tűrő és azt hasznosító növényekkel betelepített és levegőztetett reaktor, általában több fokozatú, kaszkád-rendszerű kiépítésben; 6. nyitott aerob reaktor: A szennyezettségtől függően a nitrifikáció a további aerob fokozatokban történik. A sorba kapcsolt további egységek végzik a nehezen bontható alkotórészek lebontását, amelyben a növények mellett kagylók, csigák is részt vesznek; 7. ülepítő: a szerves anyag lebontásából keletkező bakteriális biomassza elválasztására, a hagyományos eleveniszapos tisztítóknál kisebb iszapkoncentráció és fölösiszap képződés mellett; 8. levegőztetett biológiai szűrők: a tisztítási igénytől függően több fokozatban használt többfunkciós utolsó tisztítóegység kolloidok, nehezen bontható részek eltávolítására, jelentős denitrifikáló hatással; 9. fúvó + levegőztető vezetékek; 10.

fölösiszap-elvétel és iszaprecirkuláció;

11. tisztított szennyvíz: a tisztított szennyvíz paraméterei a legszigorúbb (I. kategória) követelményeinél is tisztább vizet eredményeznek. Mint korábban már említésre került, az élőgépekben két-háromezer faj: baktériumok (ezek teszik ki mind faj, mind tömeg szempontjából a nagyobbik hányadát), planktonok, algák, kagylók csigák, halak, növények élnek,


Élőgépek szennyvíztisztítási technológia tevékenykednek, teljes táplálékláncot alkotva. Az egyes medencékben előforduló állatok és növények eloszlását láthatjuk az 59. ábrán.

59. ábra. Az élőgépek biotikus közösségének eloszlása


Élőgépek szennyvíztisztítási technológia Míg a hagyományos szennyvíztisztító reaktorokban általában alkalmazott biofilmhordozók mindössze kb. 200500 m2/m3 fajlagos felülettel rendelkeznek, addig a növényi gyökereknél általános a 10-12 000 m2/m3 fajlagos felület. A nagyságrendi különbség magáért beszél (60. ábra).

60. ábra. Az élőgépek technológiában a növényi gyökereknél általános a 10-12 000 m2/m3 fajlagos felület Magyarországi éghajlati körülmények között a technológia üvegházban kerül elhelyezésre. Az üvegház feladata, hogy a téli időszakban is biztosítsa a növények számára az életfeltételekhez szükséges minimális 6 °C hőmérsékletet. Télen, a különösen hideg éjszakákon, a minimális külső fűtési igény termo-ventilátorokkal könnyedén biztosítható, minden egyéb esetben a nyáron árnyékoló függönyként is működő hőtükrök, valamint maga az üvegházhatás elegendő a megfelelő hőmérséklet fenntartásához. Az élőgépek technológia különlegessége a biológiai sokféleség lehetőségeinek maximális kihasználásában rejlik (61. ábra).

61. ábra. Biológiai sokszínűség az élőgépek technológiában Az Organica élőgépek technológia olyan hatékony és költségkímélő alternatívát kínál, amely új, kedvezőbb megvilágításban tüntetheti fel a szennyvíztisztítást a lakosság számára. A hagyományos eleveniszapos tisztítók sok esetben zajosak, kellemetlen szaghatással járnak és – finoman szólva – látványuk sem növeli a közelben lévő ingatlanok értékét. Következésképpen a szennyvíztisztítók telepítése rendszerint a település határára történik. Az élőgépek technológia alkalmazásával nem csak hogy megszűnnek a zavaró hatások, de az üvegházak örökzöld foltként üdítő látványt jelenthetnek a többnyire zsugorodó zöldfelületekkel rendelkező településeken (62., 63., 64., 65., 66. ábra).



62. ábra. Virágzó leander az élőgépes szennyvíztisztítási technológia elvén működő szennyvíztisztító üzem üvegházában, Etyeken

63. ábra. Harbor Park



64. ábra. Nagytétény

65. ábra. Aerob reaktor


Élőgépek szennyvíztisztítási technológia 66. ábra. Elől anaerob, hátul anoxikus reaktor A szennyvíztisztítók egyik negatív jellemzője, hogy környezetének levegőjét jelentős mértékben kellemetlen, esetleg mérgező szaganyagokkal szennyezi. A szennyvíz anaerob bomlási folyamatai kellemetlen szagú gázok (ammónia, szkatol, krezolok, merkaptánok, kénhidrogén, metán, vajsav) képződéséhez vezethetnek. Ezek elhárítására építik be a biofiltereket az élőgépekbe. A szaghatást okozó folyamatok az alábbiak: • illékony anyagok emissziói; • biológiai lebontódás; • adszorpció csökkenése a szilárd anyagok felületén; • transzportálódás a teljes rendszeren keresztül; • anyagok keletkezése az oxidáció, redukció és fertőtlenítés hatására. A biofilter tulajdonképpen egy, a medence fölé helyezett keret, amelyben rács tartja a töltetet (komposzt, illetve tőzeg rétegek). A keret hézagmentesen fekszik fel a reaktorok peremén, hogy megakadályozza a szaganyagok elszivárgását a töltet mellett. A töltettel szembeni alapkövetelmény a porozitás és a nagy fajlagos felület. Két rétegből áll: alul egy kb. 300 mm vastag faforgács-réteg, fölötte 50 mm vastagságú tőzeg helyezkedik el. A biofilter tetejére takarónövények, apró termetű kúszónövények kerülnek. A töltetet nedvesen kell tartani a megfelelő működéshez. A töltetben a növények szerepe kettős: a gyökerek felszínén megtelepedő mikroorganizmusok gyorsítják az adszorbeált szaganyagok lebontását, másrészt a növények jelzik, ha a töltet szárad és esedékes az öntözés. A biofilter töltetében kedvező körülmények uralkodnak egy gazdag mikroflóra kialakulásához. Ehhez a töltet nedvességét folyamatosan fenn kell tartani. A tölteten átáramló levegő szaganyagait, azaz az illékony szerves anyagot és az ammóniát megkötik és hasznosítják a töltet és a gyökerek felületén élő baktériumok és mikrogombák. Az élőgépek technológia újdonsága, hogy az egyes eleveniszapos technológiákban használt mesterséges hordozótöltetek helyett a növények gyökerein kialakuló természetes fixfilmes rendszert alkalmaz. A technológiai sorban a levegőztetett medencék felszínére (a felület min. 60%-a) növényzet kerül. A növényeket a nyugalmi vízszint magasságában rögzített rácsokra kell telepíteni úgy, hogy gyökerük a medence terébe nyúljon. Ennek megfelelően a növények életfeltételeinek megfelelő környezetet kell kialakítanunk. Az optimális környezet megteremtésére szolgál az üvegház, aminek falai között üzembiztosabban tudjuk szabályozni a megfelelő hőmérséklet, páratartalom, megvilágítottság paramétereit. A növényösszetétele merőben más is lehet, mint a természet közeli rendszereknél (gyökérzónás). Azokban a rendszerekben nádas, gyékény, sás az uralkodó faj. Az élőgép merőben más tulajdonságai miatt más növényi kultúrát is kilehet építeni, hiszen a szerepük a tisztításban részben eltérő. Egyedi jellemzők: • üvegház nyújtotta stabilabb hőmérsékleti viszonyok; • szűkebb területi kiterjedés; • koncentráltabb terhelés; • eltérő célra való alkalmazása a növényi gyökérzetnek; • a növényekben felhalmozott elemeket nem tudjuk aratással kivonni a rendszerből; A növények szerepe ötös tagolású: 1. a gyökérzetükön mikrobiális szervezetekből álló biofilm alakulhat ki; 2. anyagcseréjükhöz táplálékot vonnak ki a szennyvízből (foszfor, nitrogén és egyéb vegyületek); 101 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Élőgépek szennyvíztisztítási technológia 3. a gyökérzetükön keresztül olyan anyagokat választhatnak ki, amelyek jótékony hatással lehetnek a mikrobiális szervezetek munkájára; 4. a vízi és mocsári növényekre jellemző gyökérzetükkel oxigént juttatnak a szennyvízbe; 5. nem utolsó sorban meg kell említeni a növények esztétikai látványát is. Tehát a technológiában felhasznált növények nem csak a látvány szerepét töltik be, hanem funkcionális szerepük is jelentős. 1. A gyökérzetük segítségével növelik a reakciókban résztvevő baktériumok élőhelyét – ezzel a reakció felület hatványozottan növekszik. Ezzel egyrészt lényegesen kisebb fajlagos iszaphozamot eredményez, másrészt köztudottan jobb megkötődése lehet a nitrifikáló mikroorganizmusoknak, amely azok nagyobb mértékű elszaporodását is biztosíthatja. 2. A tisztításban közvetlenül az anyagcsere folyamataik révén tudnak szerepet vállalni, testük építéséhez, és életfolyamataikhoz szükséges tápanyagokat közvetlenül a szennyvízből veszik fel. Tudni kell viszont, hogy ez a tisztítás a teljes folyamaton belül elhanyagolható (nitrogénszennyeződés kb. 5-10%). Vannak olyan növények, amelyek elviselik a tápanyagok és a nehézfémek nagy koncentrációját is, míg néhány növény akkumulálni is képes azokat a szöveteiben. Ma 400 olyan növény ismert, amelyek alkalmasak a nehézfémek kiszűrésére. Példaként lehet még említeni a sások felszín fölötti növényi részeiben felhalmozódott foszfor mennyiségét, amely körülbelül 6, 7 g/m2/év 3. A gyökerek kiválasztásának termékei tartalmaznak váladékokat, nyálkát, elhalt sejtanyagokat, amelyek egyidejűleg befolyásolják a gyökérzónában lejátszódó biológiai folyamatokat. A kiválasztás anyagai között a növényi szövetekben jelenlévő vegyületek is megtalálhatók. A gyökerek által kiválasztott nedvekben vannak például cukrok, vitaminok, úgymint tiamin, riboflavin, piridixin, szerves savak, mint maleinsav, citromsav, aminosavak, benzolsavak, fenol- és egyéb vegyületek 4. A gyökerek által bevitt oxigén a reakciókban hasznosul és egyben csökkenthető vele a mesterségesen bevitt oxigén mennyisége (költségcsökkentő). Elsősorban mocsári növényeket lehet beültetni az ilyen rendszerekbe. Ezek a növényfajok kifejlesztettek egy olyan speciális szövetet (aerenchima), amely hosszú, nyitott csatornákból áll. A szövetek biztosítják a gáz áramlását, amely segítségével képesek a gyökérzónába juttatni a levegőt, s így képesek elviselni az anaerob viszonyokat is. 5. A növényekkel betelepített üvegház látványa sokkal jobban szolgálja a mai társadalom elvárásait. Sokkal könnyebb elfogadtatni az emberekkel a szennyvíztisztítók telepítését, ha ilyen látvány fogadja a belépő látogatót. Segít tompítani a zöldterületek egyre fogyatkozó területének rohamos csökkenését. Másodlagos szerepe lehet, hogy egyes állat vagy ritka növényfajnak otthont adjon. Az élőgépeknél elsősorban olyan makrofitákat lehet alkalmazni, amelyek képesek vízzel telített talajokon növekedni, és el tudják viselni a különböző szélsőséges kémiai hatásokat a szennyvízben. Összefoglalás Az élőgép, a „Living Machine” az alternatív szennyvíztisztítási technológiák között egyik lehetőségként kísérleti jelleggel már több helyen működik. Az élőgép olyan kisebb, jól berendezett medencerendszer, melyben vízi állatok és növények élnek a természeteshez nagyon közeli feltételek között. Kiváló lehetőség arra, hogy megﬁgyeljük az élőlények reakcióit, az öntisztulási folyamatokat. Az élőgép olyan rendszer, amelyen belül önálló egységek vannak. Az egységek önellátóak, lezajlanak bennük azok a folyamatok, melyek a természetben is. A víz az egyik medencéből a másikba áramlik. A rendszer biológiai stabilitása az életközösségek és a tartályok méretétől függ. A műszaki megvalósítást követően a tartályokat élőlényekkel telepítik be. Több különböző faj betelepítésével magasabb szintű biodiverzitás érhető el a rendszerben. Ha megfelelő élőhelyet biztosítunk, az élőlények benépesítik azt. Minimálisan egy fotoszintézisen alapuló aerob világot – önműködő társulást – hoznak létre, amely anaerob világot igényel. Ezek együttesen képesek olyan biokémiai folyamatok megvalósítására, melyek feldolgozzák a keletkező folyékony hulladékot. A rendszer részei


Élőgépek szennyvíztisztítási technológia Termelő egység, amely a napfényen alapul, és a tápláléklánc alapját adja. Ezt algák és más vízi növények alkotják. A fogyasztó egység nagyobb szervezeteket – például halakat – foglal magában. Lehetnek benne vízinövények, melyek gyökerei víz alatti dzsungelt jelentenek a tápanyagfogyasztó mikroorganizmusok számára. Ebben az esetben a víz átfolyik a növények gyökérzetén. Lebontó egység, mely az anaerob világ másolata. A vizet átszűrjük kavicsokon. A baktériumfajok és más iszaplakók hozzátapadnak a kövek felszínéhez és átalakítják az anyagokat. Ez az önszabályozó rendszer annyiban több a jól „beállt” akváriumnál, hogy ha nagyobb méretben, lakóhelyre telepítik, a szennyvizek biológiai megtisztítása remélhető tőle. Az élőgép egyike a betonból épített, regionális méretű, több száz km-es csatornát igénylő ipari szennyvízkezelő telepek alternatív kiváltási lehetőségének. Az élőgéppel kapcsolatosan még folynak a kutatások és kísérletek, a környezetvédelem alternatív technológiájára azonban ﬁgyelmet kell fordítanunk. Ellenőrző kérdések és feladatok 1. Mi az élőgép és milyen a felépítése? 2. Mik az előnyei és hátrányai az élőgépeknek? 3. Milyen alkalmazási lehetőségeit ismeri az élőgépeknek? 4. Jellemezze a technológiai sor elemeit! 5. Jellemezze az élőgépeket felépítő növények és állatok funkcionális egységét!


Zárszó Kedves Tanuló! Bízom benne, hogy a Szennyvízkezelés II. jegyzet is sok új ismeretet nyújtott Önnek, amit munkája során hasznosítani tud. A második kötet új szemléletben és megközelítésben tárgyalja a szennyvíztisztítás technológiáit. Ezek között több olyan technológiai elem van, amit már régóta használnak, de van néhány újabb is. Ez azt jelenti, hogy e tudományterület fokozatosan fejlődik. Remélem, hogy e két kötet tanulása során szerzett ismeretek megalapozzák szakmai tudását, amelyre munkája során alapozni tud. Mindezeket figyelembe véve javaslom, hogy folyamatosan kövesse nyomon a tudományos ismeretek bővülését, vegye fontolóra a bennük rejlő lehetőségeket és bővítse, fejlessze szakmai tudását. Ehhez kíván sok sikert a szerző

civ Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Irodalomjegyzék 1. Balogh J. A., Megyeri M., 2004, Természetközeli szennyvíztisztítási technológiák vízminőség-szabályozási aszpektusai-tanulmány, Országos Környezetvédelmi és Vízügyi Főigazgatóság 2. Barótfi I. (Szerk.), 2000, Környezettechnika, Mezőgazdasági Kiadó, Budapest, 348. 3. Beliczay E., Bulla M., Vári A. (Szerk.), 1994, Magyarország környezeti jövőképe, MTA-Társadalmi Konfliktusok Kutató Központja, Bp., -96 4. Benedek P. (Szerk.), 1989, Víztisztítás-szennyvíztisztítás zsebkönyv, Műszaki Könyvkiadó, Bp. 5. Benedek P. (Szerk.), 1990, Biotechnológia a környezetvédelemben, Műszaki Könyvkiadó, Bp., -283. 6. Csapóné Felleg Á., 2000, Települési környezetvédelem, KVM-Környezetgazdálkodási Intézet, Bp., -174. 7. Domokos S., Forgács J., Kopasz M., Kovács N., Tóth A, (Szerk.), 1999, Környezetvédelmi alapismeretek, KöM-Környezetgazdálkodási Intézet, Bp.,-310 8. Förstner, U., 1993, Környezetvédelmi technika, Springer Hungarica Kiadó, Bp., -451. 9. Juhász J., 1977. Víztisztaságvédelmi módszerek és berendezések, Tankönyvkiadó, Bp., -162. 10.

Kecskés Gábor: Természetes szennyvíztisztítás.

11.

Kerényi A., 1991, Környezetvédelem, Tankönyvkiadó, Bp.

12.

Kerényi A., 1995, Általános környezetvédelem, Mozaik Oktatási Stúdió, Szeged, -383.

13.

Kerényi A., 2003, Környezettan, Mezőgazda Kiadó, Bp.

14. Marczisák V. et al. (2006): Természetközeli szennyvíztisztítási eljárások. VITUKI Consult Környezetvédelmi és Vízgazdálkodási Kutató és Tanácsadó Zrt. Budapest. 15.

Öllős G., 1992, Szennyvíztisztítás I., Budapesti Műszaki Egyetem Mérnöktovábbképző Intézet, Bp.

16.

Öllős G., 1993, Szennyvíztisztítás II., Budapesti Műszaki Egyetem Mérnöktovábbképző Intézet, Bp.

17. Pálfalvy Z., 2001, A Kickuth-féle nádgyökértéri szennyvíztisztítás általános sajátosságai, technológiája és költség előirányzatai-termékismertető, ÉLŐVÍZ Kft. 18. Pártosi F., 2002, A gyökértéri szennyvíztisztítás alkalmazási tapasztalatai –szakdolgozat, Eötvös József Főiskola, Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázási Tanszék, Baja 19.

Randolf, R., 1976, Mit tegyünk a szennyvízzel, Mezőgazdasági Kiadó, Bp., -126.

20.

Sántha A., 1996, Környezetgazdálkodás, Nemzeti Tankönyvkiadó, Bp., -348.

21. Takács Z., 2001. Organica Élőgépek-negyedik generációs biológiai szennyvíztisztítás, Vízellátáscsatornázás, IV. (67), 64-66. 22.

Tamás J. (2008): Vízkezelés és szennyvíztisztítás. HEFOP 3.3.1-P.-2004-09-0071/1.0

23.

Tamás J., 1998, Szennyvíztisztítás és szennyvíziszap elhelyezés, DATE, Debrecen

24. Útmutató a 2000 lakosegyenérték szennyezőanyag-terhelés alatti települések szennyvízelvezetési és – tisztítási megoldásainak kialakításához Vidékfejlesztési Minisztérium 2010. június 25.

Vermes L. (szerk.), 1997, Vízgazdálkodás, Mezőgazdasági Szaktudás Kiadó, Bp., -395.

26.

Vermes L., 1998, Hulladékgazdálkodás, hulladékhasznosítás, Mezőgazda Kiadó, Bp. –191.

cv Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Irodalomjegyzék

Internet: gisserver1.date.hu/tamas/szennyvizjegyzet www.kvvm.hu/korny/allapot www.foek.hu/korkep

cvi Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Fogalomtár Alkalinitási szint: lúgossági szint. Biodegradáció: biológiai bonthatóság. Biokonverzió: biokémiai folyamat a sejtekben, melynek során az enzimes reakció szubsztrátja átalakul köztitermékké, vagy termékké; szintézissel, lebontással vagy transzformációval. Detriusz: szétesett állati és növényi szövet v. sejt maradványa; vizekben elpusztult növények és állatok maradványainak törmeléke, melyet a vízmozgás egyre jobban feldarabol; nagy tömegben található szerves eredetű törmelék. Elfolyásszabályozó rendszer: az olyan tisztítórendszer, amikor a befogadó vízfolyáshozama és asszimilációs kapacitása kicsi, elfolyás nincs. Fordítva, amikor a befogadó vízhozama nő, a tisztított szennyvíz a szabályozó rendszer segítségével a tóból elfolyik. Élőgép 1: komplett vegyes, gép-élőlény ökoszisztémaként, összetett élő rendszerként fogható fel. A rendszert egy zárt közegbe helyezik el, ahová mesterséges úton juttatják be a rendszer fennmaradásához, életben maradásához szükséges tápanyagokat. A kiépített ökoszisztéma fajgazdagsága révén egy teljes táplálék piramist (trofikus szinteket) feltételez, ahol a bekerült szennyvíz (táplálék) a biológiai résztvevők, biológiai szintek folyamán feldolgozásra, átalakításra kerül. Az egyes szinteken, egyre magasabb rendű (rendszertani) élőlények helyezkednek el, így alakítva ki egy tökéletes, mesterségesen létrehozott „természetes” ökoszisztémát. Élőgép 2: olyan szennyvíz-tisztító módszer, amely élő szervezetek metabolikus folyamatait felhasználva fokozza a hagyományos szennyvíztisztító berendezés hatékonyságát azáltal, hogy ezek a szervezetek kiválasztják és semlegesítik a mérgező anyagokat. Sorba kapcsolt medencék, felületükön rácsra telepített növényekkel, amelyek gyökere benyúlik a reaktortérbe: esztétikus, nincs szag- és zajemisszió; kevés a fölös iszap; üvegházba telepítve egész évben működhet. Élőgép 3: technológiai céllal kialakított mezokozmosz, vagyis több fajt tartalmazó vízi, sekélyvízi vagy szárazföldi ökoszisztéma. Tágabb értelemben: minden technológia, melyben a biokonverziót, a biodegradációt, vagy más átalakítást végző központi katalizátor szerepét egy ökológiai közösség tölti be. Lehet természetes vagy mesterségesen kialakított. Szűkebb értelemben: szennyvízzel, szerves anyagokkal, tápanyagokkal terhelt élővizek tisztántartására, szennyezett felszíni vagy felszín alatti vizek remediálására vagy szennyvíztisztításra kifejlesztett, intenzív biodegradáló aktivitással és stabilitással rendelkező, széles fajspektrumú, minden trófikus szint élőlényeit tartalmazó, mesterséges kialakított közösség és élőhely. Érzékenység fogalmán a környezeti elemek és rendszerek bizonyos (rendszerint kedvezőtlen következményű) emberi hatásokra való átlagosnál fokozottabb reagálóképességét értjük, amely adódhat egyrészt az elem vagy rendszer természetes (belső) tulajdonságából, másrészt emberi eredetű (külső) hatások eredményeként kialakuló állapotából. Ex situ: eredeti helyéről elmozdítva. Hidrográf: vízszint magasságát mérő készülék. Hígítás: az élővizek öntisztító-képességük határáig (mely közvetlen méréssel meghatározható) a bevezetett szennyező-anyagokat lebontják. In situ: helyben. Kolmatáció: a talaj v. talajcső vízáteresztő képességét csökkentő beiszapolódás. A beszivárgó vízben levő finom szemcsék a talajban v. a talajcsövek felületén lerakódnak és tömítenek, így csökkentik a víz átszivárgásának lehetőségét. Közműolló: az egyes kapcsolatban lévő közműtípusok kiépítettségi aránytalansága. Pl. az ivóvízrendszer és a szennyvízcsatorna kiépítettségi különbsége. Ha kinyílik a közműolló, akkor egyre nagyobb az aránytalanság. Napjainkban a közműolló (ivóvíz – csatornahálózat) vonatkozásában záródik. Azaz egyre kevesebb az olyan lakás, ahol az ivóvízellátás biztosított, de a szennyvízgyűjtés és kezelés nem megoldott.

cvii Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Fogalomtár

LDP (MTP) az a jellemző, ami meghatározza a terhelés függvényében azt a legnagyobb területet, ami a rendszer hatékony működéséhez szükséges. Methemoglobinémia: olyan hemoglobin molekula a vérben, amely oly erősen köti az oxigént, hogy azt nem képes a szövetek sejtjeinek leadni. Mezokozmosz: a valóságos ökoszisztémát modellező mesterséges rendszer. A mezokozmoszokban minden trofikus szint képviselve van. Mineralizálás: szerves anyagok lebomlásának utolsó szakasza, amelyben azok szervetlen összetevőkre bomlanak. Protozoák: – véglények – nem fotoszintetizálók, a vizek szerves szennyezésének lebontásában játszanak fontos szerepet. A legtöbbjük baktériumfaló, s így a baktériumok pusztulásában játszanak fontos szerepet. A baktériumok szervezetük felépítéséhez, szaporodásukhoz felhasználják a szerves anyagokat, majd az elszaporodott baktériumokat a protozoák falják fel. A legtöbbjük ostoros. Recirkuláció nélküli medencében a teljes iszapvolument bevezetik a nyomás alatti tartályba. Rhizóma: gyöktörzs, gyökértörzs, Egyes növények föld alatti szára, mely a tápanyag elraktározását szolgálja. Sérülékeny ivóvízbázis az a felszín alatti víztartó képződmény/réteg, ahonnan a lakossághoz eljuttatott ivóvizet kitermelik, és amelyet nem fed olyan víz-záró földtani réteg, ami visszatartaná a terep felszínéről leszivárgó szennyező anyagokat. Szennyvízöntözés: előülepítés után általában barázdás öntözésű nyárfásokat (nyírfásokat, füzeseket) használnak a szennyvíz tisztítására. A fákat bakhátra ültetik, így a szennyvíz közvetlenül a fák gyökérzónájához jut. A telepített erdőt elvezető árokkal kell körülvenni. Talajszűrés: olyan talajszerkezet esetében alkalmazható, amely legalább napi 50 mm vízáteresztő-képességgel rendelkezik. Terhelhetőség: naponta 1-2-szer lökésszerűen rávezetett 5-30 cm vízborítás. A terület 5-15 év alatt elveszti szűrőképességét. Technológiai határérték: egyes gazdasági, háztartási, település-üzemeltetési tevékenységek általi szennyvíz kibocsátásra a rendelet 1. számú melléklet szerint megállapított vízszennyező anyag kibocsátási koncentráció, vagy fajlagos kibocsátási érték. Természetközeli szennyvíztisztítás (természetes szennyvíztisztítás): olyan szennyvíztisztítási megoldás, melynek során a baktériumok lebontó tevékenységét és a növények tápanyagfelvételét, valamint a kialakuló komplex szárazföldi vagy vízi ökoszisztémát használják ki többletenergia, ill. vegyszer hozzáadása nélkül. Ezeket passzív technológiáknak is nevezik. Természetközeli szennyvíztisztítás alatt értjük azokat – az összegyűjtött és megfelelően előkezelt, biológiailag bontható – települési szennyvizek tisztítására szolgáló eljárásokat, amelyek a talajban élő mikro- és makroélőszervezetek lebontó-felvevő képességén, sok esetben a napfény lebontó hatásán, azaz a természet öntisztító képességén alapulnak, és amely folyamatok nem vasbeton műtárgyakban, hanem bár mesterségesen kialakított, de a természetes élőhelyeket lemásoló szennyvíztisztító rendszerekben mennek végbe, külső energia hozzáadása nélkül. Rövidebben: a természetközeli szennyvíztisztítás olyan biológiai szennyvíztisztítási eljárás, amely során a szennyezőanyagok lebomlását a hordozó talajhoz, homokhoz, kavicshoz, növények gyökerének felületéhez kapcsolódó mikroorganizmusok végzik aerob vagy anaerob módon, valamint a tavas szennyvíztisztítási megoldások. Tőzegtelep: a tőzeggel való elkeverés és hathetes pihentetés után akár értékesíthető is (ha van rá igény). Trofikus: táplálkozási.

cviii Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Szennyvíztisztítási technológiák II. Dr. Simándi, Péter

Recommend Documents