Energetikai célra használt termálvizek felszíni kezelése és elhelyezése, mint a visszasajtolás szükséges és lehetséges alternatívája Dr. Pekár Ferenc ny. főigazgató-helyettes vízökológus Halászati és Öntözési Kutatóintézet, Szarvas
Az előadás vázlata • Miért szükséges a visszasajtolás helyett más, alternatív megoldást keresni? • Az alternatív megoldás hiányának várható következményei • Miért lehet alternatívája a felszíni kezelés és elhelyezés a visszasajtolásnak? • Hogyan lehetséges megvalósítani?
• Kísérleti eredmények, tudományos bizonyítékok
2004-2010: felszíni befogadóba vezetés helyett visszasajtolási kötelezettség • 2004-ig: hűtőtavas átmeneti tározás után felszíni befogadóba vezetés, kibocsátási határértékek rendeletben történő meghatározása 1984-től • 2004-ben: visszasajtolási kötelezettség törvényi előírása (kivéve: meglévő létesítmények) • 2010-ben: általános visszasajtolási kötelezettség előírása (meglévő létesítmények esetében is !) • Kötelező visszasajtolás (a VGT alapján): - 2014-től a mennyiségileg gyenge állapotú termál víztesteknél - 2020-tól a mennyiségileg jó állapotú termál víztesteknél
Miért szükséges a visszasajtolás helyett más megoldást keresni? • A 147/2010. (IV.29.) Kormányrendelet visszasajtolásra vonatkozó rendelkezései (77. és 78. §) végrehajthatatlanok, mivel: - nem áll rendelkezésre üzemszerűen alkalmazható, gazdaságos visszasajtolási technológia (jelenleg még kísérleti stádiumban van); - nem áll rendelkezésre a megfelelő beruházási összeg (~200 visszasajtoló kút: ~30 Mrd Ft); - 2014-ig nem áll rendelkezésre elegendő idő a visszasajtoló rendszerek kiépítésére; - 2010-től a felkészülésre sem állt rendelkezésre elegendő idő (a meglévő létesítmények esetében).
Miért szükséges a visszasajtolás helyett más megoldást keresni? • Ezeket a nehézségeket az esetleges néhány éves határidő hosszabbítás sem oldja meg! Ráadásul: • A 220/2004. (VII.21.) Kormányrendelet 38. § (1) d), ill. 38. § (4) a) rendelkezései szerint: - az energetikai célú termálvíz hasznosítás esetén a türelmi idő 2012. december 31.; - a használt termálvíz kezelése nélkül 100 %-os mértékű vízszennyezési bírság négy éven keresztül (2010-2013), amely bizonyos területeken elérheti a 30-40 millió Ft-ot is, évente és kutanként.
Miért szükséges a visszasajtolás helyett más megoldást keresni? Mindezeken túlmenően:
• A 220/2004. (VII.21.) Kormányrendelet 37.§ (5) rendelkezése szerint: - „amennyiben a kibocsátó a kibocsátási határértéket nem teljesíti a türelmi idő lejárta utáni első év végéig …” (2012. dec. 31. + 1 év = 2013. dec. 31.), - „… a szennyező tevékenységet a felügyelőség felfüggeszti, korlátozza vagy betiltja.
Várható következmények • A meglévő energetikai célú termálvíz-hasznosító létesítmények tömeges bezárása, munkahelyek ezreinek megszűnése • A visszasajtolás előzőekben részletezett nehézségei miatt új beruházások és új munkahelyek létesülésének elmaradása • Mindezek miatt komoly veszélybe kerül az NCsTben vállalt geotermikus célkitűzések teljesítése: - „a geotermikus energia fűtési célú hasznosítása 2020-ra több mint háromszorosára nőhet” (4,23 PJ-ról 16,43 PJ-ra, valójában közel 4x).
Visszasajtolás helyett felszíni kezelés: Miért egy lehetséges alternatíva? • A visszasajtolás az EU Víz Keretirányelve szerint nem kötelező, hanem indokolt esetben megengedett megoldás (Farkas Csamangó, 2007) • A visszasajtolás műszakilag bonyolult és igen költséges technológia, jelenleg nem elérhető • A VKI ismeri az aránytalanul nagy költség fogalmát, amely erre a problémakörre is alkalmazható (Szilágyi és Clement, 2010) • Az ilyen esetekben a jelenleg elérhető legjobb technológiát kell alkalmazni
Visszasajtolás helyett felszíni kezelés: Miért egy lehetséges alternatíva? • A felszín alatti vízkészletek mennyiségi védelme:
- az energetikai célú termálvíz kitermelés az összes felszín alatti vízkitermelésnek kevesebb mint 10 %-a.
• Energetikai célú termálvíz kitermelés:
- a hivatalos statisztika szerint: 12-14 millió m3/év - szakmai becslés alapján: ~30 millió m3/év
• Összes felszín alatti vízkitermelés:
- 800-900 millió m3/évről 600-700 millió m3/év-re, más források szerint 500 millió m3/évre csökkent
• Az energetikai célú termálvíz kitermelés NCsT-ben tervezett közel négyszeres növekedése esetén sem fogja meghaladni a 20 %-os arányt
Visszasajtolás helyett felszíni kezelés: Miért egy lehetséges alternatíva? • A felszíni befogadók minőségi védelme:
- termálkút-befogadó párok elemzése alapján (806 db termelőkút és 232 db befogadó); - a teljes kútkapacitással számolva a felszíni befogadók 30 %-a esetében nem biztosított a megfelelő mértékű hígulás; - ez a hazai összes vízfolyás kevesebb mint 6 %-a (Szilágyi és Clement, 2010).
• A befogadók minőségének védelme érdekében:
- hosszabb időtartamú tározással és kezeléssel, - azaz a szennyezőanyagok lebontásával, átalakításával, eltávolításával és visszatartásával, - tovább csökkenthető a fenti, korlátozott kiterjedésű és mértékű káros környezeti hatás.
Miért kell kezelni (tisztítani) kibocsátás előtt az energetikai célra használt termálvizeket? • A legtöbb esetben magas szennyezőanyag tartalom: összes szervesanyag (fenolok, szerves mikroszennyezők), ammónia, összsó (nátrium) • Mért jellemző paraméterek: KOI, BOI, fenolindex, PAH, ammónia, összsó, Na-eé%
• Felszíni befogadóba történő bevezetés esetén kormányrendelet által meghatározott kibocsátási határértékeket kell teljesíteni 2012. dec. 31-ig • 2004-től: szigorú szabályozás (igen alacsony határértékek, drasztikus mértékű bírságemelés)
Visszasajtolás helyett felszíni kezelés: Hogyan lehetséges megvalósítani? • A meglévő hűtő-tározó tavak felhasználásával, szükség szerinti bővítésével, új tavak építésével • Átmeneti tározás helyett hosszabb időtartamú tározás a termálvíz minőségétől függően • Elegendő időt kell biztosítani a szennyezőanyagok biológiai úton történő „ártalmatlanításának” • A biológiai lebontás, átalakítás, eltávolítás intenzitásának növelése emberi beavatkozásokkal • Eredmény: a használt termálvíz tisztítása olcsó, biológiai, természetközeli módszerekkel • Emellett értékes, szikes vizes élőhelyek létrehozása (természeti és rekreációs értékekkel)
Felszíni kezelés és elhelyezés ún. létesített vizes élőhelyeken • Előzetes, biztató eredmények az 1980-as évek közepén (az ún. szentesi modell) • Ezt megerősítő eredmények a települési és ipari szennyvizek ún. természetközeli kezelésében
• További, bizonyító erejű tavas elfolyóvíz kezelési eredmények az 1990-es évek végétől napjainkig • A termálvizes kutatási program újbóli elindítása Szarvason 2009-ben (az ún. szarvasi modell) • Bizonyító erejű eddigi kísérleti eredmények
Használt termálvizek hűtő-tározótavas kezelése és elhelyezése (az ún. szentesi modell) Hűtőtó: 24 ha Tartózkodási idő: 33 nap
Tározótó: 117 ha 165 nap
Tápanyag- és szennyezőanyag eltávolítás: Ammónia: 94 % 1140 kg N/ha év Foszfor: 78 % 70 kg P/ha év Fenol: 50 % 50 kg/ha év
A tározótóban a víz halasítható minőségű ! Forrás: Oláh és mtsai, 1987
A gyakran emlegetett szentesi „termáltó” - mint értékes vizes élőhely
117 ha
A „szarvasi termálvizes kutatási program” helyszínei Therm-Organ Kft. 9 ha
Gyógy-Termál Kft. (tervezett helyszín) 40 ha
Barex-GOP projekt Gyógy-Termál Kft. 0,5 ha HAKI
Barex Kft. 8,5 ha
A tározás hatásának vizsgálata: • helyszíni vizsgálatok (HAKI) • víz és üledék laboratóriumi vizsgálata (HAKI KAK Labor) • mikrobiológia vizsgálatok (ELTE Mikrobiológiai Tanszék)
2010. március
A THERM-ORGAN Kft. használt-termálvíz tározója 2010. tavaszán
2010. május
2010. május
Vízi élőlények a Therm-Organ Kft. tározójában kékalgák
baktériumok
kékalgák
egysejtűek
10
2010.03 2010.07
8
2010.09
A fenol és a KOI csökkenése a Therm-Organ Kft. hűtő-tározójában
6 4 2 0 TOCS TOT 1 TOT 2 TOT 3 TOT 4 TOT 5 TOT 6 TOT 7
1 200
A fenol koncentrációja a határérték alá, a KOI koncentrációja a határérték közelébe csökkent.
1 000 KOI k (mg/l)
Ö-fenol (mg/l)
12
800
2010.03 2010.07 2010.09
600 400 200 0 TOCS TOT 1 TOT 2 TOT 3 TOT 4 TOT 5 TOT 6 TOT 7
mg/l
A KOI-formák változása a Therm-Organ Kft. hűtő-tározójában 1200 1000 800 600 400 200 0
2010. 03.
1200 1000 800 600 400 200 0
TOT 1
TOT 2
2010. 07.
mg/l
mg/l
TOCS
TOCS
TOT 1
TOT 2
TOT 4
TOT 6
KOIk (összes) KOIk (formált) KOIk (oldott)
TOT 4
TOT 6
1200 1000 800 600 400 200 0
2010. 09.
TOCS
TOT 1
TOT 2
TOT 4
TOT 6
A formált KOI arányának növekedése az „élővízzé” alakulást bizonyítja.
Laboratóriumi (mikrokozmosz) kísérletek
hipermangános és oltott meszes kezelés
levegőztetés
Mezokozmosz kísérletek
kísérleti kádak
A kísérletben használt termálvizek: 2009
2010
12 db kád
TOCS
GYCS
12 db kád
TOT
BCS
12 db kád
GYT
BT
élőbevonatos kezelés
Kezelések 2009-ben és 2010-ben: 1. 10% Körös víz hozzáadása („beoltás”) 2. mesterséges alzatok alkalmazása 3. az 1. és 2. számú kezelések együttes alkalmazása 2010-ben sertéshígtrágya hígfázisával és tisztított szennyvízzel is végeztünk kísérleti beoltásokat.
A szennyezőanyag eltávolítás hatékonysága: az eddig elért kísérleti eredmények összefoglalása
Paraméter
Jellemző Kibocsátási koncentrációk határértékek
Szükséges csökkentés
Eddig elért csökkenés (%) tározók mesocosmos (6 hónap átlaga) (12 hét átlaga)
mg/l
mg/l
%
KOIk
931
100
89
53
39
BOI5
708
30
96
73
66
ammónium-N
13
10
23
70
99
összes-fenol
9
2
78
66
66
98 %
45 %
54
1
-
Na-egyenérték
Az eddigi eredmények összefoglalása (1) • A tározás hatása: már a hideg téli időszakban is bekövetkezik kisebb mértékű szennyezőanyag eltávolítás, melynek intenzitása a nyári meleg periódusban jelentős mértékben fokozódik. • A laboratóriumi mikrokozmosz kísérletekben tesztelt fizikai-kémiai és biológiai kezelések nem csökkentették lényeges mértékben a szennyezőanyagok koncentrációját. • A félüzemi mezokozmosz kísérletekben vizsgált biológiai módszerek hatásosnak bizonyultak. • Kiemelendő, hogy már egyszerű tározással is csökkenthető a szennyezőanyagok koncentrációja, amely további biológiai beavatkozásokkal fokozható.
Az eddigi eredmények összefoglalása (2) • Következtetés: a biológiai módszereken alapuló, tavas kezelés és tározás egy lehetséges, alternatív megoldás. • Pénzügyi eredmények rövid távon: vízszennyezési bírság megtakarítás (a szarvasi termálkutak esetében jelenleg évi 15-20 mFt, később évi 30-40 mFt). • Gazdasági eredmények hosszabb távon: a termálvíz-hasznosító gazdasági társaságok jogszabályoknak megfelelő, nyereséges működése hosszabb távon is. • Az eredmények hasznosulása más ágazatokban: a kidolgozandó technológia alkalmazható gyógy- és termálfürdők elfolyó használt vizének, valamint egyéb használt vizek és szennyvizek kezelésére is.
Köszönöm a megtisztelő figyelmet!
