A Magyar Geotermális Egyesület VI. Szakmai Napja „Szentestől Szentesig – Kezdet és vég?” Budapest, 2011. május 3.
Energetikai célra használt termálvizek felszíni kezelése és elhelyezése, mint a visszasajtolás lehetséges alternatívája Dr. Pekár Ferenc vízökológus MGtE alelnök
1
Az előadás vázlata • Miért szükséges a visszasajtolás helyett más, alternatív megoldást keresni? • A visszasajtolási kötelezettség hatályban maradásának várható negatív következményei • Miért lehet alternatívája a visszasajtolásnak a felszíni kezelés és elhelyezés? • Hogyan lehetséges megvalósítani? • Kísérleti eredmények, tudományos bizonyítékok 2
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 3
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). 4
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. § (2) d), illetve a 37. § (3) rendelkezései szerint: - „az energetikai célú termálvíz hasznosítás esetén a türelmi idő 2012. december 31.”; -”Ha a kibocsátó a türelmi idő lejárta után, ……… nem teljesíti a kibocsátási határértéket, akkor a teljes bírságot kell megállapítani és kiszabni”. 5
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, valamint az előírt szennyezéscsökkentési intézkedéseket nem teszi meg - meglévő létesítmények esetében a türelmi idő lejárta utáni első év végéig …” (azaz: 2012. dec. 31. + 1 év = 2013. dec. 31.), - „… a szennyező tevékenységet a felügyelőség felfüggeszti, korlátozza vagy betiltja. 6
Várható negatív következmények • A meglévő energetikai célú termálvíz-hasznosító létesítmények tömeges bezárása, munkahelyek tízezreinek megszűnése, piacvesztés • 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). 7
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 • Meglévő létesítményekre 2010-ig nem volt előírva a visszasajtolási kötelezettség (379/2007. Korm. rend.) 8
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 9
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. 10
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) 11
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 biztosítani a szennyezőanyagok biológiai úton történő „ártalmatlanítására” • 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) 12
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 2008-ban (az ún. szarvasi modell) • Bizonyító erejű saját kísérleti eredmények 13
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: 1140 kg N/ha év 94 % Ammónia: 70 kg P/ha év 78 % Foszfor: 50 kg/ha év 50 % Fenol: A tározótóban a víz halasítható minőségű ! Forrás: Oláh és mtsai, 1987
14
A gyakran emlegetett szentesi „termáltó” - mint értékes vizes élőhely
117 ha 15
A „szarvasi termálvizes kutatási program” (1) • Három szarvasi termálvízhasznosító gazdasági társaság és a HAKI együttműködése: „Használt termálvizek elhelyezése, kezelése és továbbhasznosítása létesített vizes élőhelyeken”
• Cél: a kibocsátási határértékek teljesítése 2013-ra • 2004-től: - a tudományos vizsgálatok újraindítása; - környezetvédelmi felülvizsgálatok; - szennyezéscsökkentési ütemtervek; - közös K+F pályázatok. • 2008-ban: együttműködési megállapodás aláírása • Összefogás:
közös finanszírozás, közös munka, közös pályázatok kidolgozása. 16
A „szarvasi termálvizes kutatási program” (2) • 2009-től: A Békés Megyei Önkormányzat kiegészítő támogatása (NGP-GEOTERM): Növekedésorientált Gazdaságfejlesztési Program • 2010. március: az ELTE Mikrobiológiai Tanszék bevonása a kutatásokba • A HAKI koordinálja a kutatási programot, illetve ezen belül a három gazdasági társaságnál: - a termálvíz energetikai célú hasznosítása során felmerülő környezetvédelmi problémák megoldását; - a szennyezéscsökkentési ütemtervek végrehajtását; - felszíni (tavas) kezelési technológiák kidolgozását; - közös (kutatási)-fejlesztési pályázatok kidolgozását. 17
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
18
BAREX Gazdasági Tanácsadó, Kereskedő és Szolgáltató Kft.
19
Szarvasi Gyógyfürdő és Termálvízszolgáltató Kft.
20
THERM-ORGAN Termelő és Szolgáltató Kft.
21
A tározás hatásának vizsgálata: • helyszíni vizsgálatok (HAKI) • víz és üledék laboratóriumi vizsgálata (HAKI KAK Labor) • mikrobiológia vizsgálatok (ELTE Mikrobiológiai Tanszék)
22
2010. március
A THERM-ORGAN Kft. használt-termálvíz tározója 2010. tavaszán
2010. május
2010. május
23
Vízi élőlények a Therm-Organ Kft. tározójában kékalgák
baktériumok
kékalgák
egysejtűek
24
12
2010.03 2010.07 2010.09
8
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)
10
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 25
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. 26
Kísérleti kezelések • Laboratóriumi (ún. mikrokozmosz) kísérletek: - levegőztetés, meszezés, oxidálás kémiai oxidálószerekkel (hipermangán, hidrogén-peroxid, hypo, klórmész); - a bakteriális lebontás intenzifikálása effektív mikroorganizmus (ún. EM) készítményekkel; - valamint ezek kombinációi.
• Félüzemi (ún. mezokozmosz) kísérletek: - beoltás élő felszíni vízzel a szennyezőanyagok lebontását végző élőlények elszaporítása érdekében; - mesterséges felület (ún. alzat) alkalmazása a nagyobb mennyiségű élőbevonat kialakulásának biztosításához (azaz az „aktív tófelület” növelése érdekében); - valamint a két kezelés kombinációja 27
Laboratóriumi (mikrokozmosz) kísérletek
hipermangános és oltott meszes kezelés
levegőztetés
28
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 biológiailag tisztított szennyvízzel is végeztünk kísérleti beoltásokat, illetve szén, 29 nitrogén és foszfor tápanyag-kiegészítést.
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
30
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. 31
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 - módosított jogszabályoknak megfelelő - nyereséges működése hosszabb távon is. • Az eredmények hasznosulása más ágazatokban: a tavas kezelési technológia alkalmazható gyógy- és termálfürdők elfolyó használt vizének, valamint egyéb használt vizek és szennyvizek kezelésére is. 32
A közös munka folytatása Szarvason • A szarvasi konzorcium tovább dolgozik (2011-2012) - már megkötött kutatási szerződések keretében: - BAREX Kft. - HAKI - Gyógy-Termál Kft. - HAKI - THERM-ORGAN Kft. - HAKI - HAKI - ELTE Mikrobiológiai Tanszék
• A BAREX-GOP projekt (2011-2013) indítása: - Energetikai célra hasznosított termálvizek természetközeli kezelési és továbbhasznosítási technológiájának kidolgozása (→ kombinált vízkezelés)
• Kidolgozott ÖKOTHERM pályázat benyújtás előtt: - Összes só, illetve Na-tartalom csökkentése - használt termálvizek hulladékanyagai kinyerési és hasznosítási lehetőségeinek kidolgozása (nagy sótartalmú termálvizek) 33
Köszönöm a megtisztelő figyelmet!
34
