KÖRNYZETVÉDELMI MŰVELETEK ÉS TECHNOLÓGIÁK I. 7. Előadás Szennyvíztisztítási technológiák 2. Bodáné Kendrovics Rita ÓE RKK KMI 2010
III. Fokú tisztítási technológia • N és P eltávolítása Természetes és mesterséges eljárások Nitrogén eltávolítása DENITRIFIKÁCIÓ Feltétel: • Oxigénmentes állapot • Szerves anyag jelenléte • Nitrogén nitrát formában való jelenléte (anoxikus állapot és anaerob állapot között a különbség?)
a. Szimultán denitrifikáció b. Váltakozó denitrifikáció c. Elődenitrifikáció Eleveniszap Befolyó szennyvíz
Anoxikus medence
Biológiai medence Recirkulációs iszap
d. Elő és szimultán denitrifikáció kombinációja
utóülepítő Fölösiszap
Foszfor eltávolítása 1. Vegyszeres eljárás 2. Biológiai eljárás 3. Öntözéses eljárás
1. Vegyszeres eljárás -Elő, -szimultán, -utókicsapatás Cél: a foszfor kicsapatása » Vasklorid Fe2Cl3 » Alumíniumszulfát Al2SO4 » Mésztej Ca(OH)2 adagolásával, majd a szennyvíz utóülepítése. Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2→ 2Al(OH)3 +3CaSO4 +6CO2 Al 3+ + HxPO43-x → AlPO4 + xH+ Fe 3+ + HxPO43-x → FePO4 + xH+
2. Biológiai foszforeltávolítás Aerob és anaerob fázis beiktatásával – bio-P(Lantomonas) baktériumok közreműködésével.
Befolyó szennyvíz
Anaerob
anoxikus Recirkulációs iszap
aerob +
Eleveniszap
utóülepítő Fölösiszap
3. Öntözéses eljárás • korlátozás nélkül hasznosíthatók a nem toxikus jellegű, fekálisan nem szennyezett szennyvizek. • korlátozással hasznosíthatók a házi szennyvizek és azok az ipari szennyvizek, melyek mérgező anyagot nem tartalmaznak a megengedettnél nagyobb mértékben, de bakteriálisan szennyezettek. • nem hasznosíthatók a mérgező ill. radioaktív anyagot tartalmazó szennyvizek.
Biológiailag tisztított szennyvíz (pl. aerob tóban) növénykultúrák öntözésére. Pl. nyárfás öntözés, husángfűz (Salix Viminalis Sp.) energetikai célra
Hasznosítás energiaültetvényen Husángfűz (Salix Viminalis Sp.) Terhelési értékek kg/ha.év
Párolgás: 15-20 liter/nap Terület
BOI5
öN
öP
Talaj Növényzet nélkül
3-4.000
200
20-30
1.000
Husángfűz
4-5.000
3-400
30-40
1-1.500
5-6.000
5-600
40-50
1,5-2.000
6-8.000
6-800
50-60
2-2.500
N felvevő képessége: 600-800 kgN/ha/év Termesztési ideje: 25-30 év
Egy éves fűz: 22,1-27t/ha/év Két éves nemesnyár: 19,5-32,5 t/ha/év Négy éves akác: 17,5 t/ha/év
Hidraulikus Terhelés mm/év
1 éves
3 éves
5 éves
Előny: • Alternatív vízforrás • Növények tápanyagellátása és vízellátása • Műtrágya felhasználás csökkentése Hátrány: • Összetevők pontos ismerete és szükség szerinti kezelés • Szigorú környezetvédelmi és egészségügyi szabályozás
Aparthant község
Gyula Városi Szennyvíztisztító és Elhelyező Telep (1970)
Fertőtlenítés Fertőtleníteni kell a szennyvizet, ha: • a befogadó olyan állóvíz, melyből ivóvíz hasznosítás, vagy öntözéses hasznosítás történik • szennyvízbevezetés alatt 5 km-en belül lakott terület van • 5-15 km-en belül » ivóvízkivétel » fürdővíz, sport » öntözés Fertőtlenítésre alkalmazzák: klórgáz, nátriumhipoklorit
Természetközeli szennyvíztisztítások Vízkészletek utánpótlása Mindazon eljárások, melyekben a szervesanyag lebontása energiaigényes levegőbevitel nélkül, a természetes öntisztulási folyamatokra alapozva valósul meg. Előnyök: • Kisebb beruházási, üzemeltetési költség • Nem igényel magasabb szaktudást • Csekély energiaigény • Környezetbarát technológia - javítja a tájképet, új életteret hoz létre
Hátrány: • Nagy helyigény • Télen csökkentett hatásfok • Elhanyagolt üzemmód mellett nagy környezetszennyezés felszín alatti víz elszennyezése
Két fő csoport: 1. Szilárd hordozó alapú rendszerek Szennyvízszikkasztás Szennyvízöntözés Talajszűrés Gyors beszivárogtatás Gyökérzónás tisztítás 2. Vízalapú rendszerek Csörgedeztetéses eljárás Stabilizációs tó Lagúnás tisztítás Úszó, vagy lebegő növényes tisztítás Nádastó
1.Szennyvízszikkasztás Jól megépített szikkasztó részei: Előülepítő biológiai előtisztítást biztosító egység felszín alatti elosztó hálózat pl. perforált csövek kavicsrétegben Ellenőrizhetetlen!!!! Meghibásodást jelzi: nedves kellemetlen szagú sáv megjelenése – új mező
2. Szennyvízöntözés Biológiailag tisztított szennyvíz (pl. aerob tóban) növénykultúrák öntözésére, csak harmad fokú tisztításként Pl. nyárfás öntözés, husáng fűz energetikai célra
Előny: • Alternatív vízforrás • Növények tápanyagellátása és vízellátása • Műtrágya felhasználás csökkentése Hátrány: • Összetevők pontos ismerete és szükség szerinti kezelés • Szigorú környezetvédelmi és egészségügyi szabályozás
3. Talajszűrés 3/1. Növénnyel fedett területen a lassú beszivárogtatás • Felszínen • Árokban • Permetezéssel történő kihelyezése. Fő cél: tisztítás
3/2.Gyors beszivárogtatás Talajjal kitöltött medencébe vezetik a szennyvizet Növények nincsenek – túl nagy a terhelés Utótisztításra, vagy mechanikailag tisztított szennyvíz kezelésére • nitrifikáció/denitrifikáció • Foszfor talajszemcsékhez kötődik
Legalább egy méter a felső és alsó dréncső között
4. Gyökérzónás szennyvíztisztítás
• A szervesanyagok eltávolításában biológiai folyamatok vesznek részt, míg a lebegőanyagokéban a szűrés
•A növényi tápanyagok eltávolítása növényi felvétel, talajszemcsékhez kötődés és biológiai folyamatok során megy végbe
ELŐNYEI: • Megfelelő hatékonyság • Alacsony működési költség • Ellenőrizhető működés • Kis energia igény pl. lejtés miatt • Nincs szükség regionális csatornahálózatra • 8-10 év élettartam, de cserélni kell kavicsot, növényeket HÁTRÁNYOK: • Nagy terület igény • Gyenge növényi tápanyag eltávolítási hatásfok • Kevés üzemi tapasztalat
5. Csörgedeztetés A
szennyvíz egy megfelelő lejtésű, fűvel borított, teraszosított lejtőn folyik le tisztítási folyamatok: – – – – –
kiülepedés szűrés adszorpció mikrobiális átalakítás lebontás
• növényzet (fűféleség) biztosít közeget a tisztításban szerepet játszó mikroorganizmusoknak, akadályozza az eróziót és fölvesz növényi tápanyagokat • Csak kis vízáteresztő-képességű talaj esetén (pl.agyagos), mert nagy a talajvízszennyezés veszélye • Ülepített, biológiailag tisztított szennyvíz tisztítására
6. Tavas szennyvíztisztítás Alkalmas: • Oldott és ülepíthető szennyezőanyagok • patogén mikroorganizmusok eltávolítására • fejlett országokban inkább utótisztításra, de lehet önálló tisztítási fokozat a különböző típusú tavak kapcsolásával Előnyök: • Alacsony költségek • Jó hatásfok • Rugalmasság • Csekély iszapelhelyezési probléma
Hátrány: • Nagy helyigény és tartózkodási idő • Szaghatás • Éghajlatfüggő • Algaszaporodás Fő típusai a technológiába való helyük alapján: 1. Stabilizációs tó – nyers szennyvíz 2. Oxidációs tó – előülepített szennyvíz 3. Utótisztító tó – biológiailag tisztított szennyvíz
Működési elv szerint: 1. Aerob 2. Fakultatív 3. Levegőztetett 4. Anaerob 5. utótisztító
6/1. Aerob tó Jellemzői: -kb. 1 m mélység -oldott oxigén / fotoszintézis( algák), levegő és szennyvíz együttesen Tartózkodási idő: 2-6 nap Alkalmazható: • Magas szervesanyag tartalmú (de kevés lebegőanyagot tartalmazó)szennyvizek előülepítését követően • Anaerob tó utáni utókezelésre • Részleges tisztítás után utókezelésre
6/2. Fakultatív tó Jellemzői: -1,5-2 m mélység – 3 vízréteg -természetes körülmények – legáltalánosabb tótípus -hosszú tartózkodási idő ( 7-120 nap) Alkalmazás: • Anaerob tó után utókezelésre / 80% hatásfok • Előkezelésre / kb. 30 % hatásfok
6/3. Levegőztetett tó Jellemzői: • levegőztetéssel aerob viszonyok • 3-5 m mélység • Túlterhelt fakultatív tavak helyreállítása gépi lebegőztetéssel Alkalmazás: Főleg ipari szennyvizek előkezelésére, szennyezőanyagok átalakulása
6/4 Utótisztító tó Aerob, vagy fakultatív tó
Anaerob tó
Fakultatív tó
Utótisztító tó
6/5. Anaerob tó Jellemzői: -2-5 m mélység -nincs oldott oxigén -szaghatás erős -részlegesen, de hatékonyan tisztít Tartózkodási idő: 20-50 nap Alkalmas: • Nagy szervesanyag tartalmú szennyvíz előkezelésére • Élelmiszeripari szennyvizek előkezelésére
Pl. Biogeist tó -Vasbeton medence kezelő épületekkel -50-10 000 fő -Szagtalan -150-700 m3/nap -Vízmélység 3,5-5 m
7. Úszó-lebegő vízinövényes rendszer növények szerepe: – vízfelszín beterítése alganövekedés megakadályozása – a kiülepedést is elősegítik – Pl.vízi jácint gyökérzetén mikroorganizmusok tudnak megtelepedni, valamint oxigént juttat a vízbe a gyökerén keresztül
Az Élőgép folyamatábrája
Anaerob reaktor
Ülepítő
Anoxikus reaktor
aerob reaktorok
Levegőztetett biológiai szűrő
8. Nádastó Hasonló a gyökérzónás eljáráshoz, de a tisztítási folyamatok itt a vízben zajlanak – szabad vízfelületű gyökérmező •a víz szintje a talajszint felett helyezkedik el •vízmélység: 10 - 80 cm •A szennyezőanyag-eltávolítási folyamatok nagy része a vízben zajlik le, a talajnak kisebb a szerepe •A növényzet víz felett lévő szára, levelei gátolják a fény bejutását a vízbe, így szabályozva az alga növekedést
Előnyei: • Vízi élőlények kiváló lakhelye • Könnyű karbantarthatóság • Hatékonysága hasonló a vízszintes átfolyású gyökérmezőhöz, csak nincs benne kavics Hátrány: • Nagy területigény
