Víz és energia Istókovics Zoltán, Bodor Dezső, Révész János 2014
VÍZ VILÁGNAPI MOTTÓK 2009 2010 2011 2012 2013
Határokkal osztott vizek, határtalan lehetőségek Tiszta vizet az egészséges világért Víz a városokért Víz- és élelmiszerbiztonság A Vízi Együtműködés Nemzetközi Éve
2014
Víz és energia
Víz és energia – A Föld a kék bolygó Vízkészletének kevesebb mint 3%-a az édesvíz, melynek 1/10-e vehető igénybe 1 milliárd lakó a Földön nem jut egészséges ivóvízhez Több mint 2 milliárd lakó nem rendelkezik csatornával
Fejlődő
országokban a betegségek 80%-a szennyezett víztől van
2025-ben
ivóvízhez ENSZ
az emberiség 2/3-a nem jut egészséges
2005-2015 „Víz az életért” cselekvési program
Víz és energia– A Föld vízkészlete, ha azt egyetlen gömb alakjába gyűjtenénk össze.
Az óceánok és a tengerek a Földnek csak kis részét teszi ki, noha a felszínének 71%-át beborítja.
Friss vízként elérhető és ivóvízként, öntözésre, vagy egyéb emberi tevékenységre használható.
Forrás: Jack Cook, Woods Hole Oceanographic Institution, Howard Perlman, USGS
A víz életünk meghatározója „jó – rossz”
Víz és energia
Energia
Erőtlenség
Víz és energia
Ivóvíz
Szennyvíz
Víz és energia
Minőség
Szenny
Víz és energia
Jövő
Reménytelenség
Víz és energia
Élet
Halál
Víz és energia
Felüdülés
Árvíz
Víz és energia
Jólét (cunami előtt)
Katasztrófa (cunami után)
Víz és energia
Sport
Sivárság
Víz és energia
Stratégia
Háború
Víz és energia
Gyengédség
Erő
Víz és energia
Megnyugvás
Pusztítás
Víz és energia
Biztonság
Bizonytalanság
Víz és energia
A Víz=H2O dihidrogén-oxid Olvadáspontja: 0 °C Forráspontja: 100 °C 101,3 kPa nyomáson
Víz és energia
Hidrogén: színtelen, szagtalan, nem mérgező gáz, mely nagy energia felszabadulással járó reakcióban vízzé ég el.
Víz és energia
Víz és energia Az oxigén állandó hőmérsékleten és nyomáson az oxigénatomok párosával egymáshoz kötődnek az így létrejött kétatomos dioxigén (O2). • Színtelen, szagtalan, íztelen gáz. • A légkör fontos részét képezi, •
nélkülözhetetlen a szárazföldi élet fenntartásához.
Víz és energia
Mi a vízenergia?
A víz körforgása, a napenergia közvetett megnyilvánulása. A napenergia hatására a tengerekből és a tavakból víz párolog el. Ez a víz csapadék formájában hullik le. Az eső egy része a magasan, a tengerszint felett fekvő tavakba és víztározókba jut. Ez a víztömeg gravitációs potenciális energiával rendelkezik, amely a tenger felé történő áramlás során mozgási energiává alakul át.
Víz és energia
Víz és energia Elméleti vízerőkészlet TWh
Műszakilag hasznosítható TWh
Összes villamos energiatermelés TWh
Vízenergia termelés TWh
Vízenergia aránya %
Műszaki vízerőkészlet hasznosítottsága %
EU
4360
1430
2599
453
18
32
É.Amerika
6150
3120
3202
642
20
21
LatinAmerika
5670
3780
370
281
76
7
Afrika
10120
3140
234
49
21
2
Ázsia
20430
7530
3475
564
16
7
Óceánia
1500
390
161
39
24
10
A vízenergia felhasználásával történő áramtermelés előnyei és hátrányai Előnyök • Üzemeltetési költsége alacsony.
• Nem termel szén-dioxidot. • Fenntartható energiafajta. • A gátak segítségével a víz betározható. • Hirtelen megnövekvő áramszükséglet esetén a teljesítménye gyorsan fokozható. • Ameddig elegendő víz áll rendelkezésre, a vízenergia folyamatosan termel áramot.
Hátrányok
• A gátak építése költséges.
• Létesítése során értékes földterületeket árasztanak el, lakóterületek és természetes élőhelyek sérülhetnek. • A vízerőművek építésére alkalmas helyszínek távol esnek azoktól a területektől, ahol a megtermelt energiára szükség van. • A vizes élőhelyek sérülékenysége és védelme szigorúan korlátozza újabb vízerőművek létesítését.
Víz és energia
Vízkerék
Víz és energia
Esztergomi bámulatos vízhajtó gép
Víz és energia
USA, malomkerék 14 m átmérő
• • • • • • •
Lady Isabella vízikerék Laxey Faluban Isle of Man szigetén, Robert Casement tervezte. Az 1854-ben épült bányaakna szivattyú hajtására szolgál 22,1 m átmérőjű. 1,83 m széles 3/pec fordulatú.
Víz és energia
Hell József Károly: Vízoszlopgép 1730
Víz és energia, az első vízerőmű • A turbinák a nagy esésű és nagy energiájú vizet hasznosítják. • 1866-tól, a Werner von Siemens megépítette a generátort, mely villamos árammá alakította a víz mozgási energiáját. • 1882-ben New York-ban megépíti Thomas Alva Edison az első elektromos művet, Nicola Tesla felfedezi a váltóáramot. • Az első váltóáramú erőművet is ő álmodja a Niagarára, mely 1896-ban áll üzembe. • A kis erőművek nagy részét (csak Németországban 50,000 berendezést) bezárták az olcsó fosszilis energiáknak köszönhetően.
Víz és energia
Mosonyi Emil
Víz és energia
Víz
és energia Tiszalöki vízlépcső 1959
Energiatermeléshez hasznosítható vízlépcső: 1,5 – 7,5 m Névleges víznyelés: 117 m3/sec Névleges teljesítmény: 4,5 MW
Víz és energia Kiskörei vízerőmű 1974
Energiatermeléshez hasznosítható vízlépcső: 2-10,7 m Névleges víznyelés: 140 m3/sec Névleges teljesítmény: 7,2 MW
Víz és energia Bős - Nagymaros
Víz és energia Három-szurdok gát Kína 2009
Hosszúsága 2335 méter, magassága 185 méter, egy 60 emeletes panelháznak felel meg. 22 500 megawatt teljesítményével a kínai áramtermelés körülbelül 1/9–edét adja.
Víz és energia
Taum Sauk hirdoelektromos erőmű A vizet a közeli Proffit-hegy tetejéről egy 2,1 kilométer hosszú alagúton keresztül átáramoltatják a 240 méterrel alacsonyabban elhelyezkedő turbinákhoz, A megfelelő mennyiség után a vizet, visszaszivattyúzzák a tárolóba.
A St Louis-tól 140 kilométerre, délre, Lesterville (Missouri) közelében található
Víz és energia 2013. kanadai Ontario vízerőműve
Egy 10 km-es alagút viszi el a Niagara folyó vizét a Sir Adam Beck erőműig. A gravitáció hatására másodpercenként 500 köbméter vízmennyiséget továbbit, ami elég egy 400 ezer lakosú városnak, vagy biztosítja 160 ezer otthon energiaellátását
Víz és energia
Nyugat-skóciai Islay szigetén működik a világ első hullámerőműve: Csiga
Víz és energia
Európa legnagyobb hullámerőműve Skócia északi részén épül hat egység, összteljesítménye 9 MW, 42 ezer háztartás ellátását biztosítja.
Geotermikus energia
Víz és energia
Víz és energia
Víz és energia
Víz és energia Hazánkban 3-4000 termál kút van. • Gyógyfürdők • Távhő-szolgáltatás • Mezőgazdaság (növényházak, fóliasátrak, istállók fűtésére, stb)
Víz és energia
Víz és energia
Szeged Belváros: 25 intézmény fűtésée Újszeged: 12 helyi intézmény fűtése 2000 méter mélyről 90-92 Celsius fokos termálvíz
Megújuló energia hasznosítása a Szegedi vízmű telepeken
Víz és energia Hőszivattyús rendszerek Hőszivatty Hőszi- HősziHőszivattyú HősziKiváltott úk éves Energia- Nettó vattyú vattyú k éves Beruh Hőszi- vattyú gáz éves villamosköltség beruház villamos "jósági Gázdíj villamosen Telephely á-zás vattyú hőmennyiség energia megtakar ási (Ft/év) teljesít- foka" er-gia éve típusa teljesítmé e (m3/év); fogyasztás í-tás költség ménye COP költsége -nye (kW) (kg/év) (Ft/év) (eFt) a (kW) érték (Ft/év) (kWh/év) EHP 9 II.sz. LW 2010 vízműtelep (BOSC H) EHP 11 III.sz. LW 2010 vízműtelep (BOSC H)
1.000 97.000 (+8.640 (187.92 kWh/év)* 0)*
7.200
156.600
128.320* 9.469 *
340.000
7.200
156.600
183.400* 6.914 **
4.400
428.000
18.000
391.500
36.500
8.249
3.500
340.000
17.100
371.925
0***
8.114
5.500 kg 1.782.00 21.600 PB 0
469.800
9,1
2,33
4,3
10,9
2,85
4,6
3.500
EHP 17 IV.sz. LW 2010 vízműtelep (BOSC H)
16,8
4,4
4,3
EHP 17 V.sz. LW 2010 vízműtelep (BOSC H)
16,8
4,4
4,3
Hoval Északi 2008 Thermal vízműtelep ia 37
34,4
9,59
4,1
1.312.20 13.742 0
Víz és energia Hőszivattyús rendszerek
HősziHőszivattyú Beruh Hőszi- vattyú villamos Telephely á-zás vattyú hőteljesítéve típusa teljesítmé ménye -nye (kW) (kW) Folyamatir 2012- GLWH0 á-nyítás re 202 gépházépü tervez BD2 let ett (GEA) EHP 14 Algyő LW szennyvízti 2011 (BOSC sz-tító H) REHAU Újszegedi 2011 GEOátemelő 2012 45BC Déltervez NIBE F Újszegedi ett 1330-40 átemelő
Hőszivatty HősziHőszivattyú Kiváltott úk éves Energiavattyú k éves gáz éves villamosen költség "jósági Gázdíj villamosen mennyiség ergia megtaka(Ft/év) foka" er-gia e (m3/év); fogyasztás rítás COP költsége (kg/év) (Ft/év) a érték (Ft/év) (kWh/év)
75,2
16,9
4,01
14,8
3,1
4,3
41,7
8,9
4
39
9
4,3
Rókusi tervez NIBE F átemelő ett 1330-22
23,1
4,8
4,8
6.800
661.454
Alsó-telepi tervez NIBE F átemelő ett 1330-60
60
13,8
4,4
2.600
252.909
Összesen:
_
_
_
_
_
7.500
35.000 ****
729.045
36.504
793.962
3.400 kg 1.101.60 PB 0
6.696
145.638
955.962 10.167
19.224
418.122
243.332 32.500
3.525 kg 1.142.10 19.440 PB 0
422.820
719.280
n.a.
10.368
225.504
435.950
n.a.
29.808
648.324
0
n.a.
6.800
661.454
0
Nettó beruhá zá-si költség (eFt)
36.100 7.723.48 kb. 193.140 4.200.795 12.425 kg 2 3.522.687 PB
Víz és energia Bertalan híd alatti vízvezeték hőtartalma 5 bar
A víz hőmérsékletének és a nyomásának változása a Bertalan híd 5 bar-os vezetékében
Víz és energia Bertalan híd alatti vízvezeték hőtartalma 3 bar
A víz-hőmérsékletének változása a Bertalan híd 3 bar-os vezetékében
Víz és energia
A hőszivattyú
Víz és energia É-i vízmű,V. vízmű
Etilén-glikol / ivóvíz hőcserélő
Víz és energia
Víz és energia
Hőszivattyús fűtés az I/1. kútcsoport 1., 2., 3. kútjainak megszüntetésével
Víz és energia Kutak megszüntetése hőszondák telepítésével
Víz és energia Folyamatirányító gépházépület fűtési – hűtési rendszere
Hőszivattyús fűtési rendszerek az Algyői szennyvíztisztítón és az Újszegedi szennyvízátemelőn
Víz és energia 2011 évben megvalósult talajszondás hőszivattyús rendszer az Algyői szennyvíztisztítón
Víz és energia Újszegedi átemelő hőszivattyús rendszer
Víz és energia SONDEX spirál hőcserélő a szennyvíz hőtartalmának kinyerésére
Megújuló energia hasznosítása a szennyvíztisztító telepen
Szennyvíziszap hasznosítása MECHANIKAI TISZTÍTÓ
Záporvíz átemelő I.-es osztó
Egyesített műtárgy
Parshallcsatorna
10 mm-es gépi rács
Légbefúvásos homok-, és zsírfogó
II.-es osztó
Homokmosó
Végátemelő
Árvízi átemelő
BIOLÓGIAI TISZTÍTÓ
Szippantott szennyvíz fogadó
Oxikus medence
UV fertőtlenítő
Utóülepítő (8 db)
Vegyszeradagoló
Anaerob medence Biológiai osztómű
Légfúvó
Eleveniszap
ISZAPKEZELÉS Iszaprecirkulációs akna
Iszapsűrítő
Csurgalékvíz
Előülepítő (2 db)
Homok szeparátor
NO3 recirkuláció
Iszap dobsűrítő
Iszapvíztelenítő centrifuga
Anoxikus medence
Iszaprecirkuláció
Macerátor
Kevertiszap akna
Sűrített fölösiszap Fölösiszap elvétel Sűrített fölösiszap Csurgalékvíz akna
Gázmotor 2db
Csurgalékvíz Kavicsszűrő
330 kW Generátor
2 x 4000 m3 Rothasztó
Hőcserélő
Gáztároló 1350 m3 Gázkazán
Rothasztott iszaptároló akna
továb b
Kerámia szűrő
Macerátor
Gázfáklya
Kéntelenítő
Szeged Városi Szennyvíztisztító Telep
továb b
Biológiai tisztítás, rothasztás
- V= 2*4.000m3 - T=36-38oC mezofil - Egylépcsős Recirkuláció szivattyúval - Töltés – recirkulációs arány 1:5 Passavant Roediger hőcserélő - Biogáz injektálásos keverési mód - Térfogati szerves anyag terhelés ~1,32 kg/m3*d - pH iszap: 7,36 - pH szűrlet: 8,31 - CaCO3: 6486 mg/l - Illó sav: 618 mg/l
továb b
Zöld energia a szennyvíztisztításban Az iszap rothasztás melléktermékeként biogáz keletkezik, amit a szennyvíztisztító telepen hasznosítunk. Biogáz jellemző paraméterei (2013. évi átlagadatokkal)
Gázhasznosítás berendezései: 1db gáztárolótartály 1350 m3 (TECON) 2 db gázfáklya, egyenként 300 m3/h (Roediger) 1db kéntelenítő 2 db gázmotor, egyenként 330 kW (GE Jenbacher J208 GSC 25) 2 db biogáz üzemre képes gázkazán egyenként 400 és 700 kw (BUDERUS LOGANO )
továb b
Co2 térfogat százalék
36
CH4 térfogat százalék
64
H2S koncentráció kéntelenítő előtt ppm
71,5
H2S koncentráció kéntelenítő után ppm
1,7
Biológiai tisztítás, gázkezelés
Köszönöm a megtisztelő figyelmüket
továb b
Kezelt szennyvíziszap és külső hulladék mennyiségek 2008-2013 évben
továb b
Biogáz termelés és rothasztókba táplált szervesanyag mennyiségi adatok 2008-2013 év 2008 2009 2010 2011 2012 2013
továb továb bb
Rothasztókra Fajlagos biogáz feladott Termelt biogáz termelés szervesanyag (Nm3/év) (Nm3/kg) (kg/év) 3 747 708 1 371 657 0,37 4 055 133 1 724 504 0,43 3 198 027 1 327 002 0,41 3 542 290 1 574 329 0,44 3 971 418 1 952 787 0,49 4 146 233 2 040 383 0,49
Zöld energia a szennyvíztisztításban
Biogáz termelés 20082013 években
továb b
Villamos energiatermelés 2008-2013 év
továb b
Biogázból termelt hőenergia adatok Gázmotorok kapcsolt hőenergia termelése Távhő előre 1,25 kWh hő =41-49% Távhő vissza Oxigén
elekt.=30-39% Biogáz 2,6 kWh
továb b
Biogáz üzemű kazánok
Villamos energia 1,0 kWh
Biogázból termelt hőmennyiségi adatok
Gázmotorok Biogáz kazánok Összes hőenergi évek kapcsolt hőtermelése GJ/év termelés GJ/év hőtermelése GJ/év 2008 14 494 2 472 16 967 2009
18 112
1 712
19 824
2010
12 454
3 542
15 996
2011
14 347
3 092
17 438
2012
16 987
1 737
18 725
Biogáz hőenergetikai hasznosítása 2007-től Biogázból előállított éves hőenergia felhasználás: ~340.200 MJ Kiváltott földgáz:~10.000m3 Biogáz kezelő kazánház
2011-től
Rothasztó tornyok Biogázzal fűtött üzemrész Földgázzal fűtött üzemrész Biogáz energia távfűtő vezeték
Biogázból előállított éves hőenergia felhasználás: ~833.500 MJ Kiváltott földgáz:~24.500m3
Földgáz energia távfűtő vezeték Biogáz vezeték
Trafóház Kazánház
továb b
2013-tól Biogázból előállított éves hőenergia felhasználás: ~2.959.700 MJ Kiváltott földgáz:~87.000 m3
Víz és energia
A kezelőépület fűtése biogázzal
Hőközpont átalakítás
Fűtési távvezeték
ÚNIÓS célkitűzés a megújuló energia arányára
2 0 2 0 évre
Villamos energia felhasználás Ebből biogázból előállított villamos energia Biogázból előállított villamos energia aránya Höenergia földgázból vagy biogázból Höenergia biogázból Biogázból előállított hőenergia aránya Összes energiafelhasználás Összes biogázból előállított energia Összes biogázból előállított energia aránya
továb b
Szeged Szegedi Vízmú SZVTT/VÍZMŰ Szennyvíztisztító Zrt. ARÁNY 5980 MWh 10911 MWh 55% 3661 MWh 61% 34% 860 MWh 1054 MWh 82% 822 MWh 96% 78% 6840 MWh 11965 MWh 57% 4483 MWh 66% 37%
Víz az irodalomban
Petőfi Sándor: A Tisza (részlet) „Késő éjjel értem a tanyára Friss gyümölcsből készült vacsorára. Társaimmal hosszan beszélgettünk. Lobogott a rőzseláng mellettünk. Többek között szóltam én hozzájok: – Szegény Tisza, miért is bántjátok? Annyi rosszat kiabáltok róla, S ő a föld legjámborabb folyója.”
„Pár nap múlva fél szendergésemből Félrevert harang zúgása vert föl. Jön az árvíz! jön az árvíz! hangzék, S tengert láttam, ahogy kitekinték. Mint az őrült, ki letépte láncát, Vágtatott a Tisza a rónán át, Zúgva, bőgve törte át a gátot, El akarta nyelni a világot!”
Víz a művészetekben
Csontvári Koszta Tivadar - Tengerpart
Egrí József Szent Kristóf - A Balatonnál
Fodor József - Mártély
Hollósy Simon - Tavaszi hangulat a Tisza patján
Iványi Grünvald Béla - Nő vízparton
Jeges Ernő - Szentendre látkép
Korb Erzsébet - Danaidák
Koszta József - Tanya tóval
Koszta József - Vízhordók
Koszta József - Zivatar
Ligeti Antal - Visegrád látképe
Mednyánszky László - Itatás
Mednyánszky László - Vaskapu
Mednyánszky László - Zuzmarás táj
Mednyánszky László - Hóolvadás
Mészöly Géza - Halászok kompja a Tiszán
Molnár C. Pál - Aktok vízparton
Orgovány Erika - Csónak
Orgovány Erika - Öböl
Orgovány Erika - Hullámzás
Orgovány Erika - Halászfalu
Szinyei Merse Pál -Léghajó
Szinyei Merse Pál - Pacsirta
Vágó Pál - a „Szegedi árvíz”
Várkonyi Gyula - Tisza
Zichy Mihály - Mentőcsónak
Forrásmunkák Képek:- Internet - Vízenergia: Göőz Lajos Kovács Tamás
Köszönöm megtisztelő figyelmüket
