2010.11.20.
Szabó Anita Egyetemi adjunktus BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék
Szennyvíztisztítás technológiai egységei Mechanikai tisztítás Nyers szv.
Homok- ZsírRács fogó fogó
Előülepítő
Biológiai tisztítás Eleveniszapos medence
Utóülepítő Tisztított szv.
Iszap recirkuláció
Rácsszem. Homok Elszállítás Csurgalékvíz
Zsír Nyersiszap Fölösiszap
Sűrítő Biogáz Higienizálás Iszap Rothasztó 35°C
Iszaptároló
Gáztartály
Használat (mezőgazdaság víztelenítés, szárítás, égetés, depónia)
Iszapkezelés
1
2010.11.20.
Néhány alapfogalom Mechanikai tisztítás (fizikai folyamatok) Elő-mechanikai tisztítás
Durva fázisszétválasztás, többnyire a szilárd és a folyadék fázisok
Még az előülepítés előtt található
Elő Elő--mechanikai kezelés célja A nagyméretű, durva szennyezőanyagok eltávolítása Tipikus anyagok:
Háztartási eredetű (rongyok, műanyag zsákok, intim betétek, óvszerek stb.)
Tetőhéjalásról és útburkolatról a csatornába kerülő szilárd anyagok
Homok (szilárd burkolatról)
2
2010.11.20.
Elő Elő--mechanikai berendezések Rácsok, szűrők (screens) Kőfogók és kavicsfogók (grit tank, grit separator, degritting unit) Homokfogók (sand removal devices)
Kőfogók Cél: a rács védelme (egyesített rendszernél) Egyszerű, általában gúla alakú műtárgy, a befolyó csatorna medenceszerű lemélyülése, ahol a görgetett anyagok (kövek, más nagysűrűségű durva anyagok) kiülepednek Az összegyűlt szilárdanyagokat markológéppel távolítják el
3
2010.11.20.
Rácsok Cél: dugulások elleni védelem, rácsszemét kiszűrése Durvarács: 6 - 60 mm Finomrács: 4 - 6 mm (egyre kisebb pálcaközű rácsokat
alkalmaznak) Rácsszemét: 10 mm pálcaköznél 10–15 dm3/leé/év vagy 3-5 g TS/leé/d
A rácsok által visszatartott BOI5: 6–7%
Rácsszemét mennyisége Pálcaköz 15 - 20 mm 3 - 6 mm 1 - 2 mm < 1 mm
l/leé/év préselés előtt
l/leé/év préselés után
8 - 12 12 - 20 20 - 25 20 - 40
3-5 5-7 7 - 10 15 - 20
4
2010.11.20.
Síkrács (bar (bar screen) screen)
Dobrács (drum (drum screen) screen)
Kisebb telepeken alkalmazzák Rácsszemét-mosó csigapréssel
kombinálva
5
2010.11.20.
Rács
Dobrács (drum (drum screen) screen)
Tervezési megfontolások Vízhozam
Kis telep (50 m3/d-ig): kézi tisztítás
Felette: gépi tisztítás (folyamatos, vagy kvázi-folyamatos)
Visszaduzzasztás: ált. 5 cm (max. 10 cm)
Vmin=0,5-0,9 m/s
Üzemeltetés, karbantartás (tartós, alacsony költség) Rácsszemét gyűjtés, tárolás, elhelyezés (fertőzésveszély,
munkaegészségügy)
6
2010.11.20.
Kialakítás Nagyobb szennyvíztisztítóknál 2 vagy több párhuzamos műtárgysor Fűtött rácsgépház fagyásveszély miatt Levegő megszívása - biofilteren történő tisztítás (3 – 4 –szeres légcsere)
Rácsszemét kezelése Nagyon büdös Rácsszemét préselése (screening compactor) (víztartalom csökkentése - dewatering) Csigás prés, vagy dugattyús prés
Fertőtlenítés (disinfection) (NaOH, klór) Elhelyezés: általában hulladéklerakón, vagy elégetik
7
2010.11.20.
Csigaprés
Homokfogó Cél: kiülepedések, lerakódások elleni védelem, gépészeti berendezések kopásának megakadályozása Ülepedési sebesség > 0,01 m/s Szemcse- átmérő: 0,1 – 0,2 mm Áramlási sebesség: vh = 0,3 m/s
8
2010.11.20.
Ülepedési sebesség
(Hazen, 1904)
L
v
t = v0 Q
H0
ω0
V = H0 × A = Q × t H0 =
v0 =
Határeset
Ülepedés feltétele
L t
ω ≥ ω0 =
ω0 =
V Q
Q×t A
H0 Q = t A
Q A
VS ≥ qA
H – tól független!
Hosszanti átfolyású homokfogó Alaprajz Fal v = 30 cm s-1
Metszet
Homok
9
2010.11.20.
Méretezési sarokszámok Áramlási középsebesség: ≈ 0,3 m/s B≈
Szélesség
H
Hossz:
ω
5⋅Q H
=
L v
Homokgyűjtő vályú: kb. 0,2 x 0,3 m
Tangenciális homokfogó Bef.
Elf.
Homok
10
2010.11.20.
Levegőztetett homokfogó Levegőztetés spiráláramlás gerjesztésére
Zsír
Homok
Levegőztetett homokfogó Sandfördereinrichtung
Luftleitungen
Zulauf
Ablaufrinne
Tauchwand
Räumerbrücke
3,70 v = 30 cm/s 3,20
11
2010.11.20.
Levegőztetett homokfogó Cél: a homokot szinte teljesen, de a kisebb fajsúlyú ülepedő anyagokat nem leülepíteni Pozitív mellékhatás: az érkező szennyvíz „felfrissítése” a beoldódó oxigén által Merülőfal mögött áramlási holttér → itt a felúszó anyagok (zsírok, olajok, hab) felúsznak és összegyűjthetők → iszapkezelés
Levegőztetett homokfogó vh < 0,2 m/s QH : t ≈ 10 min. QD : t ≈ 20 min QMIN : t ≈ 40 min Medencemélység: 3 - 3,5 m Szélesség – mélység B : H = 0,8 Szükséges fajlagos levegőmennyiség: 0,5 m³/h/m³ - 1,3 m³/h/m³
12
2010.11.20.
Homokfogó
Homok mennyisége 2 - 6 l/leé/év, függően a csatornázási rendszertől
(egyesített vagy elválasztott) víznyelők típusától, csatornahálózati műtárgyaktól burkolattípustól télen alkalmazott szóróanyagok típusától stb.
Ülepítés A legnagyobb méretű reaktorok Cél: szilárd anyagok eltávolítása ülepítéssel Nyersiszap, eleveniszap, kémiai iszap
Ülepítőből távozik az iszap és ülepített víz
13
2010.11.20.
Ülepítő medencék Alak: Kör, vagy négyszög alaprajzú műtárgyak Horizontális vagy vertikális átfolyás
Anyag: vasbeton, acél
Üzem: Gravitációs üzem (néhányszor tíz cm nyomáseséssel)
Előülepítők célja általában biológiai fokozat tehermentesítése, de
önálló egységként is működhet - nyersiszap (ülepedő szerves anyagok) leválasztása „kevert” iszapok (nyers és eleveniszap) együttes ülepítésére (javítja az ülepítés hatásfokát) kismértékben tározóként is, de a késleltetés csupán néhány*10 perc Ülepedési sebesség tartomány: vS > 2 - 4 m/h Méretezés alapja a hidraulikai tartózkodási idő (t = 0,5 –
1,5 h) és a felületi terhelés (qA)
14
2010.11.20.
Tervezési alapelvek Felületi (hidraulikai) terhelés (m3/m2/h, azaz m/h)
Hydraulic loading rate (surface load, overflow rate)
Felületi lebegőanyag terhelés (kgLA/m2/h)
Solids loading rate (solids flux)
Térfogati lebegőanyag terhelés (kgLA/m2/h)
Sludge volume loading rate
Bukóél terhelés (m3/m/h)
Weir overflow rate
Tartózkodási idő (h): csak ellenőrzésként! Iszap tartózkodási idő (h) (kotrószerkezet sebessége)
Előülepítők tervezése Felületi terhelés alapján: qA=Q/A
Q: vízhozam (m3/h) óracsúcs tényezővel számítva a napi áltagos szennyvízmennyiségből A: felület (m2) hasznos felület (bukók, merülőfal nélkül)
qA=1,2-4,0 m/h között
Tartózkodási idő alapján:
t=V/Q (0,5-1,0 óra között, ha EI rendszer előtt van)
Maximum 6 óra (ellenőrzés Qmin-re) De a t=1,5-2,5 óra, ha pl. intenzív előkezelést (pl. CEPT) alkalmazunk
Bukóél terhelés 3-5 m 3/m/h Kotróhíd sebesség: 2-5 fordulat/h
15
2010.11.20.
Előülepítő
Előülepítők leválasztási hatásfoka Sierp diagramm
Leválasztási hatásfok%
100 80 60 40 20 0
LA BOI5 0
1
2
3
4
5
Hidraulikai tartózkodási idő h
Előülepítő Nyers szv BOI5 KOI LA N P
60 120 70 11 1,8
Hidr. tart. Idő az előülepítőben Qt 0,5 - 1,0 h
1,5 - 2,0 h
45 90 35 10 1,6
40 80 25 10 1,6
Az előülepítés leválasztási hatásfoka g/LE.d
16
2010.11.20.
Négyszög alaprajzú előülepítő
Elfolyás
Befolyó szv.
Iszapzsomp
láncos kotró pajzsos kotró kotróhíddal
Kör alaprajzú előülepítő
Elvezetés
Bevezetés
Elvezetés
Bevezetés
Nyersiszap
17
2010.11.20.
Kör alaprajzú előülepítő Räumerbrücke
Überlauföffnung mit Überlauf
Zentralschacht
Tauchwand
Zulaufdüker
Schlammräumer Schlammtrichter
Schlammablassrohr zum Schlammschacht
Kainz et al.2002
Előülepítő Medencehossz (hasznos méretek): L Medence szélessége: B Medence átmérője: D Felületi terhelés: qA Hidraulikai tartózkodási idő: t Medencemélység: H Hossz-szélesség arány: L / B Mélység-hossz (átmérő) arány: H/L; H/D
18
2010.11.20.
Előülepítő Paraméter
Négyszög
Kör
qa [m/h]
1,0 - 4,0
0,8 - 4,0
t [h]
0,5 - 1,5
0,5 - 2,0
B [m]
1,5 - 3,0
1,5 - 2,5
B:L
1:3 - 1:6
---
H:L
1:10 - 1:25
---
H:D
---
1: 15 - 1: 25
Kör alaprajzú ülepítő
19
2010.11.20.
A vízbevezetés és elvezetés típusai és hatása a hidraulikai viszonyokra
Kotró hajtás Bukó
Vízelvétel
Iszap elvezetés Befolyó víz Központi vízbevezetés
Vízbevezetés
Vízelvétel
Iszapelvétel Medence szélén történő vízbevezetés
Előülepítő - vízbevezetés
Grundriss
Schnitt
Schnitt
Grundriss
20
2010.11.20.
A lamellás (csőköteges) ülepítés „Kis ülepítők” elhelyezése az ülepítő térben: Az ülepedés hosszának csökkentése A turbulencia csökkentése (Reynolds-szám) Alakja:
Kör keresztmetszet
Hatszög
Négyzet (négyszög)
Stb.
Mire jó? Hidraulikai kapacitásnövekedés Kétszer akkora (azonos LA eltávolítás mellett) Hirtelen terhelésváltozásokra kevésbé érzékeny (elsősorban
csapadékvíz tisztításnál fontos)
Hatékonyabb LA eltávolítás
21
2010.11.20.
Kétszintes ülepítő = Előülepítés hideg anaerob iszapstabilizációval
Ülepítőtér Iszapelvétel
Talajvíz 10°C Hideg anaerob iszapstabilizáció Biogáz fejlődés
22
