Víz- és szennyvíztisztító telepek 1. előadás Bevezetés és telepek elhelyezése
Dr. Karches Tamás főiskolai docens Vízellátási és Környezetmérnöki Intézet
Tárgy célja A megtervezett technológia fizikai valójában való kialakítása, a technológiához és annak üzemeltetéséhez kapcsolódó elemek elhelyezése és összehangolása térben és időben.
Főbb témakörök - telepek elhelyezése (vízszintes és függőleges kialakítás), telepek összehasonlíthatósága, dokumentáció - építésügyi fogalmak, építési termékek, műtárgyak és összekötő elemek - telepek folyamatirányítása - előkezelő egységek kialakítása - biológiai fokozat reaktorkialakításai - levegőztető rendszerek - műtárgyhidraulika: keverés, elkeveredés és átfolyási kísérletek - matematikai modellek szerepe, kalibráció, validáció - biokinetikai modellek - áramlási modellek - üvegházhatású gázok emissziói és egyéb kihívások Követelmények: 1 zárthelyi dolgozat sikeres teljesítése évközben (elméleti+ gyakorlati feladat) – aláírás + vizsgaidőszakban szóbeli vizsga a kijelölt témakörökből
Technológia tervezése
Telepek kialakítása
Technológiai tervezés, folyamatmérnöki tervezés
Telepek kialakítása, technológia elhelyezése
Szennyvíztechnológus
Építőmérnökök, gépészmérnökök
Különböző tervezési állapotok
Valós üzemelési állapotok – folyamatirányítás
Műszaki leírás és technológiai blokkséma
Hidraulikai hossz-szelvény, P&ID, géplista, BoQ
Szükséges medence térfogatok
Medencék kialakítása
Levegőigény számolása
Levegőztető rendszerek kialakítása
Vegyszermennyiségek meghatározása
Vegyszeradagoló rendszerek kialakítása
Biokinetikai modellezés
Biokinetikai és áramlásmodellezés
Dokumentáció - Technológiai folyamatábra -
PS (Process Scheme) vagy PFD (Process Flow Diagram) Több mint egy blokkséma: minőségi és mennyiségi információk Egyszerű síkidomok, nincs méretarány Technológiai elemek (típus) és kapcsolatuk Folyamatok, részfolyamatok megjelenítése (fekete doboz) Anyagáramok (átlagos vs. extrémumok) -
Technológiai paraméterek, anyag mennyiségeket megjeleníti, de a műveleti egységek alkotórészei nem találhatóak meg benne
-
Anyagáram-elemzés könnyen elvégezhető vele
Dokumentáció - Folyamatirányítás - P&ID (Process Instrumentation Diagram) - A műveleti egységek vezérlését mutatja - Technológiai egységek kapcsolata, az anyagáramok minőségi paraméterei szerepelnek rajta - Aktív és ezeket kiszolgáló passzív elemekből áll (kézi vagy automata vezérlés) - PCP: Process Control Phylosophy: automatizálás foka Anyagáramok (átlagos vs. -
Elemei pl: szelepek, szondák, fúvók, szivattyúk, csővezetékek típusai, opcionálisan a vezérlési jelek - Hivatkozási jelek (betű-szám)
Dokumentáció - Hidraulikai hossz-szelvény -
HFD (Hydraulic Flow Diagram) A rendszer hidraulikai viszonyait mutatja (energiai- és nyomásvonal) Ismétlés: Bernoulli-egyenlet, veszteségtípusok Megfelelő szintkülönbségek biztosítása változó hozamok figyelembe vételével Veszteségek okai: súrlódásos közeg, irányváltoztatás, szelvényváltozás, belépés/kilépés, szabályozó szelepek és egyéb szerelvények miatt
Dokumentáció - Helyszínrajz, műtárgyak műszaki rajzai
- helyszínrajz: a telep egységeinek bemutatása valós környezetben, méretarányosan - Medencék, reaktorokhoz készített méretarányos rajzok: alaprajzok, metszetek, .. Stb - Tervezés, kivitelezés, „as built”.. . Géplista - Az egyes egységekhez tartozó gépészeti berendezések műszaki specifikációi - Szükséges gépek, működési rend, tartalékok - Típusok katalógusból - Kapacitás! Telep energiaigényének táblázata - A gépészeti elemek elektromos fogyasztása kWh-ban, majd a végén - kWh/ kezelt szennyvíz m3 meghatározása - OPEX
BoQ: Bills of quantity - Felhasznált anyag, gépészeti elemek és munka – költségbecslés – CAPEX
8
Műszaki leírás A fent említett összes dokumentum szöveges bemutatása, mely kiterjed: - Telephely és környezetének bemutatása - A kezelendő szennyvíz minőségi és mennyiségi paraméterei – tervezési értékek - Részletes technológia számítások, alkalmazott modellek, kiválasztott egységek - Részletes méretezési (hidraulikai, statikai) számítások - Folyamatirányítás dokumentálása - Beüzemelés („phasing”), napi üzemeltetés, nem várt helyzetek kezelése. Üzemeltetési kézikönyv (O&M Manual) - működési és karbantartási utasítások - technológiai egységekhez kapcsolódó üzemrend (technológia specifikus rész) - közérthető nyelvezet
Technológiai garanciavállalás (Process Guarantee, Process Validation Certificate) - tervezési alapadatok - milyen feltételek mellett tudja a technológia az elfolyó határértéket (pl. inert oldható frakció részaránya, befolyó vízhozam eltérések vagy terhelés eltérések – érzékenységvizsgálat )
Henriksdal WWTP -Svédország 250 MLD
Néhány fogalom – ismétlés félüzemi kísérleti berendezés
90%ile
vízpróba
Telepek skálázhatósága
retrofit Hidraulikai rövidzár
CAPEX
óracsúcs tényező intenzív technológia
MLD OPEX
Tartózkodási idők VSS/TSS arány
Ajánlat kérési fázis
LEÉ
pszichológiai lábnyom
modell vs. szimulátor
Zöldmezős beruházás - greenfield ATV 131 A
A szennyvíztisztító telep helyének kiválasztását befolyásoló tényezők
-
domborzat befogadó víztest megléte távolság lakó-, ipar-, közterületektől, településfejlesztési tervekkel összhangban ivóvízbázisok, távlati vízbázisok, ivóvízellátást szolgáló létesítmények bővítés lehetősége (kapacitásnövelés, új technológia adaptálása) közúton megközelíthető legyen jelenlegi és távlati területhasználat, műszaki, társadalmi, természeti környezeti sajátosságok
Egyéb megfontolások: - gravitációs bevezetésnél mélyponton elhelyezni a telepet - árvíz: műtárgyakat a terepszint fölé kiemelni, töltésekkel körbevenni, a befogadó vízjárásától függően a tisztított szennyvíz átemeléséről gondoskodni kell magas vízállásoknál is - közel a végtermékek végleges ártalmatlanítási helyétől - RÉGEN: legyen elválasztva a tartós emberi tartózkodású helyektől ÚJ nézőpont: minél közelebb a keletkezési helyhez, emberekhez közel (betartva az alapvető környezetegészségügyi szabályokat)
Telepeket jellemző paraméterek Alapparaméterek: - telep teljes alapterülete - medencék méretei - kezelt/tisztított víz hozama - a beépítendő anyagok mennyisége - szintek
Technológiai paraméterek: - iszapkor - technológiai elemeket érő terhelés - kiépítendő fúvókapacitás Összetett paraméterek: - 1 m3 biológiai medencetérfogat által eltávolított szervesanyag vagy - nitrifikációs vagy denitrifikációs kapacitás (ugyanez nem térfogatra, hanem pl. biofilm felületre) - Iszapmennyiség a befolyó szervesanyagra nézve Telepek összehasonlításához a vízhozammal vagy a terheléssel normalizált paraméterek a használatosak
