VÍZTISZTÍTÁS, ÜZEMELTETÉS Területi vízgazdálkodás, Szabályozások, Vízbázisok és szennyezőanyagok SZIE Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar 2011/2012. tanév 2. félév KLING ZOLTÁN Gödöllő, 2012.02.08.
Vízgazdálkodás A természet vízháztartásának a társadalom szükségleteivel való összehangolása. A vízgazdálkodás komplex tevékenység: a természetes vízkészletek és a vízigények, vízhasználatok egymásra hatásával és összehangolásával foglalkozik.
Vízgazdálkodás az 1995. évi LVII. törvény szerint, mely a vízgazdálkodásról szól: "A vízgazdálkodás a vízzel kapcsolatos műszaki, természettudományi, gazdasági,ezen belül a védelmi, üzemeltetési, szolgáltatási, igazgatási feladatok ellátása."
Vízgazdálkodás Részterületek: Készletek és igények Vízminőség-szabályozás Árvízvédelem Területi vízgazdálkodás Települési vízgazdálkodás (Vízellátás, Szennyvízkezelés) Intézmény rendszer
Vízgazdálkodás (készletek, igények)
Vízgazdálkodás (árvízvédelem)
Vízgazdálkodás (területi vízgazdálkodás)
Belvízelöntések (1936-2006)
Vízgazdálkodás (területi vízgazdálkodás)
Veszélyeztetettségi kategória
Az elöntés relatív gyakorisága
1.
< 0,05
2.
0,05 – 0,10
3.
0,11 – 0,20
4.
> 0,20
Szöveges minősítés belvízzel nem, vagy alig veszélyeztetett terület belvízzel mérsékelten veszélyeztetett terület belvízzel közepesen veszélyeztetett terület belvízzel erősen veszélyeztetett terület
Vízgazdálkodás (területi vízgazdálkodás)
Vízgazdálkodás (területi vízgazdálkodás)
Vízgazdálkodás (települési vízgazdálkodás)
Vízgazdálkodás Hajtóerők: Tradíciók Társadalmi hajtóerők Gazdasági szektorok fejlődése, válsága Teherviselés és finanszírozás Nemzetközi folyamatok EU Vízkeret Irányelve (VKI) Éghajlatváltozás Oktatás, képzés Intézményi rendszer
Vízgazdálkodás Vízgazdálkodás alapvetően a társadalom igényeit elégíti ki: Rendelkezésre áll-e elégséges, jó minőségű víz. A víz és a vele történő gazdálkodás mennyire szolgálja az életminőség javítását. Milyen mértékű a biztonság, mekkorák a kockázatok. Ökológiai szempontok mennyire érvényesülnek. A vidékfejlesztést mennyire szolgálja. Intézményi rendszer működése (mennyire hatékony a döntéshozás.)
Vízgazdálkodás, problémák
MI AZ IVÓVÍZ? Az a víz, amely megfelel az aktuális ivóvízszabvány követelményeinek, ivóvíznek tekinthető. Ivóvízellátás Egyedi kutas Közüzemi (A különféle előírások, szabványok a közüzemi ivóvízszolgáltatókra vonatkoznak.)
Vízfogyasztási szokások, mennyiségek Egyedi kutas, vízvezeték nélkül (15-25 L/fő/d) Közüzemi ivóvízszolgáltatás esetén: a kultúráltsági szint, a higiéniai igények, stb. függvényében Kis településeken 60-120 L/fő/d Nagyobb településeken, városokban: 80-140 L/fő/d. Budapesten: 140-210 L/fő/d
Vízfogyasztási szokások, mennyiségek Országos ellátottság: 84-86% - a vezetékes víz a lakóépületbe bevezetésre került további 4-6% - a vezetékes víz a lakótelekre bevezetésre került további 4-6% - az utcában van vezetékes ivóvíz, a lakótelektől 100 – 150 méteren belül vízvételi lehetőség van
Ivóvízzel szembeni elvárások Színtelen Szagtalan Kellemes ízű Hőmérséklete: 8 – 12 °C Ne tartalmazzon kórokozó mikroorganizmusokat, mérgező anyagokat, lebegőanyagot, vagy egyéb zavarosságot okozó anyagot, kellemetlen szagot vagy ízt okozó anyagot.
Ne legyen nagy a sótartalma Ne legyen nagy a szerves-anyag tartalma
Követelmények, szabályozások Szabályozás ajánlás szabvány
Kiterjedés szerint globális (világméretű), WHO Guidelines (Az Egészségügyi Világszervezet ajánlásai) Regionális, EU Direktívák (Szabvány) Országos szabványok
Szabványok az egyes komponensek maximálisan megengedhető koncentrációit (MAC érték) határozzák meg. Az adott határértékek rendszeresen felülvizsgálatra kerülnek!
Követelmények, szabályozások Országos szabványok Magyar Szabvány (MSz) MSz 445 – 1978 MSz 445 - 1989 201/2001. sz. Korm. Rendelet (2001. október 25.) Módosítás: 47/2005. sz. Korm. Rendelet (III. 11.) 65/2009. sz. Korm. Rendelet (A módosítás csak a települések besorolását érintette)
A ’70-es és a ’80-as években a hazai ivóvízszabvány kialakításakor a WHO irányelveit vették figyelembe. Az EU csatlakozás miatt azonban a ’90-es évek második felétől már az EU Directives váltak irányadóvá. Az EU Directives átvétele jelentős változást okozott a hazai ivóvízszabvány teljesíthetőségében. Külön problémát okoz ennek következtében az arzén, az ammónium ion a vas- és a mangán.
Arzén Régi határérték: 50 µg/L (MSz 445, 1989) Új határérték: 10 µg/L (201/2001 sz. Korm. rendelet, 2001) Közel 400 település, megközelítően 1.500.000 lakos Határidők: 2006. december 31. - a 30 µg/L-nél nagyobb arzén tartalmú vizek esetében 2009. december 31. - a 10 és 30 µg/L közötti arzén tartalmú vizeknél
Új határidő: 2012. december (65/2009 sz. Korm. rendelet)
Ammónium ion Sajátos magyar szabályozás: a határérték víztípustól függött Talajvíz - 0,2 mg/L Karsztvíz - 0,5 mg/L Tisztított felszíni víz - 0,5 Mélységi víz - 2,0 mg/L Jelenlegi határérték: 0,5 mg/L Teljesítési határidő: 2009. december 31. Érintett települések száma: megközelítően 800 Lakosok száma: megközelítően 2.500.000 fő Derogációt nem kértünk!
Vas és mangán Korábbi határértékek: Vas – 0,2 mg/L Mangán – 0,1 mg/L Cseppfolyós határérték- Fe+Mn mg/L
0,3
Jelenleg érvényes határértékek: Vas – 0,2 mg/L Mangán - 0,05 mg/L
Települési vízgazdálkodás rendszere
Vízbázisok
Víztisztítás
Vízszerzés
Vízelosztás
Előkezelés (opcionális)
Befogadó
Szennyvíztisztítás
Ipari vízfelhasználók Mezőgazdasági vízfelhasználók Lakossági vízfelhasználók
Vízbeszerzési lehetőségek Felszínalatti víz Talajvíz Mélységi (réteg)víz Karsztvíz Partiszűrésű víz
Felszíni víz Folyó Tó Tározó Öntözőcsatorna
A víz körforgása a természetben
A víz körforgása a természetben
A víz körforgása a természetben
Néhány elem megjelenési formája
Talajvíz Az első vízadó réteg legjelentősebb szennyezőforrásai: kommunális hulladékok rendezetlen lerakása a veszélyes hulladékok nem megfelelő elhelyezése szakszerűtlenül kialakított szennyvízszikkasztók szennyvizek gondatlan elhelyezése a talajban
Talajvíz A talajvíz potenciális szennyezőanyag komponensei a következők: mikroorganizmusok (kórokozók és nem-kórokozók) ammónium, nitrit és nitrát ionok vas és mangánvegyületek egyéb oldott szervetlen anyagok oldott szerves anyagok (pl. humin és lignin anyagok) szerves és szervetlen mikroszennyezők kén-hidrogén oldott oxigén hiánya
Mélységi víz A víztartó felett egy vagy több vízzáró réteg helyezkedik el. amennyiben ezek a vízzáró rétegek nagy kiterjedésűek és sérüléseket nem tartalmaznak, a víztartóban elhelyezkedő vízbe felszíni (tehát emberi) eredetű szennyezőanyagok nem jutnak el.
Mélységi víz A mélységi vizek potenciális szennyezőanyag komponensei a következők: mikroorganizmusok (egyedszámuk nagyon kicsi) ammónium ionok vas és mangán vegyületek humin, lignin és fulvin anyagok illékony szerves anyagok (pl. vízben oldott metán gáz) kénhidrogén oldott oxigén hiánya magas vízhőmérséklet nagy sótartalom (oldott!) nagy mennyiségű oldott szén-dioxid oldott állapotú arzén vegyületek (geológiai, geokémiai eredetű!)
Karsztvíz Szén-dioxid tartalmú csapadék csatornákat, barlangokat hoz létre a mészkőhegységekben (sérülékeny vízbázis)
Karsztvíz A karsztvizek potenciális szennyezőanyag komponensei a következők: mikroorganizmusok (kórokozók és nemkórokozók) nitrát ionok zavarosság (lebegőanyag) oldott állapotú szerves anyagok szerves és szervetlen mikroszennyezők
Partiszűrésű víz Egyes vízfolyások adott szakaszain kialakuló kavicsteraszokon összegyűlt, rövid idő alatt megújuló felszínalatti víz, melynek forrása elsősorban a folyó, de részben a folyó felé áramló felszínközeli víz. Tekintettel arra, hogy a partiszűrésű víz döntő többsége a folyóból a viszonylag jó vízvezető tulajdonságokkal rendelkező parti rétegen átszűrődve jut el a víznyerő helyre, egyes vélemények szerint ez felszíni víz. Magyarországon a partiszűrésű vizet a felszínalatti vizek közé soroljuk.
Partiszűrésű víz
Amikor a folyó vízállása alacsony, a felszín alatti vízből származó vízhozam jelentős lehet.
Parti szűrésű víz A parti szűrésű vizek potenciális szennyezőanyag komponensei a következők: mikroorganizmusok (kórokozók és nem-kórokozók) ammónium, nitrit és nitrát ionok vas és mangán vegyületek oldott állapotú szerves anyagok kőolaj és származékai szerves és szervetlen mikroszennyezők kénhidrogén oldott oxigén hiánya
Magyarország - vízbázisok A vízkivétel jelentős része felszín alatti vízbázisból történik (94,1%), ezen belül a mélységi vizek (42,3%) és a parti szűrésű vízbázisok (42%) a legjelentősebbek.
A karsztvíz 11,9%-al részesedik, míg a talajvíz aránya mindössze 2.9%.
Felszín alatti vizek szennyezőanyagai (természetes eredetű) komponens
negatív hatás
vas (Fe2+) és mangán (Mn2+)
zavarosság, szín, szag, kellemetlen íz lerakódást okoz a vezetékekben
arzén (As3+) (mélységi vizekben)
rákkeltő
Agresszív CO2 (mélys.vizekben)
csővezetékek korróziója
metán (CH4) gáz (mélys. vizekben)
robbanásveszély
Felszín alatti vizek szennyezőanyagai 1. (természetes eredetű)
Felszín alatti vizek szennyezőanyagai 2. (természetes eredetű) komponens Ammónium (NH4+) Nitrát (NO3-) és Nitrit (NO2-) (talajvízben) Oldott O2 hiánya, H2S (mélységi víz) Szerves anyag
negatív hatás fertőtlenítés hatékonyságának csökkent. átalakulhat: NO3- vagy NO2a vér oxigénfelvételét a nitrit akadályozza (NO2-) kellemetlen szag
káros melléktermékek képződése a fertőtlenítés alkalmával a vezetékekben biofilm képződése
Felszín alatti vizek szennyezőanyagai 3. (természetes eredetű) komponens Keménység (Ca2+, Mg2+)
magas sótaratalom, magas hőmérséklet (mélységi vizek)
negatív hatás lerakódások
Felszín alatti vizek szennyezőanyagai 4. (emberi eredetű) Komponens Ammónium (NH4+)
Negatív hatás fertőtlenítés hatékonyságának csökkent. átalakulhat: NO3- vagy NO2-
Nitrát (NO3-) és Nitrit (NO2-)
a vér oxigénfelvételét a nitrit akadályozza (NO2-)
Patogén és egyéb mikroorganizmusok
a patogén mikroorganizmusok járványt okoznak
Szerves és szervetlen mikroszennyezők
toxikusak
Felszíni vizekben található szennyezők
Giardia lamblia és Cryptosporidium parvum paraziták
Folyók folyók potenciális szennyezőanyag komponensei a következők: zavarosság (lebegőanyag és alga) patogén és nem patogén mikroorganizmusok szerves anyagok (szennyvízbevezetések) humin, lignin és fulvin anyagok kőolaj és származékai szerves és szervetlen mikroszennyezők ammónium ionok (elsősorban hideg vizekben)
Tavak A tavak potenciális szennyezőanyag komponensei a következők: zavarosság (elsősorban alga) patogén és nem patogén mikroorganizmusok humin, lignin és fulvin anyagok szerves anyagok kőolaj és származékai ammónium ionok (elsősorban hideg vizekben)
Tározók A tározók potenciális szennyezőanyag komponensei a következők: zavarosság (elsősorban alga) patogén és nem patogén mikroorganizmusok humin, lignin és fulvin anyagok szerves anyagok ammónium ionok (elsősorban hideg vizekben)
Felszíni vizekben található szennyezők 1. (természetes eredetű) Komponens
Negatív hatás
zavarosság
Humin, lignin, fulvin anyagok (szerves a.) Ammónium (NH4+) (hideg víz, O2 hiány)
szín, szag, íz problémák káros melléktermékek keletkezése fertőtlenítés hatékonyságának csökkentése
Felszíni vizekben található szennyezők 2. (emberi eredetű) Komponens
Negatív hatás
Szerves szennyezők
káros melléktermékek keletkezése
Patogén, és egyéb mikroorganizmusok
patogének
Olaj
toxikus
Szerves és szervetlen mikroszennyezők
toxikus
Ammónium (NH4+)
járványok
fertőtlenítés hatékonyságának csökkentése
Mi a teendő, ha az adott víz nem felel meg a követelményeknek? Új vízbázist keresünk, mégpedig olyat, ahol a víz minősége megfelel a 201/2001 Korm. Rendelet előírásainak Az adott település meglévő, vagy kialakításra kerülő kistérségi, vagy regionális ivóvízellátó rendszerhez csatlakozik Vízkezelési technológiát alkalmazunk, mely biztosítja az adott komponensek koncentrációjának az előírásokban megadott szint alá csökkentését
A nem-kívánatos komponensek eltávolítására vonatkozó fontossági sorrend
Kórokozó mikroorganizmusok Mérgező anyagok Mikroszennyezők Zavarosságot okozó anyagok (lebegőanyag, alga) Prekurzorok (elővegyületek) Íz- és szagrontó anyagok
Technológiai alapfolyamatok Oxidáció és redukció pH és pufferkapacitás szabályozás Kémiai kicsapás Adszorpció Fázisszétválasztás (gáz-folyadék, szilárd-folyadék) Egyéb eljárások (membránfolyamatok)
