Szennyvíztisztítás Melicz Zoltán Egyetemi adjunktus

Az előadások a következő témára: "Szennyvíztisztítás Melicz Zoltán Egyetemi adjunktus"— Előadás másolata:

1 Szennyvíztisztítás Melicz Zoltán Egyetemi adjunktus
BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék K.alags. 27.

2 Szennyvíztisztítás Miért van rá szükség?
Főbb folyamatok (csak a lényeg) Mire képes? (mit, milyen mértékben tudunk eltávolítani a szennyvízből) Költséghatékonyság

3 Miért is kell tisztítani?
Szennyvíz Nehezen definiálható fogalom: olyan víz, amely környezetre káros anyagot tartalmaz Szennyezőanyag mennyiség és minőség? g, mg, μg, ng, vagy még kisebb ??? A fejlődés iránya: egyre kisebb mennyiségek eltávolítása

4 Miért is kell tisztítani?
Amit ma el tudunk távolítani (nem a teljes mennyiséget) Szervesanyagok (C) Nitrogénformák (N) Foszforformák (P) Egyéb „beépülő” anyagok

5 Települési szennyvizek: források
Ipari szennyvizek Összetétel változatos (az ipari tevékenység függvénye) Házi szennyvizek Az emberi metabolizmus termékei Vizelet, fekália, használati vizek stb. Szennyezőanyagok összetétele az étkezési szokások Eltérés: vízhasználati szokások (takarékosság) Fekete és szürke szennyvizek: Mo.-n még nem elterjedt Kommunális (házi jellegű)

6 Tisztítás célja: Szennyezők mennyiségének csökkentése
Fizikai/kémiai/biológiai módszerekkel Változatos technológiai alternatívák alkalmazásának a lehetősége Jellemzők: Gazdaságos legyen (építés és üzemelés) Átalakítás (bővítés) lehetősége Rugalmas üzemelés (a folyamatos változásoknak való megfelelés lehetősége)

7 Biológiai bonthatóság
Vegyületek biológiai folyamatok révén (egyszerűbb vegyületekké) történő átalakítása Szervesanyagok: Csak egy részük biológiailag bontható A bontás sebessége nagymértékben változhat Oldott és szilárd formában

8 A tisztítás célja Első szennyvíztisztítók lebegőanyagok, szervesanyagok eltávolítása Módszer: a biológia művi (irányított környezetben történő működtetése Cél: kis térfogatban, sok mikroorganizmus Eljárások Mechanikai, mechanikai és kémiai Csepegtetőtestek, 1800-as évek vége Eleveniszapos rendszerek, 1900-as évek Anglia, USA

9 Ülepítés Gravitáció hatására (súlykülönbség)
Általában „nagy” műtárgyakban Nagyszámú ülepítő kialakítási változat,

10 Ülepítő műtárgy függőleges metszet

11 Utóülepítő „üresen”

12 Ülepítő „tele”

13 Mechanikai tisztítás M: TSS: 50%, KOI, BOI5: 30% TN: 5-10%, TP: 5-15%
t= 2-3 h

14 Mechanikai/kémiai tisztítás
CEPT: TSS: 80%, KOI, BOI5: 50% TN: 10%, TP: 60% PC: TSS: 90%, KOI, BOI5: 70% TN: 10%, TP: 90% t= 3-3,5 h

15 Biológiai tisztítás Hogyan működik?
Az eleveniszapos rendszer Pehely (néhány 100 mikron átmérőjű) Levegőztetés visszavezetése – lásd később) mesterséges módon (gépészeti berendezések) Recirkuláció (aktív biomassza Ülepítők alkalmazása szükséges Jelenleg a világon legelterjedtebb

16 Az eleveniszapos rendszer kialakítása

17

18 Levegőztetett eleveniszapos rektor

19 Biológiai tisztítás BH: >0,5 kgBOI5/kdTSS/d TSS: 90%, KOI, BOI5: 90% TN: 10%, TP: 10% BL: <0,2 kgBOI5/kdTSS/d TSS: 90%, KOI, BOI5: 95% TN: 15%, TP: 15% t= 3-3,5 h t= 6,0h

20 Biológiai/kémiai tisztítás
BC1: TSS: 95%, KOI, BOI5: 95% TN: 15%, TP: 90% BC2: TSS: 95%, KOI, BOI5: 95% TN: 15%, TP: 90% Me3+ Me3+

21 Biológiai/kémiai tisztítás (N eltávolítás)
BCDN1: TSS: 90%, KOI, BOI5: 95% TN: 70%, TP: 90% BCDN2: TSS: 90%, KOI, BOI5: 95% TN: 85%, TP: 90% Me3+ Me3+ +C

22 Biológiai tisztítás (N és P eltávolítás)
TSS: 90%, KOI, BOI5: 95% TN: 70%, TP: 85% Anaerob medence

23 Az 5 lépcsős Bardenpho eljárás

24 Szennyvíztisztítók tervezése
Kétféle megközelítés 1. Hagyományos (mérnöki) Biológiai műtárgytérfogatok meghatározása Tapasztalatok, összefüggések felhasználása („ökölszabályok”) Méretezési segédletekben, irányelvekben Ülepítők, meghatározása Hidraulikai számításokkal, ellenőrzésekkel Alkalmazása: Mo-n még gyakori, a nagyvilágban inkább a számítások ellenőrzésére

25 Szennyvíztisztítók tervezése
Kétféle megközelítés 2. Modellszámításokkal, szimulációkkal Biológiai műtárgytérfogatok meghatározása Reakciókinetikai ismeretek felhasználásával Mikroorg. szaporodás, pusztulás sebességek Különböző környezetben (levegőztetett vagy nem?) Matematikai modellek (1984-től) Differenciál egyenletrendszerek Számítógépen Ülepítők, meghatározása A hidraulika szimulációjával

26 Összefoglalásként A szennyvíztisztítás:
Környezetvédelmi szempontból fontos Befogadó védelem, (emisszió csökkentés) epidemiológiai kockázat csökkentése Nem old meg minden prroblémát Mikroszennyezők, gyógyszermaradékok Multidiszciplináris tudást igényel Mérnöki tudás (gépészet, irányítástechnika, műtárgy méretezés, kémia, biológia …) Költséges (max év élettartam, energiaigény)

27 Összefoglalásként A szennyvíztisztítás:
Az összegyűjtött szennyvíz tisztítása Környezetvédelmi szempontból fontos Befogadó védelem, (emisszió csökkentés) epidemiológiai kockázat csökkentése Multidiszciplináris tudást igényel Mérnöki tudás (gépészet, irányítástechnika, műtárgy méretezés, kémia, biológia …) Költséges (max év élettartam, energiaigény)

28 És a további innovációk…
Biológiai reaktorok Bioszűrők Kis helyigény Fizikai értelemben vett szűrés Kiváltják az ülepítőt is Hazai példa: Dél-pesti szennyvíztisztító

29 Biofor típusú biofilter
1. Szennyvíz bevezetés, 2. Öblítő levegő 3. Levegőbevitel, vagy szénforrás bevezetés, 4. Tisztított víz elvezetés, 5. Öblítő zagyvíz elvezetés, 6. Öblítővíz

30 És a további innovációk…
Biológiai reaktorok Bioszűrők Fluidágyas/mozgóágyas reaktorok

31 Fluid ágyas reaktor séma

32 És a további innovációk…
Biológiai reaktorok Bioszűrők Fluidágyas/mozgóágyas reaktorok UASB (bonyolult hidraulikai viszonyok és biológia)

33 UASB reaktor séma

34 UASB reaktor

35 UASB reaktor

36 És a további innovációk…
Biológiai reaktorok Bioszűrők Fluidágyas/mozgóágyas reaktorok UASB (bonyolult hidraulikai viszonyok és biológia) MBR rendszerek Fázisszétválasztás kicsi (pl. 0,1 μm-es) pórusokon keresztül

37 Membrán bioreaktorok (MBR)

38 Membrán bioreaktorok (MBR)

39 Membrán bioreaktorok (MBR)

40 És a további innovációk…
Biológiai reaktorok Bioszűrők Fluidágyas/mozgóágyas reaktorok UASB (bonyolult hidraulikai viszonyok és biológia) MBR rendszerek Fázisszétválasztás kicsi (pl. 0,1 μm-es) pórusokon keresztül „Nem hagyományos” biológiai rendszerek Anammox, Sharon (anaerob ammonium oxidáció)

41 SZENNYVÍZTISZTÍTÁS MAGYARORSZÁGON: 1990

42 SZENNYVÍZTISZTÍTÁS MAGYARORSZÁGON: 2003

43 SZENNYVÍZTISZTÍTÁS MAGYARORSZÁGON: 2015