TERMÉSZETES SZENNYVÍZTISZTÍTÁSI RENDSZEREK

Az előadások a következő témára: "TERMÉSZETES SZENNYVÍZTISZTÍTÁSI RENDSZEREK"— Előadás másolata:

1 TERMÉSZETES SZENNYVÍZTISZTÍTÁSI RENDSZEREK

2 VÍZI KÖZMŰ HELYZET MAGYARORSZÁGON
Vízellátás 95% felett Csatornázás kb. 54 %-os 2500 településen nincs csatorna Közműolló nyitott Következmény: felszíni és felszín alatti vízkészlet szennyeződik

3 GAZDASÁGI HELYZET Tőkehiány Gazdaság átalakítása Privatizáció
Környezetvédelem felértékelődése KÖVETKEZMÉNY: Olcsó, hatékony és környezetkímélő szennyvíztisztítási eljárások iránt növekszik az igény

4 SZENNYVÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK
intenzív (konvencionális) szennyezőanyag-eltávolítás felgyorsítva energia vegyszerek természetes szennyezőanyag-eltávolítás nem felgyorsított természeti erőforrások használata "low cost technology"

5 CÉLKITŰZÉS Különböző természetes tisztítók egymás közötti összehasonlítása Összehasonlítás az eleveniszapos tisztítással

6 SZEMPONTOK Hidraulikai terhelés Elfolyó víz minősége Hatásfok
Egészségügyi vonatkozások Területigény Élettartam Beruházási és működési költség

7 TERMÉSZETES SZENNYVÍZTISZTÍTÁSI RENDSZEREK
Előnyök: környezetbarát alacsony építési, működtetési és fenntartási költség alacsony energiaigény működtetés különleges szakképzetséget nem igényel szélsőséges üzemelési körülmények között is működtethető más célokra nem használható területeken is kialakítható esztétikus diffúz szennyeződéseket is képes kezelni tájba illeszthető

8 TERMÉSZETES SZENNYVÍZTISZTÍTÁSI RENDSZEREK
Hátrányok: nagy területigény (hosszú tartózkodási idő) speciális követelmények (topográfia, talajtípus) hatásfok szezonális változása beüzemelés hosszadalmas lehet építési hibák nem derülnek ki azonnal

9 SZÁRAZFÖLDI RENDSZEREK
szikkasztás szennyvíz-öntözés - irrigation talajszűrés - slow rate infiltration gyors homokszűrés - rapid infiltration gyökérmezős szennyvíztisztítás - root zone system, subsurface flow wetland

10 VÍZI RENDSZEREK tavak, lagúnák - pond, lagoon anaerob
fakultatív (aerob-anaerob) aerob levegőztetett halastavak úszó v. lebegő vizinövényes - floating plant system nádastó - free water surface wetland csörgedeztetés - overland flow

11 LASSÚ BESZIVÁROGTATÁS
a szennyvizet növényzettel borított területre vezetik tisztítás a víz talajon történő átszivárgása közben előnyei: az alkalmas talajok széles skálája talajvíz visszapótlás  hátrányai: a többi szárazföldi módszernél nagyobb területigény (az alacsony terhelések miatt) talajvízszennyezés veszélye

12 LASSÚ BESZIVÁROGTATÁS
Szennyvíz elosztása felszíni, árkos permetező technika

13 LASSÚ BESZIVÁROGTATÁS
SZENNYEZŐANYAG-ELTÁVOLÍTÁSI MECHANIZMUSOK lebegőanyag : a talaj általi szűrés nitrogén: növényi felvétel, ammónia volatilizáció, nitrifikáció/denitrifikáció ammónium-ion: talajrészecskékhez kötődhetnek, ahol mikroorganizmusok nitrifikálják foszfor: adszorpció, kiülepedés, növényi felvétel, ha a növényzet betakarítását rendszeresen végzik

14 SZENNYVÍZ ÖNTÖZÉS Szennyvízöntözés = lassú beszivárogtatás egy speciális fajtája fő cél a növényzet (valamilyen haszonnövény) vízzel és tápanyaggal való ellátása

15 Magyarországi gyakorlat
NYÁRFÁS ÖNTÖZÉS Magyarországi gyakorlat Árkos elosztás Drénhálózat!

16 SZENNYVÍZ ÖNTÖZÉS A szennyvízöntözés előnyei: alternatív vízforrás
alternatív vízforrás a tisztítási eljárás kombinálása a termeléssel a haszonnövények ellátása vízzel és tápanyaggal az adott terület mezőgazdasági értékéknek növelése a műtrágya szükséglet csökkentése Hátrányok és korlátozó tényezők: az öntözött növényekre mérgező hatású összetevők előzetes eltávolítása szükséges szigorú egészségügyi és környezeti szabályozások a lehetséges szennyeződésekre és mérgező összetevőkre

17 GYORS HOMOKSZŰRÉS szennyvizet egy homokkal töltött földmedencébe engedik a szennyvíz a talajon való átszivárgás során tisztul meg a lassú beszivárogtatástól elsősorban a hidraulikai terhelés mértékében különbözik talaj szemcseeloszlása fontos legjobb talajok a viszonylag durva textúrájúak (agyagos iszapok, iszapos homokok) növényzet nincs - terhelés túl magas ahhoz, hogy a tápanyagfelvételnek jelentős hatása lehessen az eltávolításban rendszerint utótisztító, vagy mechanikailag előtisztított szennyvíz tisztítására használják

18 GYORS HOMOKSZŰRÉSI TECHNOLÓGIA (1)

19 GYORS HOMOKSZŰRÉSI TECHNOLÓGIA (2)

20 Nitrogéneltávolítás: nitrifikáció/denitrifikáció
GYORS HOMOKSZŰRÉS Nitrogéneltávolítás: nitrifikáció/denitrifikáció 1-3 nap elárasztás, 5-10 nap száradás  a talaj felső rétegében a nitrifikációhoz szükséges aerob körülmények visszaállhatnak A foszfor eltávolítása a talajszemcsékhez való adszorpció eredménye.

21 GYÖKÉRMEZŐS SZENNYVÍZTISZTÍTÁS
szigetelt medence vagy csatorna, amelyet porózus anyaggal töltenek ki Ebben vízi-mocsári növényzet nő A víz szintje megfelelő működés esetén a felszín alatt marad Az áramlás iránya vízszintes, vagy függőleges lehet

22 A gyökérzónás szennyvíztisztító egyszerűsített rajza

23 Felülnézet

24 GYÖKÉRMEZŐS SZENNYVÍZTISZTÍTÁS
a szennyvíz a rizómákkal sűrűn átszőtt talajon történő átfolyás során tisztul meg A növényi tápanyagok eltávolítása növényi felvétel, talajszemcsékhez kötődés és biológiai folyamatok során megy végbe A szervesanyagok eltávolításában biológiai folyamatok vesznek részt, míg a lebegőanyagokéban a szűrés

25 GYÖKÉRMEZŐS SZENNYVÍZTISZTÍTÁS

26 TERVEZÉSI SZEMPONTOK BOI5-RE
Ah = Szűrőágy felület m2-ben Q = Napi átlagvízhozam m3-ben C0 = A befolyó víz BOI5 koncentrációja mg/L-ben Ct = Az elfolyó víz elvárt BOI5 koncentrációja mg/L-ben KBOI = Állandó (0,1 m/nap)

27 GYÖKÉRMEZŐS SZENNYVÍZTISZTITÁS
ELŐNYEI: Megfelelő hatékonyság Alacsony működési költség Ellenőrizhető működés Kis energia igény Nincs szükség regionális csatornahálózatra HÁTRÁNYOK: Nagy terület igény Gyenge növényi tápanyag eltávolítási hatásfok Kevés üzemi tapasztalat

28 A tisztítási folyamatok:
CSÖRGEDEZTETÉS A szennyvíz egy megfelelő lejtésű, fűvel borított, teraszosított lejtőn folyik le A tisztítási folyamatok: kiülepedés szűrés adszorpció mikrobiális átalakítás lebontás

29 CSÖRGEDEZTETÉS

30 CSÖRGEDEZTETÉS talaj áteresztőképessége: <5 mm/h finom szerkezetű agyag, agyagos vályog növényzet (fűféleség) biztosít közeget a tisztításban szerepet játszó mikroorganizmusoknak, akadályozza az eróziót és fölvesz növényi tápanyagokat periodicitás

31 TAVAK, LAGÚNÁK Egy vagy több nyílt vízfelszínű, szigetelt medencéből állnak Miközben a szennyvíz átfolyik rajtuk, a szennyezőanyagokat mikroorganizmusok lebontják

32 ANAEROB TAVAK olyan magas szerves terhelést kapnak, hogy a víztérben aerob zóna nem tud kialakulni Átlagos mélységük 2,5-5 m, a szennyvíz tartózkodási ideje nap A lejátszódó fő biológiai folyamatok: savképződés és anaerob bontás

33 FAKULTATÍV TAVAK 1,2-1,8 m mélyek, felső rétegük aerob, míg az alsó rétegekben anaerob viszonyok uralkodnak A szennyvíz tartózkodási ideje általában nap A fakultatív működés kulcsa a felszíni algák által termelt oxigén és a felső réteg átlevegőzése a felette lévő légrétegből Az oxigént a felső vízréteg aerob baktériumai használják föl a szervesanyag lebontásához

34 sekélyek (30-60 cm mélység) rövid tartózkodási idő : 2-6 nap
AEROB TAVAK teljes mélységükben tartalmaznak oldott oxigént (algák fotoszintézise, felszín átlevegőzése) sekélyek (30-60 cm mélység) rövid tartózkodási idő : 2-6 nap

35 ÚSZÓ – LEBEGŐ VÍZINÖVÉNYES RENDSZER
vízi jácint (Eichhornia crassipes), a békalencse (Lemna sp., Spirodela sp., and Wolffia sp.) A békalencse fajok kisméretű, néhány mm nagyságú levélkével és 1 cm-nél rövidebb gyökérrel rendelkeznek A vízi jácint egy édesvízi évelő növény, lekerekített, felfelé álló, fényes zöld levelekkel és csúcsos virágzattal A gyökere természetes körülmények között 30 cm hosszú  

36 ÚSZÓ VAGY LEBEGŐ NÖVÉNYES TISZTÍTÁS
növények szerepe: vízfelszín beterítése - alganövekedés megakadályozása a kiülepedést is elősegítik vízi jácint gyökérzetén mikroorganizmusok tudnak megtelepedni, valamint oxigént juttat a vízbe a gyökerén keresztül

37 Úszó vízinövényes szennyvíztisztításra alkalmas területek

38 NÁDASTÓ

39 NÁDASTÓ A víz szintje a talajszint felett helyezkedik el vízmélység: cm A szennyezőanyag-eltávolítási folyamatok nagy része a vízben zajlik le, a talajnak kisebb a szerepe A növényzet víz felett lévő szára, levelei gátolják a fény bejutását a vízbe, igy szabályozva az alga növekedést.

40 NÁDASTÓ Az elhaló növényi részek a téli hónapok alatt jó hőszigetelést nyújtanak, csökkentve a szél és a konvekció által eltávozó hőmennyiséget. A növények oxigéntranszportja a gyökértérbe szintén fontos, bár a fő oxigénforrás a felszíni átszellőzés.

41 Néhány nádas tavas szennyvíztisztító telep elhelyezkedése Észak-Amerikában

42 Megjegyzés: Zárójelben az átlagok
MŰKÖDÉSI JELLEMZŐK 0,14-1,6 Öntözés 0,6-3,0 Talajszűrés 23-56 Gyors homok- Szűrés 5,1-11,7 (8,2) 1,4-22,3 (7) Nádastó 19,1 (3,1) 2,4 (10) Úszó vízi- Növényes 0,9-23,0 (5) 0,87-26,0 (7,8) 1-200 Gyökér- mezős FAJLAGOS FELÜLET m2/lakos HIDRAULIKUS cm/nap KAPACITÁS m3/nap TÍPUS Megjegyzés: Zárójelben az átlagok

43 ELTÁVOLÍTÁSI HATÁSFOK (%)
69 93 80 Gyors homokszűrés 15-81 (50) 12-65 60-93 (80) 51-89 Nádastó 16-67 14-72 (40) 20-95 10-94 Úszó vízinövényes 11-94 10-88 60-98 51-95 Gyökérmezős Összes N P Lebegő- anyag BOI5 Típus Megjegyzés: Zárójelben az átlagok

44 KÖZEGÉSZSÉGÜGYI JELLEMZŐK
ELTÁVOLÍTÁS (LOG10 EGYSÉG) 1-4 1-6 Fertőtlenítés Stabilizációs tó 1-2 Lagúna 0-1 0-2 Eleveniszapos rendszer Ülepítés Vírus Baktérium Típus

45 A TERMÉSZTES SZENNYVÍZTISZTÍTÓK KÖLTSÉGEI
0,03-0,09 Nádastó 0,12-0,14 Úszó vízinövényes 0,01-0,16 Levegőztetett tó 0,07-0,13 Stabilizációs tó 0,08-0,16 Csörgedeztetés 0,05-0,10 Gyors homokszűrés 0,10-0,20 Talajszűrés 0,01-0,10 Szikkasztó Működési költség USD/m3 Beruházási költség USD/m3/nap Típus

46 A GYÖKÉRMEZŐS ÉS NÁDASTAVAS SZENNYVÍZTISZTÍTÁS BECSÜLT KÖLTSÉGE
126 63 000 180 18 000 Gyökérmezős Fajlagos eFt/m3/d Létesítési e Ft 27 41 64 31 500 90 9 000 Nádastó 6000 m3/d 3000 m3/d 500 m3/d 100 m3/d Kapacitás

47 A NÁDASTÓ BECSÜLT ÜZEMELTETÉSI KÖLTSÉGE
2,80 6 120 5 760 360 6 000 4,20 4 620 4 380 240 3 000 5,40 1 960 1 780 180 1 000 7,90 1 440 1 260 500 8,00 735 635 120 250 13,30 480 100 Fajlagos Ü.K. Ft/m3 Összesen eFt/év Amort. Munkabér Kapacitás Q m3/nap

48 A STABILIZÁCIÓS TÓ ÉS AZ ELEVENISZAPOS RENDSZER FENNTARTÁSI ÉS MŰKÖDÉSI KÖLTSÉGÉNEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA

49 A STABILITÁCIÓS TÓ ÉS AZ ELEVENISZAPOS RENDSZER BERUHÁZÁSI KÖLTSÉGÉNEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA