Ipari víztisztítás Takó Szabolcs Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék tako.szabolcs@vkkt.bme.hu.

Az előadások a következő témára: "Ipari víztisztítás Takó Szabolcs Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék tako.szabolcs@vkkt.bme.hu."— Előadás másolata:

1 Ipari víztisztítás Takó Szabolcs Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék

2 Mivel fogunk foglalkozni?

3 Ipari vízhasználatok Az ipar a legnagyobb frissvíz használó, a teljes
vízhasználatnak (lakosság + mezőgazdaság + ipar) kb. 70 %-át teszi ki A legnagyobb és a legkellemetlenebb szennyvizek kibocsátója (75-80 %), Az ipari vízhasználat kb. 90 %-a hűtővíz

4 Vízhasználatok Magyarországon 2004-ben
Forrás:

5 Az ipar vízhasználatai (1)
Nyersanyag (termék alapanyaga) A víz gyakran az ipari termék lényeges részét képezi, mennyiségével és minőségével szemben, a gyártmánytól függően változó követelmények jelentkeznek. Kazántápvíz (gőztermelésre, energiatermelésre vagy fűtés céljából) A kazánvizek és tápvizek minőségi követelményei magasak. Általában többfokozatú tisztítást igényelnek. Az üzemben keletkező kondenzvizek nagyobb arányú összegyűjtése és visszavezetése (újrahasználata) célszerű. Hűtővíz (a legtöbb vizet az ipar, hűtésre használja: a villamosenergia- iparban, vegyiparban, kohászatban stb.) Az elhasznált víz – lehűtése és szükség szerinti tisztítása után – visszavezethető, vagy – akár melegen – más üzemrészben fölhasználható. Forrás: Kelemen L. (2011)

6 Az ipar vízhasználatai (2)
Öblítő-, mosóvíz (a nyersanyagok (konzervipari nyersanyagok, cukorrépa, nyers gyapjú stb.), valamint csomagolóedények, dobozok, burkolatok mosására, vagy a technológiai folyamat valamely helyén a kezelt felületekről a kémiai hatóanyag leöblítésére, lemosására (gépipar, fémtömegcikk-ipar) használják) Az élelmiszeriparban ez a vízfajta többször ivóvízminőséget jelent, egyéb mosásnál, öblítésnél arra kell tekintettel lenni, hogy a felületről elpárolgó víz után lehetőleg ne maradjanak vissza lerakódások (a felületkezeléseknél ez megengedhetetlen), tehát az öblítő-, mosóvíz keménysége és egyéb oldott és lebegőanyag-tartalma legyen alacsony. Ugyanakkor a szennyezései gyakran értékes anyagok. Érdemes kinyerni, és a tisztított víz újrahasználható. Forrás: Kelemen L. (2011)

7 Az ipar vízhasználatai (3)
Szállító víz: az ipar több területén, számos iparágban így a bányászatban, kohászatban, villamosenergia-iparban, élelmiszeriparban stb. a nyersanyagok, félkész és késztermékek, továbbá a hulladékok szállítása hidraulikai úton úsztatással vagy zagyszállítással történik. Minőség tekintetében igények általában nincsenek, a mennyiség azonban legtöbbször tetemes, éppen ezért a víz visszanyerésére, forgatására törekedni kell, mivel befogadóba tisztítás nélkül nem bocsátható Osztályozó víz (mosó- és szállítóvizek körébe tartozik) Oldószer víz (pl.: a cukor kioldása a répaszeletből, a cefre készítése, egyes növényi kivonatok készítésénél és a különféle kemikáliák gyártása során, textilfestés, elektrolitek előállítása, festő- és pácoldatok készítése) Az ilyen célú vízzel szemben támasztott követelmények – ennek megfelelően – igen különbözőek. A szennyezőanyagok eltávolítása után az oldóvíz visszavezetése és újrahasználata előnyös, mert a hatóanyagok egy része a használt vízben marad. Forrás: Kelemen L. (2011)

8 Az ipar vízhasználatai (4)
Képlékenyítő víz (a papíriparban és az építőiparban (tégla, kerámia) a nyersanyagok képlékennyé tételére, formázhatóságára szolgál ez a vízfajta. A finom kerámiák készítésénél követelmény a víz (csaknem) vasmentessége. Lazító víz (a textil- (len, kender), cellulóz,- farost-, bútoripar stb., a növényi és állati rostok és szövetek áztatás, kioldás, vízfelvétel útján történő fellazítására használja) E műveletek után közvetlen újrahasználat alig lehetséges, tekintve, hogy az elfolyó (szenny) víz magas szervesanyag tartalmú, nehezen tisztítható. Egyéb ipari víz (pl.: főző, kristályosító, energiaközvetítő, vákuumlétesítő, táptalaj víz mikroorganizmusok ipari tenyésztésére stb.) esetenként nagyon különböző követelményekkel Járulékos vízhasználat (az ivó és használati víz, az üzemi konyhák, mosdók, zuhanyzók, WC-k ellátása, az öltözők, irodák és gyártó helyiségek takarítására, az üzemi utak, parkok, sportlétesítmények locsolása, tűzivíz.) Forrás: Kelemen L. (2011)

9 Célkitűzések Az ipari víz kezelés négy problémás területet kezel:
Korrózió Kiülepedés, kirakódás Mikrobiológiai aktivitás Maradék szennyvizek ártalmatlanítása

10 Vízforrások Az ipar számára elsősorban a felszíni vízkészletek és a térszín közeli talajvizek állnak rendelkezésre Ezek a vizek is gyakran kezelést igényelnek az ipari célra történő felhasználáshoz A vízkészletek hiánya és annak elszennyezése miatt több esetben kötelezik az ipart, hogy a vízrendszereit teljes mértékben zárja és csak a veszteségek pótlására szerezhet be vizet Ezért már ma egyre jelentősebb szerepet kap az ipar használt vizeinek újrahasználatát biztosító vízkezelési technológiák megvalósítása Forrás: Kelemen L. (2011)

11 Minőségi igények A minőségi igényeket az ipar jellege határozza meg
Pl. élelmiszeripar: ivóvízminőség Gyógyszeripar, elektronikai ipar: extra tisztaságú vizek Kazán-tápvizek, hőerőművek vízrendszerei  fokozott lágyítási igény lép fel Bizonyos iparágak azonban az ivóvízminőségnél rosszabb minőségű vizet használnak fel (pl. bányászat) Az alkalmazott technológiák, ld. „Víztisztítás blokk” Felszíni víz tisztítására alkalmas technológiai sorok Felszín alatti vizek tisztítására bemutatott technológiai egységek (pl. szűrők, koaguláció) Membrántechnológiák

12 Felszíni-víz tisztítás
előzetes klórozás Cl2 Cl2 koagulans RM (gyors keverő) flokkulans RM (gyors keverő) PAC RM (gyors keverő) flokkulator Homok fogó lassú keverő Nyersvíz ülepítő medence Cl2 Cl2 Ózonozó medence Tisztavíz medence Granulált aktív- szén adszorber gyors homok szűrő Ivóvíz szolgáltatás

13 Ipari víz előkészítése
Vízlágyítás Sótalanítás

14 Vízlágyítás – Lágyítási eljárások
Víz lágyítása kicsapatással (mésszel, mész-szódával, trisóval) Mágneses módszer Savas lágyítás Termikus eljárások Forrás: Kelemen L. (2011)

15 Szén-dioxid – szénsav – hidrogén-karbonát – karbonát rendszer egyensúlya
Hidrogén- karbonát pufferoló hatás: HCO3- + H+ ↔ H2CO3 HCO3- + OH-↔ CO3- + H2O Ha pH ≤ 4,5 A vízben csak CO2 és H2CO3 Ha 4,5 ≤ pH 8,3 A vízben jelen van CO2, H2CO3 és HCO3- Ha pH ≥ 8,3 A vízben jelen van HCO3- és CO3-

16 Vízlágyítás– Meszes lágyítás lassú reaktorban
A lassú reaktorral végzett lágyítási eljárásban a kalcium- és magnézium hidrogén-karbonátot oldott formában tartalmazó vízhez ún. mészhidrátot ill. kalcium hidroxidot adagolnak ,ami a víz keménységét okozó (Ca2+, Mg2+) sókkal vízben csak kismértékben oldódó csapadékot alkot: Meszes lágyítás Az Mg(OH)2 csapadék a reakció második fázisában keletkezik, és amorf, kolloid jellegű csapadékként válik ki. A reaktorban keletkező kétféle csapadékot ülepítik. Az igen finom CaCO3 diszperzió kiülepítése is csak jelentős tartózkodási idő, azaz igen kicsi vízáramlási sebesség mellett lehetséges. A Mg(OH)2 kolloid részecskék pedig csak a koagulációjuk biztosítása esetén ülepszenek. A koagulációt általában kedvezően befolyásolja a fölös mészhidroxid adagolás. Kedvezőtlen koaguláció és ülepedési viszonyok (alacsony reaktor hőmérséklet, megnövekedett felületi terhelés) esetén azonban fölös mész adagolás nem bizonyul elégségesnek a lebegőanyag- mentes lágyított víz előállítására. Legtöbbször szükséges hatásosabb koaguláló vegyszer (pl. vasszulfát ill. szerves polielektrolit, vagy mindkettő) adagolása. A reakció lefolyása és a csapadék kiülepedése °C víz hőmérsékleten 2-4 h alatt történik. A reaktorban a vízemelkedés sebessége 2-4,5 m/h. A csapadék diszperzió (CaCO3) és kolloidok [Mg(OH)2 és a nyersvíz lebegő szennyezései] gyorsabb ülepedése érdekében a kiülepedett iszap egy részét visszakeringetik a reakciótérbe. Forrás: Kelemen L. (2011)

17 Vízlágyítás– Meszes lágyítás lassú reaktorban
20- 28nk° érhető el Forrás: Kelemen L. (2011)

18 Vízlágyítás– Meszes lágyítás gyors reaktorban
A gyors reaktorral folyó meszes lágyításban csak a Ca(HCO3)2 reakciója zajlik le teljesen, és ad csapadékot (CaCO3). Ugyanis a Mg(HCO3)2-ból, hogy Mg(OH)2 csapadék legyen, fajlagosan kétszer annyi meszet kell adagolni. Amennyiben csak egyszeres mészadagolás történik, az egyébként is lassúbb reakció nem jut el Mg(OH)2 csapadékképződésig. A nyersvíz karbonát keménységének alacsony Mg(HCO3)2 aránya esetén (Mg:Ca < 1:2) igaz a gyakorlatban ez a reakcióegyenlet. Ebben az esetben a CaCO3 csapadék a lágyítandó vízhez kevert kvarcliszt szemcsékre (Ø 0,2-0,5 mm), mint kristály magokra kristályosodik rá. A szemcséket a – lassú reaktorénál lényegesen nagyobb emelkedési sebességű (15-20 m/h) – víz addig tartja lebegésben, amíg a szemcsék Ø 1,8-2,2 mm méretűek lesznek, amikor is a reaktor fenekén kiülepszenek. A kiülepedett szemcsehalmazt 1-3 naponként el kell távolítani. A víz tartózkodási ideje 5-15 min. Magasabb Mg(HCO3)2 arány esetén az adagolt mész mennyisége jelentős. A reaktor egyes mezőiben (inhomogén CaO eloszlás) a Mg(OH)2 csapadék is megjelenik és a kalcit kristály gócokra tapadva a CaCO3 kristályosodását lefékezi. Ugyanakkor a nagy vízsebesség nem csak a Mg(OH)2 kolloidokat hordja ki, hanem a CaCO3 mikrokristályokat is kisodorja. Tehát a lágyított víz erősen zavarosan távozik a reaktorból. A reaktor utáni kavics-, de még a homokszűrő sem képes a koagulálatlan Mg(OH)2 kolloidokat kiszűrni. Forrás: Kelemen L. (2011)

19 Vízlágyítás– Mész-szóda lágyítás
A folyamat lényege, hogy a kalcium-hidroxid kicsapja a víz karbonát keménységét, a szóda pedig a nemkarbonát-keménységet okozó kalcium- és magnézium sóit. A szódaeljárás reakciói: Az oldatban maradó MgCO3 a második lépésben mésszel Mg(OH)2-dá alakul, kiülepíthető. A reagensek fölös mennyiségei egymással is reagálnak : Tehát a változó keménységet okozó hidrogén-karbonátokat karbonát, ill. hidroxid alakban kicsapja, a nemkarbonát-keménységet okozó sókat pedig nátriumsókká alakítja. 2,5- 3 nk° Forrás: Kelemen L. (2011)

20 Mész-szódás lágyítás szóda Na2(CO)3 víz 2 1 6 7 8 4 5 3 9 mészhidrát
Ca(OH)2 1 – szódatelítő 2 – szóda oldat 3 – mésztelítő 4 – meszes szuszpenzió 5 – lágyítandó víz 6 – keverős reaktor 7 – ülepítő 8 – lágyított víz 9 – mésziszap Forrás: Dr. Licskó István

21 Vízlágyítás trisóval Na3PO4 → 3 Na+ + PO43- A keletkező foszfátion a vízben jelen levő kalcium ionnal reagál 3 Ca2+ + 2PO43- → Ca3 (PO4)2

22 Vízlágyítás– Mágneses vízkezelés
Az üzemi vízhálózatba belépő vizet mágneses téren ( permanens-, vagy elektro- mágnes) áramoltatják át, ahol a vízkő kristályokat (kalcit kristályok) képező Ca2+ ionokra a mágneses flukszus olyan hatást gyakorol, hogy egy ideig nem képesek szabályos és össze- valamint a fémfalra épülő kristályokat képezni. A mágneses tér hatására ugyanis a kalcit mikrokristályoknak hiányzik a csúcsuk, ahol a kristályok össze, vagy a fémfalra tudnak nőni. Ezért a képződött hiányos mikrokristály szemcsék a vízben úsznak, ugyanúgy, mint a vízkőképződést gátló inhibitorok alkalmazása esetén. Mivel a finom diszperzió koncentrációja folyton növekszik, ezt szűréssel csökkenteni kell (részáram szűrés). Ez a gátló hatás azonban nem minden víz esetében működik, valószínű, hogy valamelyik szennyező ion, vagy ion összeállás gátolja. A működés hatásmechanizmusa még ismeretlen. Jelenleg a berendezéseket általában úgy tudják eladni, ha előtte kipróbálják pár hónapig. A kritikus ionok, vagy víz molekulák, csak bizonyos ideig emlékeznek az őket érő mágneses hatásra. Tehát egy nagyobb vízhálózatban, a hálózat távolabbi pontján már megszűnik a kalcit kristály szerkezetét módosító hatás, azaz távolabb egy másik berendezést is célszerű beépíteni. Forrás: Kelemen L. (2011)

23 Savas lágyítás A víz hidrogén- karbonát tartalmának nem karbonát tartalmú sókká átalakítására alkalmas a kénsav vagy a sósav. Ca(HCO3)+ H2SO4 ↔ CaSO4 + CO2 + 2H2O Na(HCO3) + HCl ↔ NaCl + CO2 + H2O Korrózió veszélyes eljárás a keletkező CO2 és az adagolt sav miatt,ezért gondoskodni kell a gáztalanításról, ill. maradék karbonát keménységet kell biztosítani.

24 Sótalanítás (1) – Ioncsere
Az ioncsere szorpciós folyamat, ahol az ioncserélő – pozitív vagy negatív töltésű ionos aktív csoport – az egyes ionjait a vizes oldatban lévő, azonos töltésű ionokkal képes kicserélni. A folyamat reverzibilis, az oda-, ill. visszacsere feltételeink biztosításától függően. Ezáltal biztosítható az ioncserélő anyagok kimerítése ill. regenerálása. Az ioncserélő gyanták akkor képesek ioncserére, ha a kicserélendő ionoknak nagyobb az affinitása az aktívcsoporthoz, mint a benne lévő ioné, vagy pedig az oldatban lévő ionok koncentrációja elég nagy ahhoz, hogy a tömeghatás törvényének érvényesülésével az egyensúly felboruljon. Erősen savas ioncserélők: minden kationt H+-re cserélnek, mivel az aktívcsoportjának, a szulfoncsoportnak az affinitása a H+-hoz kicsi. Ezért a regenerálásához erős savra van szükség. Az erősen bázisos anioncserélő gyanták kvaterner-ammónium aktív csoportokat tartalmaznak, amelyek affinitása a OH- -ionokhoz kicsi, ezért azt bármely más anionra kicserélik. Regenerálásukhoz éppen ezért erős lúgra van szükség. Forrás: Kelemen L. (2011)

25 Sótalanítás (2) – Nátrium-ioncserés lágyítás
A vízben lévő keménységet okozó Ca++ - és Mg++ - ionokat Na+ - ionokra cseréli: A kimerített Na+ -ioncserélő gyantát általában 10 %-os konyhasó oldattal regenerálják (ha eléri a lágyvíz a 0,1 nk°-ot). A regeneráláskor a gyanta abszorbeált Ca++ - és Mg++ -ionjait Na+ -ra visszacserélik. Forrás: Kelemen L. (2011)

26 Sótalanítás (3) – Egyáramos részleges sótalanítás
Az egyáramos ioncsere alkalmazása részleges sótalanítást (alkálimentesítést) eredményez, ha egy gyenge savas (COOH aktívcsoport) H+ - és egy Na+- ioncserélő oszlopot sorba kapcsolnak. A gyengén savas H+ kation-cserélő csak a hidrogénkarbonáthoz kötött kationokat cseréli H+-ra: A Na+ - kation-cserélő a víz maradék állandó keménységét okozó Ca++ -és Mg++- ionokat cseréli Na+ -ra. Forrás:Dr. Chovanecz Tibor)

27 Sótalanítás (4) – Egyáramos részleges sótalanítás
(2lépcsős) Ezzel a kezeléstechnológiával tehát nemcsak a keménységet okozó sókat cserélik ki, hanem nagy hidrogénkarbonát-tartalom esetén a víz összes oldott sótartalmát is jelentősen csökkenteni lehet, a teljes sótalanítási eljárásnál lényegesen gazdaságosabban. A H+ oszlopot 2-3 % -os sósavval, a Na+ oszlopot 8-10 %-os konyhasó oldottal regenerálják. Az eljárás különösen nagy karbonátkeménységű és nátrium- hidrogén – karbonát tartalmú vizek előkészítésére alkalmas Az előzőekben ismertetett ioncsere-eljárások a vízben lévő sótartalmat csak részben csökkentik. Az ipari technológiai folyamatokban azonban számos esetben szükséges a gyakorlatilag teljesen sómentes víz használata. Ennek elérése céljából – a víz sóösszetételétől és a sómentesítés megkövetelt mértékétől függően – a H+ és az OH- formájú oszlopokat többféle módon kapcsolják sorba. Kétlépcsős sótalanítást használnak, ha a víz karbonátkeménysége, valamint szulfát- és kloridszennyezése alacsony, pl. mésszel előlágyított víz esetén. Az erősen savas és az erősen bázisos oszlopot sorba kapcsolják. Nagyobb karbonátkeménység esetén kétlépcsős oszlop közé (a H+ - oszlop után) gáztalanítót is szükséges elhelyezni a keletkezett CO2 eltávolítása végett Forrás:Dr. Chovanecz Tibor

28 Sótalanítás (5) – Teljes sótalanítás, kétlépcsős sótalanítóvel
A szulfonsavas (erősen savas) gyanták hidrogénciklusban (R- SO3H) az összes fémsóval (kationokkal) reagálnak, és szabad savat hoznak létre: Forrás: Kelemen L. (2011)

29 Sótalanítás (6) – Teljes sótalanítás, négylépcsős sótalanítóval
Négylépcsős sótalanítót a nagy sótartalmú vizek sómentesítésére használnak, az ellenionhatás csökkentése céljából. A H+ formájú erősen savas kationcserélő oszlop után elhelyezett OH- formájú, gyengén bázisos oszlopot gáztalanító követi, majd ismét erősen savas H+ és erősen bázisos OH- formájú oszlop: Forrás:Chovanecz Tibor

30 Sótalanítás (7) – Kevertágyas sótalanító
Kevertágyas ioncserélőt általában két-, három- (esetleg négy-) lépcsős teljes sótalanító után kapcsolnak, ha nagy tisztaságú víz előállítása (szuper tisztavíz) szükséges, pl. a nagynyomású, korszerű szuperkritikus kazánok tápvíz- előkészítésekor, vagy a vegyipari, ill. az elektronikaipari technológiák „finomvizeinek” előállítását végzik. A kevert ioncserélőágy erősen savas kationcserélőt és erősen bázisos anioncserélőt tartalmaz. A kevertágy úgy működik, mintha nagyszámú kation- és anioncserélőt kapcsoltunk volna sorba váltakozva, ami az ellenionhatást minimálisra csökkenti. A kevertágyat mégsem alkalmazzák kizárólagosan, hanem csak a kation- és anionoszlopok után, tehát finomításra. Ennek oka a kevertágyas ioncserélők nehézkes regenerálása, a gyanta kisebb kapacitása, a nagyobb fajlagos vegyszerfelhasználás. Hátrányai miatt – ami a nagyobb sótartalmú vizeknél jelentkezik – csak kis sótartalmú víz kezelésére használják (utószűrő, őrszűrő, stb.). A kevertágy regenerálását csak a gyantaágy szétválasztásával lehet elvégezni, ami a kétféle gyanta eltérő szemnagysága és sűrűsége miatt megvalósítható (kationszemcsék Ø 0,65-1,25 mm, anionszemcsék Ø 0,25-0,60 mm.) Forrás: Kelemen L. (2011)

31 Sótalanítás (8) – Regenerálás
Az ioncserélő gyantát kimerüléskor regenerálni szükséges, hogy ismételten fel tudjuk használni. A regenerálás – a gyanta aktív csoportjától függően – más-más vegyszerrel történik. Az erősen savas Na+ formájú ioncserélőt 10 %-os konyhasóoldattal regenerálják. Az erősen savas H+ formájú ioncserélőket 6-10 %-os sósavval vagy 6-8 %-os kénsavval regenerálják. Forrás: Kelemen L. (2011)

32 Sótalanítás (9) – Regenerálás
Kénsavas regenerálás esetén a keletkező CaSO4 (gipsz) eltömi a gyanta pórusait és csökken a kapacitása. Ennek elkerülésére NaCl-oldattal előregenerálnak: Forrás: Kelemen L. (2011)

33 Sótalanítás (10) – Regenerálás
Az erősen bázisos anioncserélőket NaOH-val (4 %-os oldattal), a gyengén bázisos anioncserélő gyantát pedig lehet NaHCO3 10 %-os oldatával is regenerálni: Forrás: Kelemen L. (2011)

34 Ipari szennyvizek tisztítása

35 Az ipari használt vizek elhelyezési módjai
Használtvíz újrafelhasználása; mindenkor az újrahasználó ipari folyamat igényei, ill. lehetőségei szerint, Közcsatornába bocsátás, Élővízbe bocsátás (tó, folyó), Elhelyezés mezőgazdasági területen (esetleg hasznosítással egybekötve) Forrás: Kelemen L. (2011)

36 A közcsatornába bocsátás feltételei
Az elfolyó szennyvíz a csatornarendszer műtárgyait nem károsíthatja; A csatorna légterébe nem kerülhetnek robbanást okozó gázok, gőzök; Nem vezethetők közcsatornába olyan szennyvizek, amelyek a karbantartást, javítást végző dolgozók életét vagy egészségét veszélyeztetik; Nem kerülhetnek a csatornába olyan anyagok, amelyek a közcsatornán levezetésre kerülő összes szennyvíz tisztítására szolgáló szennyvíztisztító technológia (vagy berendezés) működését akadályozzák, vagy korlátozzák; Az üzemi szennyvíz mennyiség bevezetésében nem lehetnek olyan időszakos ingadozások, ami a közcsatorna-rendszer levezető képességét meghaladja és ezzel visszaduzzasztást okoz, vagy az áramlási sebessége a megengedett, elsodró sebesség érték alá csökken, ezáltal csatorna elrakódást és berothadást idéz elő. A vonatkozó rendelet a különböző vízszennyező anyagok közcsatornába vezetésére minőségi határértékeket szab meg, és ennek túllépését „csatornabírsággal” szankcionálja Forrás: Kelemen L. (2011)

37 Az élővizekbe vezetés feltételei
Az élővizekbe vezetés feltételei (tavak, folyók) jogilag ugyancsak szabályozottak; Az ipari szennyvízbevezetések feltételei, az élővizekbe vezethető szennyezőanyagok határértékei, vízminőségvédelmi terület-kategóriánként meghatározottak; Amennyiben valamely ipari üzem élővíz jellegű befogadót károsan szennyez, vagy a talajon keresztül szennyezhet, a rendeletben megállapított „szennyvízbírságot” köteles fizetni; Forrás: Kelemen L. (2011)

38 Az ipari szennyezőkre jellemző kedvezőtlen hatások (1)
Oldható szerves anyagok hatása, mely az oldott oxigén hiányának növekedését okozza. Ez a hatás a vizek redox potenciáljának csökkenését okozza, a víz minőségét károsan befolyásolja, szaganyagromlást is okoz. Toxikus anyagok, elsősorban nehézfémek megjelenése, mely minden szerves rendszert károsít. A magas ammónia-, szulfid-, fehérje-és zsírtartalom is toxikus bizonyos mikroorganizmus csoportokra. Szín és zavarosságot okozó anyagok, melyek mind esztétikai, mind tisztíthatósági szempontból kedvezőtlenek. A növényi élet számára szükséges tápanyagok túlsúlya, melyek az élővizek eutrofizációját gyorsítják meg. Szerves mikroszennyezők, melyek egy része karcinogén. Szerves és szervetlen olajok, melyek esztétikailag kellemetlenek, egyéb hatásaikban károsan befolyásolják az élővilág élettevékenységét. Forrás:

39 Az ipari szennyezőkre jellemző kedvezőtlen hatások (2)
Savak és lúgok, melyek toxicitásuknál és vízminőséget befolyásoló voltuknál fogva károsan befolyásolják a befogadókat. Légkörbe jutó szag és egyéb anyagok, melyek a környezetszennyezés lényeges okozói. Szuszpendált anyagok, melyek a befogadók fizikai, fiziko-kémiai és biológiai tulajdonságait módosítják. Hőmérsékleti hatások, melyek a befogadók teljes biokémiai folyamatait lassítják, vagy gyorsítják, ennek következtében módosítják a befogadók teljes biotópját. Radioaktív anyagok, melyek hatásuknál fogva mutációkat (genetikai hatásokat) okoznak, megváltoztatva a befogadó élővilágát. Bakteriális és vírusanyagok befogadóba juttatása. Forrás:

40 Az ipari szennyvizek tisztításával kapcsolatos általános követelmények
Csak a technológiai elemek megfelelően kiválasztott kombinációi alkalmasak a tisztítással szembeni igények megfelelő kielégítésére Az ipari szennyvizek tisztításával egyenértékű feladat (sok esetben még nehezebb) a szennyvíztisztítás során keletkezett iszapok kezelése, elhelyezése, esetleges újrahasznosítása. Az ipari gyártástechnológia és a befogadók határozzák meg a tisztítástechnológiát, a tisztítástechnológiák milyenségét, a felhasználható technológiai elemek jellegét. A hangsúly az összes környezeti elemen, mint befogadón van és környezetgazdálkodási szempontból minden befogadó terhelhetőségét figyelembe kell venni. A szennyvíz tisztítása már az ipari gyártástechnológia kialakításánál kezdődik. Forrás:

41 Bányaipari szennyvizek kezelési technológiái (1)
A bányavizek szennyeződését a föltárt víztartó réteg jellege szabja meg, a víz általában ásványi sókkal szennyezett. A szennyvíz szénszemcsékkel, ill. a jövesztett anyagokkal, továbbá föld és meddőkőzet darabokkal szennyezett. Oldott szennyezések a huminsavak és Na, Ca, Mg sók. A pirit tartalmú rétegek savas szennyvizeket, melyek ferroszulfátokat, nem ritkán nikkel, mangán- és arzénvegyületeket is tartalmaznak. A sótartalom igen tág határok között ingadozhat, előfordul 200 g/l töménység is. A jövesztett anyagot el kell választani a meddőtől (szénmosás, szénosztályozás, ércdúsítás) ami újabb szennyezőanyag és szennyvízforrás, mivel e műveletek leggyakrabban nedves közegben történnek. Az apró szemcsék és a magas kolloidtartalom (agyagásványok, védőkolloidok) miatt a műveletek meggyorsítására gyakran derítést vagy flotálást kell alkalmazni, ércdúsításnál esetleg szelektív flotálást különféle szervetlen és szerves reagensek sorával, amelyek az egyébként is sok szuszpendált anyagot tartalmazó elfolyó vizeket tovább szennyezik. Forrás:

42 Bányaipari szennyvizek kezelési technológiái (2)
A bányaipar szennyvizeinek minőségét a bánya jellege, a kitermelt anyag milyensége, a geológiai és hidrogeológiai körülmények határozzák meg. A kőszénbányák vize általában jó minőségű, enyhén lúgos (pH = 7–7,5). A barnaszénbányák vize savas kémhatású, föld-, szénportartalma van, mely azonban ülepítéssel könnyen eltávolítható. A pirittartalmú rétegekből savas vizek kerülnek a felszínre, mely vizek gyakran szennyezettek nikkel-, arzén-és mangánvegyületekkel. Ezek eltávolítása kémiai módszerekkel történhet meg. Sok esetben magas a vizek sótartalma (klorid, magnézium), mely sótartalmat a magas költségek miatt általában nem távolítják el, ilyen esetben a befogadó vízminősége természetesen kedvezőtlenül változik. Forrás:

43 Bányaipari szennyvizek kezelési technológiái (3)
A bányából kikerülő széntermék meddőanyag-tartalmát le kell választani, a különböző frakciókat szét kell választani. Ez a technológia lehet száraz vagy nedves. A nedves szétválasztás a fajsúlykülönbség elvét alkalmazza. A nedves szétválasztás egyik megvalósítása a flotálás. A kőszéniparban alkalmazott legegyszerűbb szennyvíztisztítási módszer a földmedencékben való mechanikai tisztítás. A medencék szakaszos üzeműek, a kinyert széniszap mint alapanyag, a brikettgyártásnál hasznosítható. A széniszap ülepítése egyszintű ülepítővel elvégezhető. Az ülepítők hatásfokuktól függően távolítják el a szenet, az elfolyó víz azonban még tetemes mennyiségű lebegő anyagot tartalmaz. Ezek leválasztására több vegyszeres technológia ismert, mely technológiák segédvegyszerek adagolásával és pl. flotálással távolítják el a maradó lebegőanyagot. A mechanikai tisztítás a 0,1 mm szemcseátmérőig gyorsan megtörténik, az ez alatti frakció azonban nagyon nehezen választható le. Ennek oka a szennyvíz kolloid jellegére vezethető vissza. A víz alacsony pH- nak megemelése és a vastalanítás feltétlenül elvégzendő. (Mésztejadagolás, levegőztetés.) Külön figyelmet érdemel a meddőhányók csurgalékvize, mely a benne lévő kénvegyületek és a lágy csapadék hatására savas. A kezeléstechnológia: kiegyenlítő tároló, semlegesítés, csapadékleválasztás, iszapkezelés. Forrás:

44 Bányaipari szennyvizek kezelési technológiái (4)
Az érckitermelés és -dúsítás szennyvizei komplex tisztítás-technológiát igényelnek. Ezen vizeknél az alacsony pH (2,5–3,0) és a magas fémkoncentráció indokolja a technológia összetettségét. A pH állításával a fémeket csapadék formájában leválasztják. Forrás:

45 Rádioaktív szennyvizek kezelése
Bepárlással: bepárlást a nagy aktivitású vizekre alkalmazzák és a sűrítményt folyékony hulladékként tárolják, vagy cementálják, esetleg bitumenbe ágyazzák. Ioncserélővel. A kimerített ioncserélő gyantát izotóp temetőbe viszik. Forrás: Kelemen L. (2011)

46 Felületkezelő üzemek galvanotechnikai szennyvizei (1)
A galvanotechnikai (felületkezelő) üzemek fémtárgyak felületét elektrolitokben más fémmel vonják be korrózióvédelmi, vagy esztétikai célból Forrás:

47 Felületkezelő üzemek galvanotechnikai szennyvizei (2)
A keletkező szennyvizek jellegét az alkalmazott elektrolit, valamint a felület-előkészítés módja határozza meg. A galvánipari szennyvizek tisztítása rendkívül sok kombinációt és változatot foglal magába, a hagyományos csapadékos eljárástól kezdve a legkorszerűbb fluidágyas technológiáig. Célként fogalmazható meg a gyártástechnológiára illeszkedő, alapanyag visszahasznosítást eredményező olyan eljárás, mely a környezetre a legkisebb nehézfém-kibocsátást eredményezi, függetlenül a befogadó jellegétől (közcsatorna, vagy élővíz). A tisztító rendszer „iszaptermelése” döntő szempont, hiszen a nehézfém-tartalmú iszapok közbenső elhelyezése, szállítása és megsemmisítése műszakilag és gazdaságilag nagy ráfordításokat igényel. Forrás:

48 Felületkezelő üzemek galvanotechnikai szennyvizei (3)
A galvántechnikai üzemekben keletkező ipari szennyvizek alapjában véve két csoportba sorolhatók: nagy mennyiségű, de kis töménységű szennyvizek (öblítőkádakból folyamatosan elfolyó vizek C = 20–100 mg/l), kis mennyiségű, nagy koncentrációjú szennyvizek (kádürítés vizei C = 50–500 mg/l). Döntően a ciános (lúgos) szennyvizek, valamint a krómos (savas) szennyvizek megjelenése jellemző a galvántechnikai üzemekre Forrás:

49 Felületkezelő üzemek galvanotechnikai szennyvizei (4)
- Lúgos cianidos és savas kromátos szennyvizek tisztítása Forrás:

50 Felületkezelő üzemek galvanotechnikai szennyvizei (5)
- Savas szennyvizek tisztítása Forrás:

51 Nehézfémek kinyerésére szolgáló eljárások
pH beállítás (ld. előző fóliák). A fémion tartalmú használtvizek kibocsátásra alkalmas minősége, gyakran nem garantálható pH beállítással, akár a kísérő szennyezések jelenléte, akár a hiánya miatt Ioncsere: a kationaktív gyanták a kationok, az anionaktív gyanták az anionok megkötésére képesek, vagyis ezzel a módszerrel megoldható az oldatban lévő nehézfém ionok kinyerése. A megkötött kation savval, az anion NaOH-val eltávolítható, azaz a gyanta regenerálható. Membrán technikák Elektrolízis: Első lépés: semlegesítés (a kezelendő szennyvíz pH értékét 6,5 – 7,0 közé állítják be) Vezetőképesség szabályozása: NaCl oldat adagolásával, hogy az elektrolízishez szükséges áramerősség biztosítható legyen A reaktor működtetése: Ez alatt a katódon folyó redukció keretében a fémionok elektront vesznek fel, így fém mikro szemcsékké válnak A kezelt szennyvíz: koagulációs tartályba kerül, itt polielektrolitot adagolnak, ezáltal a szennyvízben lévő finom réz szemcsék és az egyéb lebegő szennyezőanyag szemcsék és kolloidok koagulálnak, majd nagy pelyhekké állnak össze, majd Zagy víztelenítő (pl. kazettás présszűrő) Forrás: Kelemen L. (2011)

52 Vegyipari szennyvizek tisztítása (1)
A vegyipar számos gyártástechnológiát alkalmaz, melyek szinte gyárról gyárra változnak, a gyártástechnológia fejlődése jelenleg is tart. A vegyipar főbb gyártástechnológiái: Műtrágyagyártás (a keletkező szennyvizek elsősorban kémiailag szennyezettek, melyek az ammónia műtrágyagyártás esetében a gázmosásból keletkező anyagokat, dihidrogén-szulfátot, káli-és magnézium-sókat, szulfátokat tartalmaznak. A szuperfoszfátgyártásnál főleg savas vizek keletkeznek, ezeknél a semlegesítés a legjellegzetesebb tisztítástechnológia) Műanyaggyártás (a szennyvizeinek tisztítását a hozam nagyfokú ingadozása, a szerves oldószerek, valamint oxidálószerek jelenléte nagyban jellemzi. A gyáron belüli szennyvíz-minőségeket figyelembevevő elválasztó csatornahálózat teszi lehetővé a szerves, szervetlen és fekáliás vizek racionális tisztítását) Forrás:

53 Vegyipari szennyvizek tisztítása (2)
Festékgyártás Szennyvizei a sokfajta termék és gyártástechnológia miatt számos szennyező anyagot tartalmaznak, ennek következtében egymástól eltérő tisztítástechnológiát igényelnek. Általános technológiai műveletek ezen vizek tisztításánál a következőek: kiegyenlítés mechanikai tisztítás, kémiai tisztítás (semlegesítés, méregtelenítés), színtelenítés, mint a kémiai tisztítás utolsó eleme. A szervetlen ásványi festékek előállításakor a szennyvíz a terméktől függően különböző nehézfémeket, savakat, nehézfém-és egyéb sókat tartalmaz. A szerves festékek előállításánál benzol, anilin és nitrogénvegyületek, sók, alkoholok és szerves savak jelennek meg a technológiai szennyvizekben. A szennyező anyagok egy része toxikus, így a méregtelenítés fontos technológiai igény. A színező anyagok eltávolítása kémiai oxidációval, derítéssel vagy kémiai redukcióval hajtható végre. Szennyvíztisztítási eljárások döntően kémiai technológiák és gyáranként termékstruktúrától függőek. A szennyvizek biológiailag bontható szerves anyagait csak detoxikált formában lehet a biológiai egységre vezetni, amennyiben az szükséges a befogadó szempontjából Forrás:

54 Vegyipari szennyvizek tisztítása (3)
Gyógyszergyártás, A gyógyszeripar szennyvizeit a nagy változékonyság jellemzi. Még egy üzemen belül is változik a szennyvíz minősége, mivel a termékváltás üzemen belüli 3–5 évenként történik meg. Teljes gyártósorok állnak át az új technológiákra, melyek döntően kihatnak a szennyvíz minőségére. A gyógyszergyárak általában 3 egymástól eltérő jellegű vizet bocsátanak ki, melyek közül a hűtővizek többségében hővel szennyezettek, a technológiai vizek, melyek elsősorban magas szervesanyag-tartalmukkal jellemezhetőek, valamint az üzem szociális- fekális szennyvizei, melyek hasonlóak az egyéb üzemek szennyvizeihez. A magas szervesanyag-tartalmú ipari szennyvizek szélsőséges pH-val és magas oldószertartalommal jelentkeznek. Forrás:

55 Vegyipari szennyvizek tisztítása (4)
A hazai tapasztalatok szerint a gyógyszergyári szennyvizek tisztításának főbb elemei a következők: a toxicitás megszüntetése, oldószerek eltávolítása, semlegesítés, kolloidok eltávolítása, biológiai tisztítás Peszticid-, fungicid-, herbicidgyártás, A szennyvizek nagy toxicitására való tekintettel a szennyvíztisztítás szinte minden eleme megtalálható. A redukció és oxidáció, a koaguláció és hidrolízis egyaránt megtalálható ezen vállalatok szennyvíztisztító rendszereiben. A fiziko- kémiai eljárások közül az adszorpció, a fordított ozmózis és az ioncsere játszik fontos szerepet. A változatos előtisztító egységet általában biológiai fokozat követi, mely lehet aerob vagy anaerob, vagy ezek kombinációja. A szakirodalom tavas megoldásokat is közöl. Forrás:

56 Olajipar

57 A modern kőolajfeldolgozás tipikus folyamatábrája
(30-40%) Kőolaj Desztilláció Vákum desztilláció PB gáz (4-5 %) Vegyipari benzin (8-15%) Petróleum/Kerozin (5-8%) Fűtőolaj (0-20%) Gázkezelés Benzin reformálás Kénmentesítés Maradék Feldolgozás H2 Krakkolás Tüzelőolaj Gázolaj Koksz & Bitumen (5-15%) ÜZEMANYAG VEGYIPARI ALAPANYAG EGYÉB (*)

58 A „buborék” koncepció A „buborék” koncepciót általában a levegőbe kibocsátott SO2-ra alkalmazzák, de használható a NOx-ra, a porra, CO-ra és a fémekre (Ni, V). Ez egy szabályozó eszköz, amit számos EU országban használnak. Ahogy az ábrán is látható, a „buborék” megközelítés a levegőbe történő emissziót úgy kezeli, mintha az egész finomítót egyetlen kémény kötné a környezethez. A „buborék” koncepciót azért használják, mert műszaki, gazdasági és környezeti érvek is támogatják: a finomítók kivételesek az ipari üzemek között, mert saját maguk állítják elő a tüzelő anyagokat. A finomító bonyolult rendszer, sok emissziós helye létezik, változatos kiindulási anyag összetétellel működik, változtatja az alkalmazott eljárásokat, néha azok paramétereit is az optimális termékstruktúra előállítása miatt. Gazdasági érv az, hogy a finomítónak szüksége van arra a szabadságra, hogy megválaszthassa hol avatkozik be az emisszió csökkentésére, a piaci igényeknek és lehetőségeknek megfelelően működtesse a technológiákat, mindezt a legjobb hatékonysággal. Környezeti érv az, hogy a hatóságoknak rendelkezni kell azzal a lehetőséggel, hogy megszabják az emissziós határértékeket, ugyanakkor az üzemeltető erre reagálva szabadon választhasson a rendelkezésére álló technikák között a gazdasági szempontok szerint. Továbbá ez a koncepció a különböző finomítók összehasonlítását is könnyebbé teszi. A szennyező anyagokat, mint a NOx, részecskék, H2S, SO2, más kénvegyületek és illékony szerves vegyületek, jellemzően „csővégi” technikákkal ártalmatlanítják. Az egyik legnagyobb ilyen rendszer a finomítókban az aminos mosó, a kénvisszanyerő, aminek terméke a kén. A fáklyákat szintén elterjedten alkalmazzák a finomítókban környezeti és biztonsági okokból.

59 Szennyvizek keletkezése a kőolajiparban
Forrás: dr. Barótfi István

60 Komplex olajosszennyvíz-tisztítás
1. homokfogó; 2. flotáló; 3. kondicionáló; 4. előülepítő; 5. levegőztető; 6. utóülepítő; 7. klórozó; 8. aktívszén sbszorpciós torony; 9. abszorbeáló ágy; 10. aktívszenes mosótorony; 11. iszapsűrítő; 12. iszaptároló; 13. víztelenítő; 14. égető Fentiekből kitűnik a megoldási lehetőségek sokrétűsége és a nagy kombinációs szám. Természetesen az optimális megoldás minden egyes rendszernél külön-külön határozandó meg, nagyszámú mérés és kísérlet alapján, a befogadó igényeinek megfelelően. 1- homokfogó, 2- flotáló, 3- kondicionáló, 4- előülepítő, 5- levegőztető, 6- utóülepítő, klórozó, 8- aktívszén abszorpciós torony, 9- abszorbeáló torony, 10- aktívszenes mosótorony, 11- iszapsűrítő, 12- iszaptároló, 13- víztelenítő, 14- égető Forrás: dr. Barótfi István

61 Cukorgyártás

62 Cukorgyár vízforgalmi diagramja
A vízvisszaforgatás jelentősége nem kíván külön ismertetést, azonban a szennyező anyagok feldúsulása már külön figyelmet érdemel. (Pl. az úsztató és mosóvizek BOI5 koncentrációja 300-ról 1700-ra is felnőhet.) Forrás: dr. Barótfi István

63 Cukorgyári szennyvíztisztító folyamatábrája
1-befolyó víz, 2- hőcserélő, 3- metánreaktor, 4- gáztalanító, 5- ülepítő, 6- vízrecirk, 7- elfolyó víz, 8- melegvíz, 9- hőcserélő, 10- gáztároló, 11- fáklya, 12- levegőztetés, 13- iszaprecirk A cukoripar szennyvize reális kialakítás esetén nagymértékben csökkenthető. A szennyvizek döntő többsége (94%) élővízi befogadókba és csak 6%-a kerül hasznositásta, illetve újrafelhasználásra.A jelenleg meglévő tisztítórendszerek hatásfoka nagymértékben eltérő. Ami a szennyvizek tisztításának lehetőségeit illeti, itt elsősorban a levegőztetett ta-vas biológiai szennyvíztisztítás jön szóba. A mechanikailag előkezelt vizek mezőgazdasági hasznosítása javasolható azon esetekben, mikor a mezőgazdasági adottságok ezt lehetővé teszik. A racionális ipari vízgazdálkodás felhasználásával a vízvisszaforgatások jóval koncentráltabb szennyvizeket produkálnak, melyek tisztításánál már a biológiai megoldás is gazdaságos lehet. Egy ilyen rendszert mutat be a Neckar cég folyamatábrája a ábrán. A bemutatott példa jól illusztrálja a magas fehérje-és szénhidráttartalmú szennyvizek direkt hasznosítási lehetőségét. A cukorgyártás belső vízforgalmára ad jellemző képet a ábra. Forrás: dr. Barótfi István

64 Növényolaj gyártás

65 Növényolaj-ipari szennyvíztisztítás folyamatábrája
A növényolajipar fő feladata az olaj kinyerése a növényi magvakból és az így kapott termék finomítása, étkezésre alkalmassá tétele. A növényolajipar fő technológiai műveletei: nyersolaj gyártás, a nyersolaj finomítása, olajkeményítés, margaringyártás, zsírsavgyártás, glicerin előállítása. Minden egyes technológiai művelet több lépésben zajlik le, vízfelhasználásának mintegy negyede ivóvíz minőségű. A friss víz kétharmadát technológiai célokra használják fel, negyedét pedig hűtőés kazántápvíz pótlására. A keletkező szennyvizek nagyságrendjére hazai körülmények között 65 m3/ltnö-vényolaj hozam becsülhető. Egy tonna margarin előállításánál mintegy 13 m3 vehető figyelembe. Az itt keletkező ipari szennyvíz minőségére a gyengén savas jelleg, a ma-gas BOI5 (1200–4000 mg BOI5/l) és éterextrakt (1000–4000 mg/l), valamint a 2–3000 mg/l lebegőanyag jellemző. Egy növényolajipari szennyvíztisztító rendszert mutat be a ábra.

66 Tejipar

67 Tejipari szennyvíz kétlépcsős biológiai tisztításának folyamatábrája
A tejipar legfontosabb technológiai műveletei a tejátvétel, vajgyártás, tejfölgyártás, sajtgyártás, túrógyártás, tejporgyártás. Az iparág vízfelhasználásának mintegy 90%-a ivóvíz minőségű. A friss víz négyötödét technológiai célokra, 5%-át hűtésre használják. A felhasznált víz szennyezését a tej és tejtermék maradványok okozzák. Ezek közül a legjellemzőbb a savó, a technológiai berendezések öblítővizei, valamint a különböző okokra vezethető elcsurgások. A keletkező szennyvizek mennyiségét általában 4 1/l feldolgozott tej-, sajt-és tejporüzemeknél 2 1/l feldolgozott tejben lehet becsülni. A külföldi adatok rendkívül szórtak: 0,6–8 1/l feldolgozott tejértékek között. A szennyvíz hozamát az üzem kihasználtsági foka, valamint a technológiai működésének körülményei nagyban befolyásolják. A szennyvizek átlagos szennyezettségi adatait tejüzemnél 5 g KOI/l tej, sajtüzemnél 10 g KOI/l tej, tejporüzemnél 4 g KOI/l tej nagyságrendben lehet figyelembe venni. A fajlagos zsírtartalom oldószer-extraktban tejüzemnél 0,6 g/l feldolgozott tej, sajtüzemnél 0,5 g/l, míg tejporüzemeknél ez az érték 0,2 g/l átlagértékként. A szennyvíz átlagos pH-ja 6,9, szárazanyag-tartalom 2200 mg/l, BOI5-je 1700 mg/l. Az alkalmazható tisztítástechnológiák közül közcsatorna befogadó esetén flotációs előtisztítás, élővíz befogadó esetén egy-, vagy kétlépcsős biológiai tisztítás lehet. A mezőgazdasági hasznosítást, illetve elhelyezést minden esetben vizsgálat tárgyává kell tenni. Egy kétlépcsős biológiai megoldást, illetve egy szennyvíz öntözéses megoldást mutat be a ábra. Forrás: dr. Barótfi István

68 Papírgyártás Szennyvíz tisztítási eljárások Elsődleges (mechanikai)
Másodlagos (biológiai) Harmadlagos (fizikai, kémiai) A cellulóz- és papíripari szennyvizek szokásos kezelési módszerei és hatékonyságuk. A cellulóz és papíripari szennyvizek tisztításának első lépcsője az elfolyó rostok kiszűrése, ahol a víz a dob zárt oldalán lép be és a szita belsejéből távozik. Ugyanerre használható az ívszita is. Az így visszanyert rostot és ásványi anyagokat tovább víztelenítik szalagpréssel, vagy csigával és a keletkezett papíriszapot depóniára helyezik, vagy elégetik, esetleg hasznosítják pl. téglagyártás, cserépkészítés, stb. A rostok visszanyerésére alkalmas az ülepítés is, mely folyamatnál a vizes szuszpenzióból az 1 μm-nél nagyobb részecskék ülepíthetők. A legegyszerűbb ilyen berendezés a derítőtölcsér. Ez a legrégebben használt eszköz, a tisztítandó vizet a tölcsér közepén vezetik be, a tisztított víz a felső peremen távozik, a térfogatuk 100–300 m3, a hatásfokuk 80–90%, az átfutásiidő 2,5–4 óra. A szerves anyagok további lebontására a biológiai tisztítást alkalmazzák, ahol a vizek tisztítását a bennük lévő mikroorganizmusok végzik el. A szennyvizek lebegő, kolloid és oldott szerves anyagát lebontják és saját életműködésükhöz használják fel. Ez a folyamat az ún. fermentáció.

69 Papírgyár vízforgalmi diagramja
A cellulózéspapíripariüzemek termékei a mindennapi élet minden területén megjelennek. A cellulóz alapanyaga könnyen hozzáférhető formában a len és kender, illetve egyéb, de nehezebben feltárható cellulóztartalmú alapanyagok. Megállapítható, hogy mind a cellulóz, mind a papírgyártás vízigényes technológia. A gyárakból kikerülő szennyvizek két csoportba oszthatók, úgymint barna és fehér vizek. A barna vizek a feltárásból, illetve az azt követő mosási folyamatból származnak (magas oldott és kolloidálisan oldott anyagok), a fehér vizek alacsony oldott és kolloidtartalom mellett rostokat és töltőanyagokat tartalmaznak. A cellulóz és papíripari tisztítástechnológiák lényegében az előző anyagok eltávolítását célozzák. Forrás: dr. Barótfi István

70 Papíripari szennyvíztisztító-folyamatábra
1- befolyó víz 2- szívó és semlegesítő 3- kirgyenlítő tartály 4- uszadéktároló 5- kombinált műtárgy 6- elfolyó víz 7- elfolyó iszap 8- iszapvíztelenítő 9- semlegesítő vegyszer, FHM flokkulátor A zavartalan tisztítási folyamathoz szükséges, hogy a lebegőanyagtartalom 100 mg/L alatt legyen, ne tartalmazzon nehézfémeket (Zn, Hg, Cd, Ni, Cu) a pH 6,5- 8,5 közötti. A baktérium szaporodásához szükségek: ásványi tápanyagok (nitrogén és foszfor vegyületek), ha az nincs pótolni kell. A nitrogént NH4+, és a foszfort PO43- alakban kell adagolni. 100 kg KOI eltávolításához 2 kg nitrogén és 0,5 kg foszfor szükséges. Az aerob rendszerekben rendszerekben a tartózkodási idő 1-6 óra. A tisztítási hatásfok BOI-ra kb 90%, KOI-ra 90%, lebegőanyagra 98%. Az anaerob fermentációt nehezebb kézbentartani, 30°C állandó hőmérséklet, semleges Ph, a képződött metánt fűtésre használják fel, a tartózkodási idő 1-6 nap is lehet. Harmadlagos tisztításkor alkalmazható még az adszorpció vagy esetleg szűrés valamilyen szűrőanyagon. Az adszorpció molekuláknak szilárd anyagon, az adszorbens felületén való felhalmozódása. Fizikai folyamat, amelyet a Van der Waals erők és kismértékben kémiai erők hoznak létre. Adszorbensnek leginkább az aktív szenet használják, melyet úgy nyernek, hogy a levegő a levegő kizárásával izzítják. A fajlagos felület m2/g. A folyadék felülről lefelé áramlik. A szennyvizek tartózkodási ideje perc. A szűrőket 1-2 naponta öblíteni kell. Az öblítővíz mennyisége a tisztítottnak kb 5%-a. A reaktiválás akkor szükséges, ha a hatásfok 30% alá csökken. Ez hónaponként következik be.Az aktív szén szűrőket a technológiai folyamatok azon részébe lehet beilleszteni,ahol már nincslebegő anyag, tehát a 3. lépcsőbe. Forrás: dr. Barótfi István

71 Papírgyári szennyvizek minőségi paramétereinek tipikus értékei

72 A cellulóz- és papírgyári szennyvizek szokásos kezelési módszerei és hatásfokuk

73 Több iparág szennyvizére jellemző szennyezés és tisztítási eljárásaik
Az iparág—és a szennyvizek eredete Szennyvíz jellemzők Tisztítási eljárások Fizikai Kémiai Biológiai Cukorgyártás: úsztatás, szállítás, szeletelés, szaturáció, diffúzió préselés,kondenzátum Nagy lebegőanyag-tartalom, növényi testmaradványok, szénhidrátok Fázisszétválasztás rács,ülepítő, ívszita hidrociklon,derítő) Stabilizációs tó, eleveniszapos biológiai kezelés, öntözés Tejipar: edénymosás, tejszeparálás, író, savó Savó KOI= [mg/l] Zsírfogók Biológiai csepegtető test (halastó) Húsipar, Baromfifeldolgozás, állatpihentető, vágás, hús és zsírfeldolgozás Nagy,oldott és lebegő szervesanyag-tartalom, fehérjék, zsírok BOI5= [mg/l] Durvarácsok, finomrácsok, zsírfogók Fehérjekicsapás Anaerob tó, anaerob reaktor (oldómedence) és oxidációs árok Textilipar, gyapjúfeldolgozás: áztatás, mosás, fehérítés, színezés Nagy oldott és kolloid szerves-, szervetlen anyagtartalom, rostok, lebegőanyagok, pektinek, zsírsavak, lúgos detergensek stb. Rácsok , rostfogók Gyapjúzsír-extrakció, emulzióbontás, pH beállítás kicsapás , Eleveniszapos biológiai rendszer Forrás: Kelemen L. (2011)

74 Az iparág—és a szennyvizek eredete
Több iparág szennyvizére jellemző szennyezés és tisztítási eljárásaik (folyt.) Az iparág—és a szennyvizek eredete Szennyvíz jellemzők Tisztítási eljárások Fizikai Kémiai Biológiai Cellulóz és papírgyártás: feltárás, mosás, fehérítés, osztályozás Nagy lebegő, kolloid és oldott szervetlenanyag-tartalom BOI5= [mg/l] Gépi szűrés, ülepítés Derítés, vegyszer regenerációs pH beállítás Stabilizációs tó, levegőztetett tó, eleveniszapos eljárás Gépipar: revétlenítés, zsírtalanítás, galvanizálás, öblítőfürdők Savak, lúgok, nehézfémek, cianid, mérgező, főként ásványi anyagok. Olajemulziók. Ülepítés, olajfogás Semlegesítés, a cianid klórozása, a króm redukálása, egyéb fémek kicsapása, emulzióbontás Olajfinomítók: frakcionálás, mosás, hűtés Fenol és kénvegyületek, szénhidrogének, hőszennyezés Rácsok, olajfogás, recirkuláció, előlevegőztetés Fakultatív, vagy levegőztetett stabilizációs tavak, eleven iszapos biológia. Műtrágya és gyógyszergyártás: edénymosás, hűtővíz, kazániszapolás, anyalúgok Nagy foszfor és nitrogén tartalom, oldott-szervesanyagok és oldószerek. KOI= [mg/l] Oldószerfogás, üstmaradékok kilevegőztetése Elégetése, semlegesítés, kolloidbontás Egy v. kétfokozatú eleveniszapos eljárás, tavas tározás, elöntözés Forrás: Kelemen L. (2011)

75

76

77

78