Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

A biológiai és a kémiai szennyvíztisztítás szimbiózisa Dr. Licskó István Szabó Anita Melicz Zoltán László Balázs BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "A biológiai és a kémiai szennyvíztisztítás szimbiózisa Dr. Licskó István Szabó Anita Melicz Zoltán László Balázs BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék."— Előadás másolata:

1 A biológiai és a kémiai szennyvíztisztítás szimbiózisa Dr. Licskó István Szabó Anita Melicz Zoltán László Balázs BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék

2 Mechanikai fokozat Mechanikai fokozat  Nagy sűrűségű szervetlen anyagok  Úszó anyagok (zsír, olaj)  Ülepedő szerves anyagok Biológiai fokozat Biológiai fokozat  Szerves anyag lebontás  Nitrifikáció a szerves anyag terhelés függvényében A klasszikus biológiai szennyvíztisztítás

3 Hasonlóság az ipari fermentációhoz Hasonlóság az ipari fermentációhoz A lebontási folyamatok matematikai megfogalmazása A lebontási folyamatok matematikai megfogalmazása Oldott és szilárd biológiailag bontható szerves anyagok Oldott és szilárd biológiailag bontható szerves anyagok Különböző lebontási sebességek Különböző lebontási sebességek  anyagi minőség  oldott vagy szilárd állapot  méretbeli különbségek A szilárd állapotú anyagok kis lebontási sebessége A szilárd állapotú anyagok kis lebontási sebessége A szerves anyag lebontás sebessége

4 Jelentős különbség a sebességi állandók értékeiben Jelentős különbség a sebességi állandók értékeiben A szilárd állapotú anyagok méreteinek jelentősége A szilárd állapotú anyagok méreteinek jelentősége Sebesség-meghatározó a leglassúbb folyamat Sebesség-meghatározó a leglassúbb folyamat A mechanikai fokozat, de különösen az előülepítő alkalmazásának jelentősége a biológiai lebontás sebességében A mechanikai fokozat, de különösen az előülepítő alkalmazásának jelentősége a biológiai lebontás sebességében A lebegőanyag koncentráció csökkentésének jelentősége a biológiai fokozat előtt A lebegőanyag koncentráció csökkentésének jelentősége a biológiai fokozat előtt A szerves anyag lebontás sebessége

5 Részecske méret (µm) OldottKolloid Kvázi- Kolloid Ülepíthető <0,08 <0,080,08-1,01-100>100 Szervesanyag megoszlása (%) Szervesanyag megoszlása (%) Kémiai oxigénigény (KOI Cr ) Összes szerves szén (TOC) Zsír Fehérje Szénhidrát Biodegradáció sebességi állandója 0,390,220,090,08 Méreteloszlás és kémiai összetétel házi szennyvizekben (KEMIRA, 1990)

6 Lamellák, csőkötegek Lamellák, csőkötegek Homokszűrők??? Homokszűrők??? Kémiai előkezelés, a kolloid, kvázi-kolloid diszperzió koaguláltatása, flokkuláltatása, ülepítése – azaz a hagyományos ülepítéssel nem kezelhető anyagok ülepíthetővé válnak Kémiai előkezelés, a kolloid, kvázi-kolloid diszperzió koaguláltatása, flokkuláltatása, ülepítése – azaz a hagyományos ülepítéssel nem kezelhető anyagok ülepíthetővé válnak Megoldási lehetőség: a foszfor eltávolítási gyakorlatból jól ismert előkicsapás Megoldási lehetőség: a foszfor eltávolítási gyakorlatból jól ismert előkicsapás A lebegőanyag koncentráció csökkentésének lehetőségei

7 Előkicsapás – a lebegőanyag hatékony koaguláltatásával kiegészítve Előkicsapás – a lebegőanyag hatékony koaguláltatásával kiegészítve A kicsapószer és a koagulálószer gyakorlatilag azonos A kicsapószer és a koagulálószer gyakorlatilag azonos Külföldön széleskörű alkalmazás - elsősorban a skandináv államokban Külföldön széleskörű alkalmazás - elsősorban a skandináv államokban Több esetben kémiai kezeléssel intenzifikált mechanikai tisztítás – biológiai kezelés nélkül (viszonylag „híg szennyvizek”) Több esetben kémiai kezeléssel intenzifikált mechanikai tisztítás – biológiai kezelés nélkül (viszonylag „híg szennyvizek”) Közép-Európában nem biztos hogy alkalmazható módszer a szennyvizek viszonylag nagy szennyezőanyag tartalma miatt Közép-Európában nem biztos hogy alkalmazható módszer a szennyvizek viszonylag nagy szennyezőanyag tartalma miatt Kémiai előkezelés

8 CEPT eljárás TSS eltávolítás: 70% TP eltávolítás: 75% BOI eltávolítás: 50%

9 Közvetlen kicsapatás TSS eltávolítás: 85% TP eltávolítás: 90% BOI eltávolítás: 70%

10 TSS eltávolítás: >90% TP eltávolítás: 95% BOI eltávolítás: >90% Előkicsapatás

11 Szimultán kicsapatás TSS eltávolítás: >90% TP eltávolítás: 90% BOI eltávolítás: >90%

12 Utókicsapatás TSS eltávolítás: >90% TP eltávolítás: >95% BOI eltávolítás: >90%

13 Hazai alkalmazás Csak foszfor eltávolítás céljából Csak foszfor eltávolítás céljából Elsősorban szimultán kicsapás Elsősorban szimultán kicsapás Csak elvétve találunk előkicsapást Csak elvétve találunk előkicsapást Indokok: Indokok:  idegenkedés a vegyszerek adagolásától  feltételezett, de nem igazolt kedvezőtlen hatás az elődenitrifikációra  az iszapmennyiség növekedése  esetleges problémák az iszap kezelésekor (víztelenítés, rothasztás)  a pH változás mértéke

14 Célkitűzés Az előkicsapás során elérhető szennyezőanyag eltávolítás megállapítása Az előkicsapás során elérhető szennyezőanyag eltávolítás megállapítása  Szerves anyag (KOI)  Szerves anyag (BOI 5 )  Orto-foszfát (oldott foszfor)  Összes foszfor  Lebegőanyag  pH változás A kémiai előkezelés alkalmazhatóságának kritériumai Magyarországon A kémiai előkezelés alkalmazhatóságának kritériumai Magyarországon Költség-haszon elemzés Költség-haszon elemzés

15 pH változás A pH hatása a mikrobiológiai folyamatokra A pH hatása a mikrobiológiai folyamatokra A hazai szennyvizek pH értéke viszonylag nagy (8,0 körüli érték), és nagy a pufferkapacitás is A hazai szennyvizek pH értéke viszonylag nagy (8,0 körüli érték), és nagy a pufferkapacitás is Kémiai kezelést követően csak extrém nagy adagoknál csökken a pH 7,0-nél kisebb értékre Kémiai kezelést követően csak extrém nagy adagoknál csökken a pH 7,0-nél kisebb értékre Az alkalmazott vegyszerek minőségük függvényében változtatják meg a pH értékét Az alkalmazott vegyszerek minőségük függvényében változtatják meg a pH értékét Az előpolimerizált sók lényegesen kisebb mértékben változtatják meg a pH értékét mint az egyszerű háromértékű sók Az előpolimerizált sók lényegesen kisebb mértékben változtatják meg a pH értékét mint az egyszerű háromértékű sók

16

17 Szerves anyag (KOI) A kezelést követően megmaradó KOI érték megközelítően azonos az oldott állapotú szerves vegyületek okozta KOI-val ( mg/L) A kezelést követően megmaradó KOI érték megközelítően azonos az oldott állapotú szerves vegyületek okozta KOI-val ( mg/L) Esetenként az oldott állapotú szerves anyagok 10-20%-a is eltávolításra kerül Esetenként az oldott állapotú szerves anyagok 10-20%-a is eltávolításra kerül A szerves anyag eltávolítás hatásfoka 55-75% a nyers szennyvíz minőségének függvényében A szerves anyag eltávolítás hatásfoka 55-75% a nyers szennyvíz minőségének függvényében Azonos szerves anyag eltávolításhoz megközelítően azonos koaguláns dózisok szükségesek – az anyagi minőségtől csaknem függetlenül Azonos szerves anyag eltávolításhoz megközelítően azonos koaguláns dózisok szükségesek – az anyagi minőségtől csaknem függetlenül

18

19

20

21 Szerves anyag (BOI 5 ) A maradék BOI megközelítően azonos az oldott BOI- vel ( mg/L) A maradék BOI megközelítően azonos az oldott BOI- vel ( mg/L) A BOI-ben kifejezhető eltávolítási hatásfok 40-65% A BOI-ben kifejezhető eltávolítási hatásfok 40-65% Az alkalmazott vegyszerek hatása megközelítően azonos Az alkalmazott vegyszerek hatása megközelítően azonos A vegyszeradagolás növelése csak egy adott pontig növeli a szerves anyag eltávolítás hatásfokát A vegyszeradagolás növelése csak egy adott pontig növeli a szerves anyag eltávolítás hatásfokát A BOI görbék változása az idő függvényében alapvetően módosul a kémiai kezelést követően A BOI görbék változása az idő függvényében alapvetően módosul a kémiai kezelést követően

22

23

24

25

26 Foszfor eltávolítás (orto-foszfát) A kicsapás önmagában még nem elegendő, szükséges a hatékony ülepítés is A kicsapás önmagában még nem elegendő, szükséges a hatékony ülepítés is A koaguláció nem nélkülözhető A koaguláció nem nélkülözhető Az orto-foszfát kicsapása viszonylag kis vegyszer adagoknál is megvalósul Az orto-foszfát kicsapása viszonylag kis vegyszer adagoknál is megvalósul Az alkalmazott vegyszerek hatása lényegesen különbözik egymástól Az alkalmazott vegyszerek hatása lényegesen különbözik egymástól A háromértékű egyszerű fémsók lényegesen hatékonyabbak, mint az előpolimerizált sók A háromértékű egyszerű fémsók lényegesen hatékonyabbak, mint az előpolimerizált sók Az orto-foszfát eltávolítás mértékét szabályozni kell – elegendő orto-foszfátot kell hagyni a biológiai folyamatokhoz Az orto-foszfát eltávolítás mértékét szabályozni kell – elegendő orto-foszfátot kell hagyni a biológiai folyamatokhoz

27

28

29

30

31 Lebegőanyag Nagy része a sikeres koaguláció és flokkuláció következtében ülepíthető lesz Nagy része a sikeres koaguláció és flokkuláció következtében ülepíthető lesz A maradék lebegőanyag koncentráció csak ritkán haladja meg az 50 mg/L-t, de a vizsgálatok többségében 30 mg/L-nél kisebb volt A maradék lebegőanyag koncentráció csak ritkán haladja meg az 50 mg/L-t, de a vizsgálatok többségében 30 mg/L-nél kisebb volt A lebegőanyag eltávolítás hatásfoka nagy mértékben befolyásolja a szerves anyag és a foszfor eltávolítás mértékét A lebegőanyag eltávolítás hatásfoka nagy mértékben befolyásolja a szerves anyag és a foszfor eltávolítás mértékét

32

33

34 Következtetések Kémiai előkezeléssel ülepíthetővé alakítható a szennyvizek csaknem teljes lebegőanyag tartalma Kémiai előkezeléssel ülepíthetővé alakítható a szennyvizek csaknem teljes lebegőanyag tartalma A mechanikai fokozatban eltávolítható lesz a szerves anyagok %-a (a KOI %-a, és a BOI %-a) A mechanikai fokozatban eltávolítható lesz a szerves anyagok %-a (a KOI %-a, és a BOI %-a) A kis lebegőanyag tartalmú szennyvíz biológiai bontása rövid idő alatt megvalósul A kis lebegőanyag tartalmú szennyvíz biológiai bontása rövid idő alatt megvalósul Az eredetileg nagyterhelésű eleveniszapos rendszer kémiai kezeléssel közepes, vagy kisterhelésűvé alakul Az eredetileg nagyterhelésű eleveniszapos rendszer kémiai kezeléssel közepes, vagy kisterhelésűvé alakul

35 Lehetőség nyílik a nitrifikációra Lehetőség nyílik a nitrifikációra A különböző vegyszerek azonos adagjai megközelítően azonos szerves anyag és lebegőanyag eltávolítást okoznak A különböző vegyszerek azonos adagjai megközelítően azonos szerves anyag és lebegőanyag eltávolítást okoznak A szerves anyag és a lebegőanyag eltávolítás csak egy adott határig nő a vegyszeradagolás növekedésével A szerves anyag és a lebegőanyag eltávolítás csak egy adott határig nő a vegyszeradagolás növekedésével A pH változás nem éri el azt a szintet, amely már gátolná a biológiai folyamatokat A pH változás nem éri el azt a szintet, amely már gátolná a biológiai folyamatokat Az orto-foszfát kicsapásának mértéke az adagolt vegyszer minőségének és mennyiségének függvénye Az orto-foszfát kicsapásának mértéke az adagolt vegyszer minőségének és mennyiségének függvénye A maradék orto-foszfát szint szabályozható A maradék orto-foszfát szint szabályozható

36 Az optimális orto-foszfát szint eléréséhez és a maximális szerves anyag eltávolításhoz eltérő vegyszeradagok szükségesek Az optimális orto-foszfát szint eléréséhez és a maximális szerves anyag eltávolításhoz eltérő vegyszeradagok szükségesek Megfelelő vegyszer-kombinációkkal mindkét komponens eltávolítása optimizálható Megfelelő vegyszer-kombinációkkal mindkét komponens eltávolítása optimizálható A kémiai előkezelés alkalmazásával alapvetően átrendeződik a mechanikai és a biológiai fokozat szennyezőanyag eltávolításban betöltött szerepe A kémiai előkezelés alkalmazásával alapvetően átrendeződik a mechanikai és a biológiai fokozat szennyezőanyag eltávolításban betöltött szerepe

37

38

39

40 Szervesanyag eltávolítás szerkezeti átrendeződése Előülepítés Biológiai tisztítás Tisztított szennyvíz Kémiai előkezeléssel intenzifikált előülepítés Biológiai tisztítás Tisztított szennyvíz 10% 30% 60% 75% 15% 10%

41 Esettanulmány m 3 /d hidraulikai terhelés mg/L KOI → 80 – 160 mg/L 340 mg/L BOI 5 → 60 – 150 mg/L 50 mg/L NH 4 -N 6,5 mg/L ÖP → 1,5 mg/L Levegőztetés költségei Vegyszerköltségek

42 Eleveniszapos szennyvíztisztítás nitrifikációval ( m 3 /d) Biológiai tisztítás Kémiai- biológiai tisztítás Összes oxigénbeviteli igény kg O 2 /h Levegőztetés energiaigénye685500kWh Tisztított szennyvíz KOI konc.6545mg/L Tisztított szennyvíz TP konc.111,5mg/L Energia költség12088M Ft/év Vízterhelési díj (KOI, TP)7421M Ft/év Vegyszerköltség33M Ft/év Üzemeltetési költség194142M Ft/év Megtakarítás52M Ft/év

43 Környezetterhelési díj Környezetterhelési díj A számítások alapján jelentős költség- megtakarításra nyílik lehetőség A számítások alapján jelentős költség- megtakarításra nyílik lehetőség Átlagértékekkel számolva millió Ft/a, a 85%-os előfordulási szinttel számolva millió Ft/a megtakarítás érhető el Átlagértékekkel számolva millió Ft/a, a 85%-os előfordulási szinttel számolva millió Ft/a megtakarítás érhető el


Letölteni ppt "A biológiai és a kémiai szennyvíztisztítás szimbiózisa Dr. Licskó István Szabó Anita Melicz Zoltán László Balázs BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék."

Hasonló előadás


Google Hirdetések