A szennyvíztisztítás harmadik fokozata

A szennyvíztisztítás különböző fokozatai 1.I. vagy Mechanikai fokozat –Rács –Homokfogó –Előülepítő 2.II. vagy Biológiai fokozat –Levegőztető medence –Utóülepítő –Iszaprecirkuláció –Fertőtlenítés

Megoldatlan problémák a XX. sz. közepén Ammónium ion koncentráció Detergensek Biológiailag nem bontható szerves anyagok Nagy sótartalom Lebegőanyag –túlterhelt telepek Eutrofizáció – foszfor eltávolítás

A szennyvíztisztítás III. fokozata, vagy fizikai-kémiai szennyvíztisztítási módszerek 1.Ammónium ion – alacsony hőmérsékleten – stripping (kihajtás) (Salt Lake City – Lake Taho) NH OH - → NH 3 + H 2 O (pH ~ 11,0) Lúgosítás: mésztej – Ca(OH) 2 Kihajtás:nagyon intenzív levegőztetés CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 + H 2 O

Eredmény: jó hatásfokú NH 3 kiűzés gépészeti berendezések károsodása 2.Detergensek kemény detergensek (biológiailag nem bonthatók) lágy detergensek (biológiailag bonthatók) Megoldás: termékváltás

3.Biológiailag nem bontható szerves anyagok Sok esetben mérgező hatásúak az adott koncentrációban Megoldás: granulált aktívszénnel töltött állóágyas adszorber 4.Lebegőanyag - túlterhelés Határértéket meghaladó lebegőanyag a tisztított szennyvízben Megoldás: homokszűrő – a szilárd- folyadék fázisszétválasztás hatásfokának javítása

5.Foszforeltávolítás –Kémiai –Biológiai  Kémiai foszforeltávolítás  Alapfolyamatok Al 3+ + PO 4 3- → AlPO 4 Fe 3+ + PO 4 3- → FePO 4 3Ca 2+ + PO 4 3- → Ca 3 (PO 4 ) 2 pH → 10,5-11,0

A kémiai foszforeltávolítás lényegében kémiai kicsapás és az azt követő szilárd- folyadék fázisszétválasztással valósítható meg A kicsapószer adagolás helye szerint három megoldást alkalmazhatunk:  Előkicsapás  Szimultán kicsapás  Utókicsapás

Tapasztalatok az előkicsapáskor A sztöchiometriai aránynál lényegesen nagyobb kicsapószer szükséglet Jó hatásfokú foszfor eltávolítás Az előülepítő szerves anyag eltávolító képességének nagy mértékű növekedése Nagy terhelésű eleveniszapos rendszerekben korábban nem tapasztalható nitrifikáció megjelenése a biológiai tisztító rendszerben Fentiek oka: a kicsapószer nemcsak a foszfor kicsapását biztosítja, hanem koaguláltatja a szennyvíz finom lebegőanyagait is.

R é szecske m é ret ( µ m) OldottKolloid Kv á zi- Kolloid Ü lep í thető <0,080,08-1,01-100>100 Szervesanyag megoszl á sa (%) K é miai oxig é nig é ny (KOI Cr ) Ö sszes szerves sz é n (TOC) Zs í r Feh é rje Sz é nhidr á t Biodegrad á ci ó sebess é gi á lland ó ja 0,390,220,090,08 Méreteloszlás és kémiai összetétel házi szennyvizekben (KEMIRA, 1990)

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

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

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

Szimultán kicsapatás TSS eltávolítás: >90% TP eltávolítás: 80-90% BOI eltávolítás: >90%

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

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

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

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 kis lebegőanyag tartalmú szennyvíz biológiai bontása rövid idő alatt megvalósul Az eredetileg nagyterhelésű eleveniszapos rendszer kémiai kezeléssel közepes, vagy kisterhelésűvé alakul A szerves anyag nagyobb része az előülepítőben (nyersiszapban) jelenik meg

A szerves lebegőanyagok döntő többsége nem jut el az eleveniszapos rendszerbe, így nem alakul át vízzé és szén-dioxiddá A szennyvíz szerves anyagainak nagy része (nyersiszap formájában) közvetlenül a rothasztóba kerül, ahol biogázzá alakul A kémiai előkezelés alkalmazásával jelentősen megnő a képződő biogáz mennyisége és az így nyerhető energia-mennyiség A kémiai előkezelés alkalmazásával javul a szennyvíztisztító telep energia-mérlege – részben a csökkenő levegőztetési igény, részben a biogáz mennyiség növekedése miatt

A kémiai előkezelés hátrányai A kémiai előkezelés csökkentheti a könnyen bontható szerves anyagok mennyiségét, melyek a denitrifikáló mikroorganizmusok tápanyagai Ennek következtében a kémiai előkezelés csökkentheti az elő- és szimultán denitrifikáció hatásfokát Jelentősen megnő a nyersiszap térfogata (20-25%) és ez növeli az iszapkezelés költségeit

A kémiai előkezelés alkalmazhatósága Hidraulikai túlterhelés esetén Szerves szennyezőanyag túlterhelés esetén Ha az ammónium ion koncentráció csökkentése nem követelmény Ha anyagi okokból a biológiai rendszer kialakítására nem kerülhet sor, de jelentős szerves anyag eltávolítást kell biztosítani Ha 2 mg/L, vagy annál kisebb összes foszfor koncentrációt kell biztosítani a tisztított szennyvízben Ha javítani akarom a szennyvíztisztító telep energia-mérlegét

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

Kecskeméti Szennyvíztisztító Telep m 3 /d; 177 ezer leé határértékek: KOI: 75 mg/L BOI 5 : 25 mg/L TN: 50 mg/L TP: 10 mg/L (5 mg/L – 2010-től) NH 4 -N: 10 mg/L TSS: 50 mg/L

Kecskeméti Szennyvíztisztító Telep m3/d hidraulikai terhelés –levegőztetett homokfogó –előülepítők (3) –eleveniszapos medencék (2 sorba kötve, + 2 párhuzamosan működtetve) –utóülepítők (3) –anaerob rothasztók, melyekbe sűrített iszapot táplálnak

Az üzemi kísérlet jellegzetességei Kéthetes vas(III)-klorid és kéthetes vas(III)- szulfát adagolás Nem volt lényeges különbség a kétféle koaguláns között Kisebb-nagyobb üzemeltetési problémák felléptek az üzemi kísérletek alkalmával Az előülepítőt elhagyó víz minősége eltérő volt a vas(III)-sók adagolását megelőzően, illetve az adagolási időszak alatt

KÖVETKEZTETÉSEK A kémiai előkezelés alkalmazásával %-ra növekedett a lebegőanyag eltávolítás hatásfoka az előülepítőben A szerves anyag eltávolítás 70-80%-ra nőtt az előülepítőben Az összes foszfor eltávolításának hatásfoka tartósan 90%-os, és a tisztított szennyvíz összes foszfor tartalma 1 mg/L-hez közeli érték volt

Komponens Költség (-) / megtakarítás (+) EUR/dEUR/1000 m 3 A koaguláns ára Az iszapsűrítás és víztelenítés költségei Az iszapelhelyezés költségei A kémiai előkezelés miatt fellépő extra költségek A biogáz termelésből származó haszon Energiamegtakarítás A vízterhelési díj csökkenéséből származó megtakarítás A szennyvízbírság csökkenéséből származó megtakarítás Teljes megtakarítás Végső fajlagos költség