Környezetvédelem 2016 VIII Előadás Vizek Védelme Pintér Péter Mihály Szoba : A28

A vízszennyezés Mit nevezünk vízszennyező anyagnak? A vízszennyező anyag a felszíni vizek természetes minőségét hátrányosan befolyásoló olyan anyag vagy hőenergia, amely az emberi tevékenység közvetlen vagy közvetett eredményeként kerül a felszíni vízbe, és amely káros vagy káros lehet az emberi egészségre, az élővilágra vagy a környezet más elemeire, illetve károsítja vagy károsíthatja az anyagi javakat A vízszennyezés a vízszennyező anyagnak a kibocsátási határértékét meghaladó mértékű, közvetlen vagy közvetett felszíni vízbe bocsátása

A vízszennyező anyagok kibocsátási határértékei A vízszennyező anyag kibocsátási határértéke a felszíni vízbe kibocsátható szennyezőanyag mértéke. A határérték lehet: - technológiai határérték - területi határérték - egyedi határérték A technológiai határérték egyes gazdasági, háztartási, település-üzemeltetési tevékenységek általi szennyvíz kibocsátásra megállapított vízszennyező anyag kibocsátási koncentráció, vagy fajlagos kibocsátási érték.

A határértékek három fő csoportja: I Települések szennyvízelvezetésére és - tisztítására vonatkozó technológiai határértékek II A 220/2004. (VII. 21.) Korm. rendelet 1. számú melléklete szerinti I. listába tartozó anyagok és az azbeszt kibocsátási határértékei III Az egyes tevékenységek folytatása során keletkező használt- és szennyvizek kibocsátására megállapított technológiai határértékek

Kiépített terhelési kapacitás Szennyező komponens határértéke (koncentráció, vagy min. eltávolítási %) KOI k BOI 5 Összes lebegő anyag LEmg/l% % % < > I Települések szennyvízelvezetésére és - tisztítására vonatkozó technológiai határértékek LE: átlagos szociális feltételek között, egy személy után keletkező szennyvízmennyiség ( l/nap) biológiai tisztításához szükséges oxigén mennyisége. Ez az érték a helyi adottságoktól függően BOI: 20-70g/O 2 /nap. Mértékegysége: 1LE 1LE-nek az 56g/O 2 /nap BOI 5 -ben mért értéket választották.

II. A 220/2004. (VII. 21.) Korm. rendelet 1. számú melléklete szerinti I. listába tartozó anyagok és az azbeszt kibocsátási határértékei 1. Higany 2. Kadmium 3. Hexaklórciklohexán (HCH) 4. Széntetraklorid 5. DDT 6. Pentaklórfenol Aldrin, Dieldrin, Endrin, Izodrin 11. Hexaklórbenzol 12. Hexaklórbutadién 13. Triklórmetán (kloroform) 14. 1,2-diklóretán 15. Triklóretilén 16. Perklóretilén 17. Triklórbenzol A 220/2004. (VII. 21.) Korm. rendelet 1. számú melléklete szerinti I. listába tartozó anyagok

III. Az egyes tevékenységek folytatása során keletkező használt- és szennyvizek kibocsátására megállapított technológiai határértékek Ebben a csoportban különböző technológiák szennyvizeinek jellemző komponenseire vannak megadva határértékek: élelmiszeripar, papíripar, vegyipar, textilipar, stb. A gépipari technológiák közül határérték van megállapítva például az alábbi tevékenységekre: vas-és acélgyártás, vas-acél- és temperöntés, fémgyártás, fémmegmunkálás és fém felületkezelés. A területi határérték a vízszennyező anyag közvetlen bevezetésére, a vízminőség- védelmi területi kategóriák figyelembevételével megállapított kibocsátási koncentráció érték.

A befogadók területi kategória szerinti lehatárolása: 1. A Balaton, valamint a vízgyűjtő területén lévő közvetlenül bevezető befogadók 2. Egyéb védett területen lévő befogadók, pl. Velencei-tó, Fertő tó, stb. 3. Időszakos vízfolyás befogadók 4. Általánosan védett befogadók: minden az 1., 2. és 3. kategóriába nem tartozó felszíni víz befogadó Az egyedi határérték közvetlen bevezetés esetén, a környezetvédelmi felügyelőség által megállapítható, egy adott szennyező anyagra vonatkozó ideiglenes kibocsátási koncentráció érték.

Szennyvíztisztítás A szennyvíz fizikai, kémiai, vagy biológiai minőségében megváltozott, vízszennyező anyagot tartalmazó víz. A vízszennyezés következtében a víz emberi használatra részben, vagy teljesen alkalmatlanná válik, ill. a természetes vízi életfolyamatok kárt szenvednek. A szennyvíztisztítás fizikai, kémiai és biológiai eljárások összessége. A szennyvíztisztítás célja a szennyező anyagok olyan mértékű eltávolítása, hogy a vízben maradó szennyezéseket a befogadó természetes víz öntisztító ereje képes legyen lebontani, vagy esetleg ismételt felhasználásra (főként ipari vagy mezőgazdasági) alkalmassá tegye.

A kommunális szennyvizek jellemzői A szennyezett vizek jellemzésére szolgáló paraméterek: - kémiai oxigénigény, KOI k [mg/ dm 3 ] - biokémiai oxigénigény, BOI 5 [mg/ dm 3 ] - nitrát, ammónia, foszfát koncentráció [mg/ dm 3 ] - lebegő anyag koncentráció [mg/ dm 3 ] A kommunális szennyvizek tisztítása A szennyvíztisztítás fokozatai: - Elsődleges szennyvíztisztítás (mechanikai tisztítás) - Másodlagos szennyvíztisztítás (biológiai tisztítás) - Harmadlagos szennyvíztisztítás (kémiai tisztítás)

A mechanikai tisztítás célja a szilárd halmazállapotú, víztől eltérő sűrűségű, ülepíthető, ill. úszó és lebegő anyagok szennyvízből való leválasztása. A kolloid méretű részecskék leválasztását koaguláló- flokkuláló eljárással valósítják meg. A vegyszeradagolással létrehozott mikro- és makropehely képződést és az ezt követő fáziselválasztást (leggyakrabban ülepítést) együttesen derítésnek nevezik. Koaguláció: a vízkezelés során a kolloid részecskék destabilizálását jelenti, amely a részecskék közötti taszítóerő csökkenésének ill. megszűnésének hatására következik be. Flokkuláció: pehelyképződés; a koagulált részecskék további összekapcsolódása nagyobb halmazokká. A felszíni vizek tisztításakor derítőszerként Al 3 +és Fe 3 + sókat, ill. polimereket alkalmaznak. A mechanikai tisztítás védi a különféle gépi berendezéseket (szivattyúk, kotrók stb.), és csökkenti a biológiai és az iszapkezelő berendezések szilárdanyag-terheléseit is. Mechanikai tisztítóberendezések: rácsok, sziták, szűrők, homokfogók, ülepítők, hidrociklonok, úsztató berendezések, flotációs medencék, sűrítők és oldó medencék

A teljes szennyvíztisztító rendszer értelmezése

Szűrőrács

Rácsszűrő-ház Rács-szemét Rácsszűrőből elfolyó víz

Kétcsatornás homokfogó működési elve

Kétcsatornás homokfogó Homokfogó

Homokfogó megoldások a gyakorlatban

vízszintes átfolyású : sugárirányú átfolyású Dorr-medence Dorr ülepítő

Függőleges áramlású ülepítő berendezések Ülepítő kúp, Graever ülepítő

Ülepítés hatásosságának növelése : - flokkulálás ( pelyhesítés) - Derítés-flotálás Méretnövelést előidéző eljárások Alkalmazott flokkuláló szerek: FeSO 4, FeCl 3, Al 2 (SO 4 ) 3, KAl(SO 4 ) 2, PAC(BOPAC) polialumínium-klorid, SEDOSAN, FLOKONIT

Flokkulálás FeCl 3 alkalmazásával

Biológiai szennyvíztisztítás A biológiai szennyvíztisztítás során a szennyvíz szervesanyag- tartalmát mikroorganizmusok segítségével bontják le. A lebontás történhet aerob és anaerob módon. A lebontási termékek: aerob lebontás esetén víz és szén-dioxid, anaerob lebontáskor metán, széndioxid, kén-hidrogén, ammónia, stb. Az aerob folyamatok biztosításához oxigénre van szükség, amelyet levegő bejuttatással biztosítanak. A keletkezett iszapot ülepítéssel távolítják el. A biológiai lebontás történhet: - csepegtető testes eljárással - merülő tárcsás eljárással - eleveniszapos medencében - tavas tisztítással

A szennyvíztisztításban résztvevő mikroorganizmusok

Mikrobiológiai szervesanyag lebontás Biokémiai – Mikrobiológiai szennyvízkezelés Mikroorganizmusok felhasználása Aerob Anaerob C CO 2 C,H CH 4 H H 2 O

Merülőtárcsás eljárás

Eleveniszapos eljárás

A teljesoxidációs eleveniszapos szennyvíztisztítás változatai

Eleveniszapos medence alsó levegőbevezetéssel, lemez diffúzoros megoldás

Finombuborékos diffúzorok Perforált membrán diffúzor Cső - diffúzor Dóm - diffúzor

Kémiai eljárások A kémiai eljárásokhoz tartoznak mindazok az eljárások, amelyek nem sorolhatók az elsődleges ill., a másodlagos tisztítási fokozatba. Pl. fertőtlenítés, nehézfémek kicsapatása, a P kicsapatása, stb. A szennyvíztisztítás során keletkezett iszapot kezelni kell. Az iszapkezelés célja az iszap nagy víztartalmának, ill. fertőzőképességének csökkentése. Főbb eljárásai: kondicionálás (biológiai, kémiai, termikus), sűrítés, víztelenítés (centrifugálás, szűrés, szikkasztás), szárítás, égetés, rothasztás, komposztálás, lerakás. A kezelt iszap felhasználási lehetőségei: talajjavítás, biogáz-termelés, komposztkészítés

A gépipar vízfelhasználása, szennyvizei A gépipar vízfelhasználása két területen jelentős: hűtővizek öblítő vizek Hűtővizek A víz, nagy hőkapacitása miatt a legnagyobb mennyiségben alkalmazott hűtőközeg. A hűtővíz, ha élővízbe vezetik, hőszennyeződést okoz. A hőszennyezés következménye, hogy emelkedik a víz hőmérséklete, csökken az oldott oxigén-tartalma, elpusztulnak a benne lévő élőlények.

Öblítő vizek Az öblítővizek a gépiparban a felületkezelés során szükségesek. A felületkezelés technológiai műveletei: zsírtalanítás, savas kezelés, galvanizálás, barnítás, foszfátozás, elektrolitikus kezelések, stb. A technológiai műveletek után a kezelt fémtárgyak felületéről a szennyező anyagokat vizes öblítéssel távolítják el. Az így keletkezett szennyvizek fémionokat, sókat, savakat, lúgokat, cianidokat, stb. tartalmaznak.

Olajos szennyvizek Az olajipar szennyvizei tartalmaznak ülepíthető, felúsztatható és emulzióban lévő komponenseket. A víznél nagyobb sűrűségű anyagok eltávolítása ülepítéssel történik, homokfogóban. A víznél kisebb sűrűségű anyagok eltávolítása felúsztatással, olajfogókban történik. Olajfogó

Az olaj eltávolítása történhet még flotálással is: vegyszerekkel felúsztatják az olajokat, és lefölözik

A vízfelhasználás, vízszennyezés csökkentési lehetőségei a./ Anyaghelyettesítés Az anyaghelyettesítés egyik lehetséges módja, hogy azokat az anyagokat helyettesítjük más anyagokkal, amelyek a nehézfém-ion- tartalmú szennyvizek és hulladékok kezelését megnehezítik. Pl. az erős komplexképzők nehezen deríthető komplexeket képeznek, s ezeket gyenge komplex-képzőkkel helyettesítik. A gyenge komplex-képzők (foszfátos vagy ciános oldatok) kezelése egyszerűbb. A másik mód a nyersanyagok, ill. segédanyagok helyettesítése.

b./ A gyártási eljárás változtatása Két lehetőség van: más gyártási eljárást alkalmaznak, vagy az adott technológiát módosítják. Ez utóbbi esetben az öblítővíz mennyiségét csökkentik, amelyet úgy valósíthatnak meg, hogy az átfolyó öblítés helyett permetező öblítést, ill. lépcsős kaszkádokat alkalmaznak. Anyagvisszanyerés bepárlással, stb.

c./ Az értékes anyag és a víz visszaforgatása Az öblítő víz tisztításával a nyert tisztított víz a folyamatban újra visszavezethető, a tisztítási eljárások során kapott értékes anyag felhasználható. Eljárási módok: A fürdő oxidált anyagainak redukálása, fémkinyerés Kicsapatás Szilárd anyagok eltávolítása (szűrés, flotálás, stb.) Nehézfémek elektrolitikus leválasztása Ioncsere, stb. Anyagvisszanyerés bepárlással, stb.