TERMÉSZETES SZENNYVÍZTISZTÍTÁSI RENDSZEREK

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

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

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

CÉLKITŰZÉS Különböző természetes tisztítók egymás közötti összehasonlítása Összehasonlítás az eleveniszapos tisztítással

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

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

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

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

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

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

LASSÚ BESZIVÁROGTATÁS Szennyvíz elosztása felszíni, árkos permetező technika

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

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

Magyarországi gyakorlat NYÁRFÁS ÖNTÖZÉS Magyarországi gyakorlat Árkos elosztás Drénhálózat!

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

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

GYORS HOMOKSZŰRÉSI TECHNOLÓGIA (1)

GYORS HOMOKSZŰRÉSI TECHNOLÓGIA (2)

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.

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

A gyökérzónás szennyvíztisztító egyszerűsített rajza

Felülnézet

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

GYÖKÉRMEZŐS SZENNYVÍZTISZTÍTÁS

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)

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

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

CSÖRGEDEZTETÉS

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

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

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 20-50 nap A lejátszódó fő biológiai folyamatok: savképződés és anaerob bontás

FAKULTATÍV TAVAK 1,2-1,8 m mélyek, felső rétegük aerob, míg az alsó rétegekben anaerob viszonyok uralkodnak A szennyvíz tartózkodási ideje általában 7-120 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

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

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  

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

Úszó vízinövényes szennyvíztisztításra alkalmas területek

NÁDASTÓ

NÁDASTÓ A víz szintje a talajszint felett helyezkedik el vízmélység: 10 - 80 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.

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.

Néhány nádas tavas szennyvíztisztító telep elhelyezkedése Észak-Amerikában

Megjegyzés: Zárójelben az átlagok MŰKÖDÉSI JELLEMZŐK 0,14-1,6 Öntözés 0,6-3,0 303-18925 Talajszűrés 23-56 303-48000 Gyors homok- Szűrés 5,1-11,7 (8,2) 1,4-22,3 (7) 337-4147 Nádastó 19,1 (3,1) 2,4 (10) 49-2248 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

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

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

A TERMÉSZTES SZENNYVÍZTISZTÍTÓK KÖLTSÉGEI 0,03-0,09 600-1000 Nádastó 0,12-0,14 500-1000 Úszó vízinövényes 0,01-0,16 600-1200 Levegőztetett tó 0,07-0,13 Stabilizációs tó 0,08-0,16 Csörgedeztetés 0,05-0,10 450-900 Gyors homokszűrés 0,10-0,20 800-2000 Talajszűrés 0,01-0,10 1000-3000 Szikkasztó Működési költség USD/m3 Beruházási költség USD/m3/nap Típus

A GYÖKÉRMEZŐS ÉS NÁDASTAVAS SZENNYVÍZTISZTÍTÁS BECSÜLT KÖLTSÉGE 126 63 000 180 18 000 Gyökérmezős Fajlagos eFt/m3/d Létesítési e Ft 27 162 000 41 123 000 64 31 500 90 9 000 Nádastó 6000 m3/d 3000 m3/d 500 m3/d 100 m3/d Kapacitás

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

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

A STABILITÁCIÓS TÓ ÉS AZ ELEVENISZAPOS RENDSZER BERUHÁZÁSI KÖLTSÉGÉNEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA