Szennyvízkezelés 1. előadás b, Hulladékkezelés II. 2011. Tantárgyfelelős: Bazsáné Dr. Szabó Marianne

Gáz-folyadék fázisszétválasztás Metán és Szén-dioxid eltávolítás Vas- és mangántalanítás Előfordulás Oxidáció Koaguláció-flokkuláció Arzéneltávolítás Formái Az előadások / gyakorlatok diáinak kidolgozása során jelöljön ki kulcsszavakat amelyeket az ellenőrző kérdésekhez hiperhivatkozásként kapcsoljon a kérdéshez. Művelet leírása BESZÚRÁS OBJEKTUM HIPERHIVATKOZÁS súgóban.

Gáz-folyadék fázisszétválasztás A magyarországi mélységi vizek gyakran magas metán (CH4), illetve agresszív szén-dioxid (CO2) tartalommal jellemezhetőek. Mindkettő eltávolítása szükségszerű Az eltávolításuk fizikai és kémiai úton történik.

Metán A metán robbanásveszélyes gáz, ezért eltávolítása szükséges. A nagy mélységben magas nyomáson nagy mennyiségű metán tud a vízbe oldódni (ld. Henry-törvény). Amikor a víz kitermelése megtörténik és a felszínre került a víz, a nyomás lecsökken, a robbanásveszélyes gáz kioldódik a vízből. Amennyiben a vízben metán található, a vízkezelés első lépése a gáztalanítás. Az eltávolításuk fizikai úton történik.

Agresszív széndioxid A vízben általában mindig jelenlévő kálcium- és magnézium-hidrogén-karbonátok az ugyancsak jelenlévő szén-dioxiddal egyensúlyban vannak. Ha a szén-dioxid mennyisége az egyensúlyi koncentrációnál kisebb, akkor kálcium- ill. magnézium-karbonát válik ki, ha pedig nagyobb, akkor a víz erősen korrózív tulajdonságúvá válik. Amennyiben tehát az egyensúlyhoz szükséges mennyiségen túl található CO2 a vízben, azt agresszív széndioxidnak nevezzük, melynek eltávolítása korrózív tulajdonsága miatt szükséges. A vízben található agresszív szén-dioxidot kémiai vagy fizikai úton lehet eltávolítani az ivóvízből.

Gázok eltávolítása fizikai úton A gázok vízben történő oldódását a Henry-törvény írja le: cv = pg * H Ahol: cv a vízben oldott gáz koncentrációja, pg a gáz parciális nyomása, H a Henry-tényező. A parciális nyomás az a nyomásérték amit az adott gáz akkor fejtene ki, ha a légterben másfajta gázok nem lennének jelen. Ez az egyenlet csak fizikai oldódás esetén teljesül, amennyiben az adott gáz reakcióba lép a vízzel, akkor a Henry-törvány már nem tudja leírni a folyamatokat.

Gázok eltávolítása fizikai úton Amennyiben tehát a vízben nagy mennyiségű oldott gáz van jelen, kilevegőztetéssel jelentős része eltávolítható a vízből. A cél az, hogy minél nagyobb folyadék-levegő határfelületet biztosítsunk, és a levegőből a kioldódott gázokat elvezessük. Ilyen levegőztető eljárások a kaszkádos, szórórózsás és ütközőtányéros levegőztetők, gázmentesítő berendezések. Az ilyen, ún. nyitott rendszereknél két folyamat játszódik le párhuzamosan: egyrészt a vízben oldott gázok eltávoznak a vízből, másrészt pedig jelentős mennyiségű oxigén beoldódik a vízbe (ezáltal pl. a vas levegő általi oxidációja is megvalósul). A fizikai módszerek mindegyike alkalmas az aggresszív szén-dioxid és a metán gáz eltávolítására.

Agresszív szén-dioxid eltávolítása kémiai úton A kémiai módszerekkel végzett szén-dioxidmentesítés alapját a CO2-nak kálcium- és magnézium-karbonáttal és - oxidokkal való reakciói képezik. A kémiai reakciók egyrészt lejátszódhatnak valamilyen anyag (pl. mésztej) kezelendő vízhez történő adagolásával, vagy valamilyen CaCO3 vagy MgO tartalmú anyagon történő átszűréssel. Ha a CO2 tartalmú vizet 1-5 cm-es márvány darabokkal töltött tornyon csörgedeztetik át, akkor a következő reakció játszódik le: CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2 Ha a CO2-tartalmú vizet oltott mésszel kezeljük, akkor az alábbi reakciók szolgálják a CO2 eltávolítását ill. átalakítását: Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O Ca(OH)2 + 2 CO2 = Ca(HCO3)2.

Vas- és mangántalanítás A vas- és mangán fogyasztása nem káros az emberi szervezetre (a vasra kimondottan szüksége is van), azonban esztétikai okokból ezeket a komponenseket is el kell távolítanunk a nyersvízből.

A vas és a mangán előfordulási helyei Talajvíz Rétegvíz Parti szűrésű víz Ezekben a vízbázisokban a reduktív jelleg miatt a vízben jól oldódó vas(II) (Fe2+) és mangán(II) (Mn2+) vegyületek dominanciája érvényesül.

Vas A vas a felszín alatti vizekben, a reduktív körülmények között, oldott állapotban van jelen. A felszínre kerülve azonban amint oxidálódik, rosszul oldódó vegyületté válik, és barnás színű csapadék formájában jelenik meg. A korábbi (2001 előtti) Magyar Szabvány szerinti szabályozás értelmében a maximálisan megengedhető koncentráció 0,2-0,3 mg/L, míg az Európai Uniós (és 2001 óta Magyarországon is érvényes) szabályozás szerint 0,2 mg/L a maximálisan megengedhető vas koncentráció az ivóvízben.

Vastalanítás Ahhoz, hogy a vasat valamilyen szilárd/folyadék fázisszétválasztási technológiával el tudjuk távolítani a vízből, először vízben rosszul oldódó vas(III) vegyületté kell alakítani. A vastalanítási technológia tehát a következő alapfolyamatokból áll össze: Oxidáció Kémiai kicsapatás Szilárd-folyadék fázisszétválasztás

Oxidálás Az első lépéshez, az oxidációhoz egy olyan oxidálószer alkalmazása szükséges, melynek redox-potenciálja meghaladja a vas(II)/vas(III) rendszer redox-potenciálját. Az Fe2+ / Fe3+ rendszer redox-potenciálja: + 0,77 V Néhány oxidálószer redox-potenciálja: Vízben oldott oxigén (semleges közegben): +0,815 V Vízben oldott oxigén (savas közegben): +1,229 V Ózon (lúgos közegben): +2,07 V Hypo-klórossav (semleges-savas közegben): +1,49 V Kálium-permanganát (KMnO4, savas közeg): +1,69 V Kálium-permanganát (lúgos közeg): +1,85 V Hidrogén-peroxid: +2,14 V

Oxidálás Amennyiben csak a vasat kell oxidálni (más, oxidációt igénylő eltávolítandó szennyező nincs határérték feletti koncentrációban a vízben), a levegő alkalmazása is elegendő lehet. Ilyenkor a technológia egy egyszerű levegőztetésből, majd ezt követő szilárd-folyadék fázisszétválasztásból (szűrés, esetleg azt megelőzően ülepítés is) áll. Amennyiben a vas mellett más vegyületet is kell oxidálni (pl. arzént, mangánt), valamilyen erősebb oxidálószer alkalmazása is javasolt, úgymint klór, ózon, kálium-permanganát.

Mangán A korábbi (2001 előtti) Magyar Szabvány szerinti szabályozás értelmében a maximálisan megengedhető koncentráció 0,05-0,1 mg/L, míg az Európai Uniós (és 2001 óta Magyarországon is érvényes) szabályozás szerint 0,05 mg/L a maximálisan megengedhető vas koncentráció az ivóvízben. A régi magyar szabályozás a vas és mangán együttes koncentrációjára 0,3 mg/L-t írt elő. Az európai szabvány a vas és mangán együttes értékére külön korlátozást nem ír elő.

Mangántalanítás Ahhoz, hogy a mangánt valamilyen szilárd/folyadék fázisszétválasztási technológiával el tudjuk távolítani a vízből, először vízben rosszul oldódó mangán(IV) vegyületté kell alakítani. A mangántalanítási technológia tehát a következő alapfolyamatokból áll össze: Oxidáció Kémiai kicsapatás Szilárd-folyadék fázisszétválasztás A Mn2+ / Mn4+ rendszer redox-potenciálja: + 1,51 V A Mn2+ / MnO2 rendszer redox-potenciálja: + 1,28 V

A mangán oxidálása A levegő önmagában a mangán oxidálására nem alkalmas, valamilyen erősebb oxidálószer (ózon, kálium-permanganát) alkalmazására van szükség. A redox-potenciál értékek alapján elvileg a klór is alkalmas a mangán oxidálására, azonban ez egy nagyon lassú folyamat. Amennyiben a vízben jelen lévő mangán koncentrációja nem haladja meg a 0,4-0,5 mg/L értéket, a vízben jelen lévő mangán erős oxidálószer alkalmazása nélkül, a levegő oxigénjének felhasználásával is oxidálható. Az eljárás lényege, hogy a szűrőszemcsék felületén egy speciális katalitikus réteget kell kialakítani. A katalizátor réteg KMnO4 vagyMnCl2 oldat szűrőhomokon való keringetésével alakítható ki.

Koagulációs-flokkuláció A vízben szuszpendált kolloid részecskék negatív töltéssel rendelkeznek, taszítják egymást, és ezért nem tudnak összekapcsolódni, kiülepedni. A vízkezelés során alumínium- vagy vas-sókat adagolnak a vízhez. Ezek a vízben az oxidáció hatására vas-hidroxid [Fe(OH)3] illetve alumínium-hidroxid [Al(OH)3] pelyhekké alakulnak. Ezek a pelyhek a géleknél is kisebb szol részecskék, alkalmasak arra, hogy a vízben szuszpendált kolloid részecskékkel kapcsolatba lépjenek, és azok felületi töltését csökkentsék. Ezek után a kolloid részecskék már nem taszítják egymást, összekapcsolódnak (a vas- illetve alumínium pelyhek közvetítésével kapcsolódnak össze) és együttesen nagyobb pelyheket alkotva már ki tudnak ülepedni a gravitáció hatására.

Arzéneltávolítás Magyarországon a magas arzénkoncentrációjú vízbázisok felszín alattiak, melyekben az arzén geológiai, természetes eredetű szennyezésként jelenik meg. Az arzén bizonyítottan rákkeltő hatású anyag. Belélegezve tüdőrákot okoz, más úton a szervezetbe jutva, krónikus hatását kifejtve vese- hólyag- máj- illetve bőrrák előidézője

Arzéneltávolítás Az Európai Unióhoz történő csatlakozás ivóvízkezelést érintő egyik legnagyobb kihívása az arzéneltávolítás problémája. Az eddig érvényes 50 μg/L helyett az ivóvízben megengedhető maximális arzénkoncentráció 10 μg/L lett (a 2001. októberében életbe lépett új szabályozás szerint). A határérték szigorodása kb. 1,3 millió fogyasztót érint az országban.

Az arzén formái Az arzén a vízben többnyire szervetlen formában van jelen. Az oxidatív/reduktív környezettől függően arzenát [As(V)] illetve arzenit [As(III)] található a vízben. Az arzén a pH-tól függően különböző formákban létezik. A magyarországi mélységi vizekben, a reduktív körülmények miatt, az arzén egy része redukált (As(III)) formában van jelen.

Arzéneltávolítás A koagulációs/flokkulációs technológia alkalmazása, valamint az azt követő hatékony szilárdfolyadék fázisszétválasztás során a víz szervesanyag tartalma jelentősen csökken. A technológia alkalmazásával jelentős mértékű arzéneltávolítást is el lehet érni. A koagulációs/flokkulációs technológia alkalmazása során az első lépés a redukált állapotú arzén oxidálása arzenáttá (As(V)-é). A leggyakrabban alkalmazott oxidálószerek a klór, ózon, kálium-permanganát.

Koaguláció-flokkuláció A következő lépés az oxidált, de még mindig oldott állapotú arzén oldhatatlan formává alakítása, melyet koagulációval-flokkulációval valósíthatunk meg. Az előző fejezetben ismertetett eljárás szerint fém-sót (FeCl3-t, Al2(SO4)3-t, Fe2(SO4)3-t) adagolunk a vízhez intenzív keveréssel, majd lassú keverést alkalmazunk a megfelelő méretű pelyhek létrehozása céljából. Az arzén a keletkező pelyhekkel együtt kicsapódik (beépül a pelyhekbe) adszorbeálódik a pelyhek felületén.

Koaguláció-flokkuláció A szilárd formává alakulás tehát a következő folyamatok eredményeképpen jön létre: precipitáció (kicsapatás): oldhatatlan AlAsO4 illetve FeAsO4 képződése koprecipitáció: az arzén beépülése az alumínium- illetve vas-hidroxid pelyhekbe adszorpció: az arzenát [As(V)] molekulák adszorpciója a vas- illetve alumínium-hidroxid pelyhek felületén

Az arzénmentesítés folyamata

Membrántechnológiák A membrántechnológiák egy része (fordított ozmózis) alkalmas az oldott állapotú szennyezők eltávolítására, így az oldott állapotú arzén eltávolítására is. Ebben az esetben gondot jelent azonban, hogy nem csak az oldott állapotú arzén, hanem az egyéb oldott komponenseket – így az ásványi sókat is – eltávolítjuk a vízből, ezért a membrántechnológiás kezelést követően a víz utósózása szükséges. További gondot jelent a tény, hogy az egyéb oldott állapotú anyagokhoz viszonyítva az arzén-vegyületek nagyon kis mennyiségben vannak jelen. A membrántechnológiák egy másik csoportja (ahol nagyobb a pórusméret, pl.: nanoszűrés, mikroszűrés, ultraszűrés) az oldott szennyezőket nem képes eltávolítani. Ebben az esetben a víz előkezelése: oxidáció, koaguláció-flokkuláció alkalmazása szükséges, és a membrántechnológia „csak” mint szilárd/folyadék fázisszétválasztási technológia játszik szerepet.

AZ ELŐADÁS ÖSSZEFOGLALÁSA Hazánk rétegvizei általában nagy gáztartalmúak. A gáz eltávolítás a vízkezelés első és biztonságtechnikai okokból a legfontosabb eleme. A vas- és mangántalanítás organoleptikus az arzénmentesítés egészségügyi okokból indokolt. Az arzénmentesítés nagy terhet ró hazánkra.

ELŐADÁS ELLENÖRZŐ KÉRDÉSEI Ismertesse a fizikai gázeltávolítás folyamatát! Ismertesse a kémiai gázeltávolítás folyamatát! Ismertesse a vas- és mangántalanítás folyamatait! Ismertesse a koaguláció és flokkuláció folyamatait! Mutassa be az arzénmentesítés lehetséges módozatait!

ELŐADÁS felhasznált forrásai Szakirodalom: Öllős G. (1998) Víztisztítás – üzemeltetés. Egri Nyomda Kft. További ismeretszerzést szolgáló források: Öllős G. (1987) Vízellátás (K+F eredmények). Franklin Nyomda, Budapest Mészáros G. (1998) Felszín alatti víz tisztítása. Eötvös József Főiskola, Műszaki Fakultás,Baja DeMarco M.J., SenGupta A.K., Greenleaf J.E. (2003) Arsenic Removal Using A források citációs formája: Szerző (évszám): publikáció címe. megjelenés helye. Kiadó. Evf. Szam. Oldalszám Honlapok URL címe

KÖSZÖNÖM A FIGYELMÜKET! Több összefüggő előadás vagy gyakorlat esetében az egymásra épülést itt lehet megadni. Itt kell megadni ha a következő előadás vagy gyakorlat megértéséhez milyen más tárgyak ismeretére van szükség. Előadás anyagát készítették: Bazsáné Dr Szabó Marianne

A szennyezés csökkentésének technológiai lehetőségei

Szennyvíztisztítási technológia Forrás: Thyll, 2000

2006 Tisztítatlan (%) Mechanikailag tisztított (%) Budapest 9,7 60 Pest 1,5 4,5 Jász – Nagykun- Szolnok 5,4 0,2 Nógrád Fejér 0,013 0,18 Csongrád 24,4 46 Összesen 6,5 29,6 Forrás: KSH

A diákhoz itt kellene beszúrni a tanári magyarázatokat. www.drv.hu HEFOP 3.3.1.

Ipari szennyvizek Közvetlenül, tisztítatlanul általában nem vezethetők élővizekbe, /befogadókba,/ valamint nem keverhetők a települési szennyvízzel, Az ipari szennyvizek a tevékenységtől függő, jellegzetes összetételt mutatnak. Kezelésüket, tisztításukat a keletkezés helyén kell megoldani. Sok esetben célszerű az ipari szennyvizet előkezelés után keverni települési szennyvízzel és végleges tisztítását így elvégezni.

A települések szennyvizét csatornahálózatok gyűjtik és vezetik el. Osztott szennyvízhálózatról beszélünk, ha a csapadékvizet és az egyéb települési szennyvizeket külön-külön csatornarendszerben gyűjtik. Egyesített a szennyvízhálózat, ha a különválasztás nem történik meg, a kommunális és a csapadékvizet együtt vezetik el.

A települési szennyvíztisztítás technológiai elemei A szennyvizek tisztítási lépcsőit a gyakorlat három fő csoportba sorolja: a mechanikai tisztítás, ezen belül mechanikai előtisztítás, a biológiai szennyvíztisztítás, ezen belül a különféle elven működő mesterséges egy-és többlépcsős tisztítási módok, a különféle természetes tisztítási módok (tavas, talajszűrés, öntözés), a III. tisztítási fokozat tápanyag-eltávolítás (P, N) szennyvíz-fertőtlenítés fizikai-fiziokémiai eljárások (pl. fordított ozmózis stb.).

A szennyvíztisztítás elsődleges feladata: a szennyező-anyagok eltávolítása ( szerves anyagok, a nitrogén- és foszfor tartalmú vegyületek eltávolítása) széndioxiddá, nitrogénné és kiülepíthető szennyvíziszappá

Szennyvízelvezetés gyűjtés kezelés elvezetés ill. elhelyezés

Füzes ér Abonyi szennyvíztisztító szennyvize (2006)

a tisztított szennyvíz beengedése után A Füzes ér a tisztított szennyvíz beengedése után

Szennyvíztisztítási technológia Forrás: Thyll, 2000

Szennyvíztisztítás Elsődleges tisztítás Önállóan csak ritkán felel meg Másodlagos tisztítás A nem ülepíthető kolloidok és oldott szervers anyagok eltávolítása Harmadlagos tisztítás Létrejött sók, még megtalálható tápelemek eltávolítása

Mechanikai szennyvíztisztítás

Kő és kavicsfogók szennyvízrácsok A szennyvízrácsok (durva és finom rács) A rácsok által visszatartott BOI5 szerves anyag csökkenés 6-7 %-ra tehető. Szitaszűrők A lyukbőségtől függően 5-10 %-os BOI5 és 5-20 %-os lebegőanyagban kifejezett szerves anyagcsökkentéssel lehet számolni.

Kő és kavicsfogók szennyvízrácsok A rácsszemét könnyen rothadó, erős szaghatással bíró anyag, amely külön kezelést igényel. elégetés deponálás rothasztás

Homokfogók Szemcsés ásványi anyagok eltávolítása Magas szervesanyag-terhelés esetén a homokfogókat homokmosó berendezésekkel egészíthetik ki, szerves anyag tartalom csökkentésére.

Ülepítők Az ülepítők a szennyvízben lévő ülepíthető lebegőanyagot ülepítik, a biológiai oxigénigény csökkentését is fokozzák, Az átmérő növekedés - flokkuláció ülepedés sebesség - átmérő növekedés anyagok kiülepítésének meghatározására kísérleteket végezni - ülepítőhenger

Ülepítők Átfolyás Vízszintes Függőleges Radiális

HOSSZANTI ÁTFOLYÁSÚ (LIPCSEI) ÜLEPÍTŐ A diákhoz itt kellene beszúrni a tanári magyarázatokat. Forrás: Tamás, 1998

A diákhoz itt kellene beszúrni a tanári magyarázatokat. HEFOP 3.3.1.

Biológiai szennyvíztisztítás még magas szerves és lebegő anyagtartalom mesterséges vagy természetes biológia folyamatok. A biológiai szennyvíztisztítás - biokémiai reakciókon alapul. aerob illetve anaerob tisztítás lebontási termékeik, kis molekulájú stabil vegyületek, mint például CO2, CH4, NH3, stb. A szerves anyagnak a sejtekbe beépült része ülepítéssel eltávolítható

Biológiai szennyvíztisztítás Aerob, anaerob rendszerek Természetes és/vagy mesterséges körülmények között Műszaki megoldás szerint Fixfilmes Természetes és mesterséges diszperz Vegyszerrel kombinált rendszerek

Aerob folyamatok Állandó oxigénellátás - levegőztetéssel Biokémiai folyamatok: természetes, vagy mesterséges úton A folyamatok alapfolyamatait tekintve lényegében azonosak és technológiailag kombinálhatóak. A mesterséges berendezések segítségével azonban a folyamatok kisebb helyen és gyorsabban játszódhatnak le, amelynek az ára a magasabb energia és üzemeltetési költsége.

A biológiai tisztításban előálló zavarok okai elégtelen levegőztetés, a levegőztető vagy utóülepítő medence falára rakódott, és rothadásnak indult iszap, holt terek kialakulása, a rendszerbe bejutott toxikus anyag

Anaerob rothasztás - előnyei A szerves anyagot átalakítja stabil végtermékekké, amely mellékterméke metán és szén-dioxid. Az aerob kezelésnél lényegesen kisebb a keletkező iszap mennyisége, így a szennyvízproblémából nem lesz iszapprobléma. Energiafogyasztás helyette energiatermelés biogáz formájában.

Hátrányai Kevésbé elterjedt és ismert technológia Összetett és bonyolult biológiai folyamat Érzékenyebb a toxikus anyagokra Mezofil, termofil tartományban hatékony, ezért sokszor fűteni kell, (csak magas szerves szennyezettségű szennyvizek esetén) Nem kell mechanikus levegőztetni

Forrás: Tamás, 1998

Forrás: Tamás, 1998

Biológiai szennyvíztisztítás Aerob, anaerob rendszerek Természetes és/vagy mesterséges körülmények között Műszaki megoldás szerint Természetes és mesterséges diszperz Fixfilmes Vegyszerrel kombinált rendszerek

Természetes és mesterséges diszperz Eleveniszapos biológiai tisztítási eljárás

Eleveniszapos biológiai tisztítás

Eleveniszapos biológiai tisztítás Forrás: http://www.debreceni-vizmu.hu/szennyviz/szennyviz.html

Elfonalasodott szerkezet Flokkulens szerkezet Optimális szerkezet

Biológiai szennyvíztisztítás Aerob, anaerob rendszerek Természetes és/vagy mesterséges körülmények között Műszaki megoldás szerint Természetes és mesterséges diszperz Fixfilmes Vegyszerrel kombinált rendszerek

Fixfilmes aerob és anaerob rendszerek A csepegtetőtestes szennyvíztisztítás

Forrás: Tamás, 1998

Forrás: Tamás, 1998

Biológiai tisztítás A biológiai tisztító rendszereket terhelés szempontjából: kis terhelésű rendszerek , közepes terhelésű rendszerek és nagy terhelésű rendszerek

Tavas szennyvíztisztítás Egyszerű és rugalmas eljárás Oldott, az ülepíthető szennyező anyagok és a patogén szervezetek eltávolítására A mechanikai tisztítás után önállóan is használható, illetve utótisztítási folyamatok elvégzésére is alkalmas

Előnyei A patogén szervezetek eltávolítsa jó hatásfokú, beruházási, üzemeltetési, fenntartási költségei alacsonyak, külső energiára nincs szükség, Hatékonysága azonos a hagyományos szennyvíztisztításéval, vagy meghaladja azt. Természetes folyamatokon alapszik. Mesterséges rendszereknél rugalmasabban képes alkalmazkodni a szerves anyag terhelés változásaira. Költséges berendezések nem szükségesek, iszapkezelési és elhelyezési probléma csekély.

Hátrányai Minden más szennyvíztisztítási eljárással szemben viszonylag nagy területet igényel. Időszakos szagemisszió jelentkezhet. A tisztítás bizonyos mértékig az éghajlati tényezőktől is függ. Időszakonként nagymértékű algaszaporodást jelenthet mely a befogadót szennyezheti.

Aerob tó kis mélységű tó, teljes mélységében az aerob lebontáshoz gyakorlatilag mindenkor elegendő oxigén áll rendelkezésre. Oxigén: diffúzió révén algák termelik mechanikai felszíni levegőztető berendezések vagy a tófenékből kiinduló sűrített levegős rendszerek

Anaerob tó A tó mélységében oldott oxigén nincs. részleges szennyvíztisztítást biztosít, Az anaerob tavakat elsősorban a tisztítórendszer első lépcsőjeként a nagy szervesanyag tartalmú (pl. élelmiszeriparú) szennyvizeinek előtisztítására célszerű alkalmazni.

Forrás: Tamás, 1998

Forrás: Barótfi, 2000

Tavas szennyvíztisztítás A tervezéstől és üzemeltetéstől függően a tavas rendszer a BOI5 50-95 %-t képes eltávolítani. Tavak üzemeltetése: Szagcsökkentés Makronövényzet szabályozása Úszó vegetáció szabályozása Algák szabályozása

Gyökérágyas tisztítási rendszerek Vízinövényekkel telepítenek be valamilyen szennyvíztisztító sekély medencét, ahol a lassan átszivárgó és átfolyó szennyvíz a gyökérzónán áthaladva, mechanikai illetve biológiai tisztításon esik keresztül.

Élőgépes szennyvíztisztítás

Forrás: Tamás, 1998 Forrás: http://www.korte-organica.hu

Az élőgép működési sémája Forrás: , http://www.korte-organica.hu

Kémiai utótisztítás A kémiai tisztítás megoldásai az alábbiak: Koaguláció- A vegyszerek gyors bekeverése eredményeként a nagyon finom részecskék mikropelyhekké tömörülnek. Flokkuláció – A koaguláció után következő folyamat, amikor a szennyvizet gyengén kell keverni, így már nagyobb pelyhek keletkeznek. Pl.: alumínium-szulfát, mész, ferriklorid stb.

Nitrogéneltávolítás A nagyobb vízminőség igényű befogadók esetében követelmény A nitrogéntartalmú vegyületek esetén a következő káros hatásokkal számolhatunk: Ammónia toxicitás a halakra, klóros fertőtlenítés hatékonyságának csökkenése, káros közegészségügyi-hatás szennyvíz-újrahasznosítási lehetőségeinek csökkenése.

Forrás: Tamás, 1998

Foszforeltávolítás A foszfor eltávolítás kémiai (pl.: alumíniumsók, mész felhasználásával), biológiai és fizikai módszerekkel lehetséges. A legtöbb szennyvíz esetében az oldhatatlan foszfor kb. 10%-a távolítható el az előülepítővel.

Forrás: Tamás, 1998

A szennyvíziszap általános összetétele Hasznosítható anyagok Iszapvíz Aprított őrölt ásványi részecskék Szerves anyag Tápanyagok Nyomelemek Korlátozó összetevők Mérgező anyagok Patogének

Iszapvíz Szabad vagy könnyen eltávolítható pórusvíz (70%) Kapilláris víz (20%) Pehelyrészecskék nedv. tart. (2%) Sejtben kémiailag kötött víz (8%)

A szennyvíziszap általános összetétele Hasznosítható anyagok Iszapvíz Aprított őrölt ásványi részecskék Szerves anyag Tápanyagok Nyomelemek Korlátozó összetevők Mérgező anyagok Patogének

A szennyvíziszap kezelés célja az anyag nedvességtartalmának csökkentése, bűz, szagártalom, fertőzőképesség csökkentése illetve megszüntetése. A szennyvíziszap minősége jellemző az adott településre, leginkább a tisztításra technológiára, s így településenként változhat.

A tipikus mikroorganizmus szám a különböző szennyvízkezelések függvényében Mikro-bák Tisztí-tatlan szenny-víz/ 100 ml Elsőd-leges tisztí-tás/ 100 ml Másod-lagos tisztítás/ 100 ml Harmad-lagos tisztítás/ 100ml Mechanikai szennyvíztiszti-tóból származó szennyvíziszap/g Rothasz-tott szennyvíz- iszap/g Fekál coliform 108 10 7 106 <2 10 000 000 Szalmo-nella 8000 800 8 1800 18 Shigella 1000 100 1 220 3 Enteri-kus vírus 50000 15000 1500 0,002 1400 210

Sűrítés Célja: az iszap víztartalmának meghatározott mértékű csökkentésével magának a kezelendő iszap mennyiségének a csökkentése

Szűréssel történő sűrítés Gravitációs sűrítés természetes úton mesterséges keverő berendezéssel ellátott sűrítő Flotációs sűrítés levegő befúvással vegyszerrel Dinamikus sűrítés vibrációs hatással centrifugálással Szűréssel történő sűrítés membrán szűrés

Kondicionálás Célja: az iszap víztartalmának csökkentése, a fellelhető szerves anyag stabilizálása, a különféle patogén baktériumok számának csökkentése, elpusztítása

Fizikai kondícionálás Kondicionálás Fizikai kondícionálás pasztőrözés termikus kondícionálás mosatás Kémiai kondícionálás Aerob iszapstabilizálás Anaerob iszapstabilizálás – rothasztás (CH4, CO2)

Iszap fertőtlenítése Szennyvíziszap víztelenítése Szennyvíziszap szárítása Szennyvíziszap komposztálása Szennyvíziszap mezőgazdasági területen történő hasznosítása

komposzt olyan szerves anyagok, amelyek szilárd vagy folyékony szerves hulladékból, illetve a hozzájuk kevert ásványi anyagokból irányított bomlási folyamatokon keresztül készültek a folyamat során az anyag aerob mikroorganizmusok segítségével bomlik le, alakul át. Ezt követően nagy molekulájú humuszanyagok épülnek fel.

Biogáz: A szerves anyagok anaerob lebomlásakor keletkező légnemű anyag, Fő összetevője a metán Metán: „Klímagáz”, üvegházhatást okozó gáz Hatása 1 CH4 ~ 22 CO2 Éghető gáz Fűtőértéke: ~ 23,12 MJ/ m3 Üvegházhatást okozó gáz és megújuló energiaforrás

A modellben lejátszódó folyamatok feltételrendszere a következő: levegőtől (oxigéntől) elzárt körülmények, a lebontandó szerves anyagok, a szerves anyag – folyadék megfelelő aránya, a mikroorganizmusok kívánatos törzsei, a biológiailag meghatározott, optimális hőmérséklet, a rövid időtartamú lebontás végetti állandó keverés

Biogáz: A szerves anyagok anaerob lebomlásakor keletkező légnemű anyag, Fő összetevője a metán Metán: „Klímagáz”, üvegházhatást okozó gáz Hatása 1 CH4 ~ 22 CO2 Éghető gáz Fűtőértéke: ~ 23,12 MJ/ m3 Üvegházhatást okozó gáz és megújuló energiaforrás

Különböző eredetű, kezeletlen biogáz összetétele és fűtőértéke Alapanyag Metán tartalom (%) CO2 tartalom (%) Fűtőérték (MJ/m3) Települési hulladék 50 % 18,5 Állati trágya 65 % 35 % 24 Szennyvíz iszap 70 % 30 % 26

A modellben lejátszódó folyamatok feltételrendszere a következő: levegőtől (oxigéntől) elzárt körülmények, a lebontandó szerves anyagok, a szerves anyag – folyadék megfelelő aránya, a mikroorganizmusok kívánatos törzsei, a biológiailag meghatározott, optimális hőmérséklet, a rövid időtartamú lebontás végetti állandó keverés

savas fázis metán fázis baktérium baktérium H2, CO2 ecetsav szerves anyag NH4+, H2S stb. biogáz 60–70 % metán 30–40 % CO2 propion-sav vajsav alkohol stb. H2, CO2 ecetsav baktérium

pszichrofil zóna, azaz a környezeti hőmérsékleten termelő biogáz-berendezés mezofil zóna, azaz a +28 .… +36 C között termelő biogáztelep, termofil zóna, azaz +48 …. +53 C hőmérsékleten termelő telep

Termofil rothasztás - előnyei A szerves anyag átalakulása gyorsabb, elsősorban a hidrolízis gyorsabb lefolyása következtében. Szerves anyagok átalakulása, stabilizálása tökéletesebb. A rothasztott iszap víztelenítési tulajdonságai javulnak. Patogén kórokozók redukciója tökéletesebb.

Hátrányai Az energiaszükséglet nagyobb. (Esetenként fűtés szükséges.) A beruházási költségek (szigetelés, hőcserélők stb.) magasabbak. Az eljárás üzemelési zavarokra érzékenyebb. Az anaerob rothasztási folyamatokat a környezeti miliő pH-ja szintén alapvetően befolyásolja.

Technológia üzemmódját folyamatos, szakaszos a feldolgozandó hulladék szárazanyag-tartalmának függvényében lehet megválasztani

Az alapanyag szárazanyag-tartalma szerint megkülönböztethetjük: a nedves (0,5-1 % szárazanyag-tartalom), a szuszpenziós (5-15 % szárazanyag-tartalom), a félszáraz (15-24 % szárazanyag-tartalom), és a száraz (25 % feletti szárazanyag-tartalom) eljárásokat.

folyamatos eljárás (hígtrágya, szennyvíz) kisebb energiaveszteség a fermentor fűtésénél, egyszerű lecsapolás, újratöltés, teljes automatizáció lehetősége

Köszönöm a figyelmet!