Kommunális technológiák I. 3. előadás PTE PMMK Környezetmérnöki Szak Kommunális technológiák I. 3. előadás Mechanikai szennyvízkezelési eljárások, előkezelés Dittrich Ernő egyetemi adjunktus PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék Pécs, Boszorkány u. 2. B ép. 039. dittrich@witch.pmmf.hu

A szennyvíz előkezelés főbb céljai Alapvető cél, hogy minimalizáljuk az előkezelő rendszer utáni technológiai elemek üzemzavarának valószínűségét. Főbb célok: Nagyméretű szilárd szennyezők eltávolítása Homokszerű szennyező anyagok eltávolítása Szag-emisszió mérséklése Hidraulikai csúcsok mérséklése Szerves-anyag terhelési csúcsok mérséklése Olajok és zsírok leválasztása

Mechanikai szennyvíztisztítási eljárások Célja: a szennyvízből 0,01 mm-nél nagyobb szemcseméretű szennyezőanyagok leválasztása Főbb (leggyakrabban alkalmazott) eljárások: Rácsok Sziták Homokfogók Olaj és zsírfogók Ülepítők Flotálók Oldómedencék

Rácsok I. - alapelvek Cél: 4-100 mm-nél nagyobb szilárd szennyezőanyagok leválasztása, a későbbi technológiák védelme miatt: Dugulások Káros lerakódások Áramlástani torzulások Szilárd anyag terhelés csökkentés Módszertan: egyszerű kivitelű nagy lyukbőségű szűrők Két fő típus pálcaköz szerint: Durva rács: 40-100 mm Finom rács: 1-10 mm Két fő típus tisztítási módszer szerint: Kézi tisztítású (4000 m3/nap alatt, illetve bypass ágban) Gépi tisztítású

Rácsok II. – Hagyományos gépi tisztítású rácsok

Rácsok III. - Gép tisztítású rács működése 1. 2. 3. 4.

Rácsok IV. – Dobrács

Rácsok V. – Lépcsős rács

Komminutorok Kifogja és ledarálja a nagyobb szennyeződéseket a folyadékfázisból történi kivétel nélkül Csökkenti a szaghatást, nincs rácsszemét, és csökken a legyek elszaporodásának mértéke Sok üzemelési probléma Gyors amortizáció Az alvízi oldalon jelentősebb a dugulásveszély

Rácsszemét mennyisége Függ: Pálcaköz Szennyvíz minőség Szennyvíz hozam Szennyvízcsatorna hálózat típusa és minősége Rácstípus Stb.. Tervezésnél célszerű nagy biztonságra törekedni Átlagos mennyiségek: 3,5-35 l/1000 m3 Csúcs-faktor:1:1 – 1:5

Rácsszemét jellemzése Tartalmaz: rongy növények étel maradék csont üveg kő fa egyéb bakteriálisan szennyezett szerves anyagok Stb.. 70-95% szerves hányad – könnyen bomlik - bűzhatás 10-20% száradás utáni szilárd anyag Ömlesztett sűrűség: 600 – 1100 kg/m3

Egyéb tervezési szempontok rácsokra A pálcaköz kisebb, mint az alvízi technológia védelmében előírt maximális szemcseméret Kerülni kell az apró szennyeződések kifogását, mert azok a későbbi technológiában egyszerűbben kezelhetőek Szükséges bypass ág, vagy minimum két párhuzamos rács kiépítése A rá- illetve elvezető csatornában a javasolt áramlási sebesség 0,8 m/s (öntisztítás). A minimum és maximum hidraulikai veszteséget számolni kell, és ezt figyelembe kell venni a geometriai tervezésnél (kiöntési biztonság, csatorna méret, stb..)

Rács hidraulikai vesztesége hL: hidraulikai veszteség [m] vb: átáramlási sebesség [m/s] v: rávezetési sebesség [m/s] k: ellenállás tényező coefficient [-] (0,1 – 0,8) Az engedélyezett maximális eltömődés mértéke 50%

Rácsszemét kezelése Normál gyakorlat: 1: rács tisztítása 2: rácsszemét víztelenítése (dréneződés) 3: konténerbe helyezés 4: átmeneti tárolás 5: elszállítás kommunális szilárd hulladék lerakó telepre Legyek szaporodása és a szaghatások mérséklése érdekében javasolt a rácsszemét takarása. Helyiségben történő ideiglenes tárolásesetén, kötelező a gépi szellőztetés!

Homokfogók I. - Alapelvek Tisztítási cél: nem rothadó-képes könnyen ülepedő ásványi anyagok szeparációja Feladatuk: Gépészeti berendezések mozgó alkatrészeinek védelme Előülepítők terheléscsökkentése Káros (cementálódásra hajlamos) lerakódások elkerülése Jellemző szemcsetartomány: 4 – 0,1 mm Hidraulikai alapelv: átlagsebesség 0,3 m/s körüli értékre történő beállítása

Homokfogók II. – Áramlástani alapelv

Homokfogók III. – Hosszanti átfolyású homokfogók Bozóky 338. o

Homokfogók IV. – Hosszanti átfolyású homokfogók A kialakítás tervezése során az alábbi fő szempontokra kell törekedni a szennyvíz bevezetését úgy kell megoldani, hogy annak energiáját megtörje a homokfogó keresztszelvénye mentén minél egyenletesebb sebesség eloszlás alakuljon ki tisztítást ma már csak gépi úton végzik az ingadozó vízhozam kedvezőtlen hidraulikai hatásait a lehető legnagyobb mértékben kiküszöbölje (általában több homokfogót párhuzamosan kapcsolunk) Hosszirányú áramlási sebesség 0.3 m/s körül tartandó (Parshall csatorna, párhuzamos kapcsolás, szintvezérelt tolózár, etc..)

Homokfogók IV. – Tangenciális homokfogók

Homokfogók V. – Függőleges átfolyású homokfogók A szennyvíz bevezetését szolgáló csillapító hengerben az áramlási sebesség 0,5-1 m/s legyen. Egyszerű merülő-falas kialakítás esetén az áramlási sebességet 0,3 m/s értékűre kell beállítnai. A vizet a középen elhelyezett hengeren keresztül (csillapító henger) kell bevezetni, és a peremen körbefutó bukó-élen át kell elvezetni. A csillapító henger minimális hossza: 3 m A homok gyűjtésére szolgáló tér fenékhajlása minimálisan 1:1,6 legyen A homok kiemelése zagyszivattyúval vagy homokkihordó csigával történik. A tömörödés elkerülése érdekében, a tölcsérszerű gyűjtő zsompban légbefúvást és nyomás alatti vízzel történő fellazításhoz csőrendszert kell biztosítani. Homokkihordó csiga alkalmazása esetén nem szükséges a homok fellazításának biztosítása.

Homokfogók V. – Levegőztetett homokfogók A lég-befúvás és a hosszirányú áramlás együttes hatásaként a szennyvíz zavartalan csavarvonalú áramlás alakul ki. A levegő bevitel mértékétől függ a hosszirányú áramlási sebesség – flexibilisen szabályozható Ált. 4:3-as magasság:szélesség arányú A homokgyűjtő vályút célszerű a befúvás oldalán, a teljes fenék-szélesség 1/3-án belül kialakítani. Eredő hosszirányú sebesség: 0.3 m/s Spirális áramlási sebesség: 0,45-0,6 m/s Fajl. levegő bevitel: 5-12 L/m,s Tartózkodási idő: 3-5 min

Homok mennyisége, jellemzői Függ: Szennyvíz csatorna rendszer típusa, állapota Ipari szennyvízhányad és annak típusa Leválasztási hatékonyság Stb.. Könnyen bomló hányad:1 – 55% Szilárd hányad: 35-80% Jól mosott homok minimális ásványi hányada: 70% Ömlesztett sűrűség:1400-1800 kg/m3 A víztelenített homok bakteriálisan szennyezett!

Tervezési szempontok Rács után következik a homokfogó Zsírfogót, előülepítőt meg kell hogy előzze Önálló homokfogó esetén szükséges bypass ág Javasolt több párhuzamos ág kialakítása Vízhozam függő vízkormányzás, szabályozott áramlási viszonyok Rávezető és elvezető csatornában a javasolt áramlási sebesség: 0.8 m/s

Homok kivételi módok Lehet: Főbb módok: Gépi automatikus fél automatikus Kézi (ritkán, kis telepeken) Főbb módok: Láncos kotró Láncokra rögzített vödrökkel Csigával Szivattyúval

Csigás homok kivétel Kiemeli, mossa, és vízteleníti a homokot egy lépcsőben A homokkal teli csigára méretezendő a motor teljesítménye!

Homok kezelés Cél: Mosott homok felhasználható építkezéseken: Szerves hányad minimalizálása Mennyiség minimalizálása Nedvesség tartalom minimlaizálása Mosott homok felhasználható építkezéseken: Ágyazatok Feltöltések Mosatlan homok kommunális szilárd hulladék lerakóba szállítandó Homokmosás: hidrociklonnal Szállítás, átmeneti tárolás: konténerben

Ülepítők I. – Alapelvek Tisztítási cél: Az ülepítőkben a homokfogóknál is kisebb áramlási sebességek uralkodnak. Így a víznél nagyobb fajsúlyú anyagok nagy része a fenékre ülepszik. Az ülepítőkben végbe megy a flotáció folyamata is, azaz a víznél kisebb fajsúlyú anyagok felúsznak. A hosszabb tartózkodási idő miatt lehetőség van a pelyhesedésre hajlamos anyagok kiülepítésére is. Az ülepítők fő alkalmazási területei: önálló mechanikai tisztító berendezésként öntözés előtti előtisztításhoz biológiai rendszerű szennyvíztisztító telep elő és utóülepítőjeként kémiai tisztító rendszer elő és utóülepítőjeként Az ülepítők leggyakoribb típusai: vízszintes hosszanti átfolyású ülepítő vízszintes sugárirányú átfolyású ülepítő függőleges átfolyású tölcséres ülepítő Lemezes ülepítők Az elő és utóülepítők közötti különbség: Az elő ülepítők a biológiai vagy a kémiai tisztítási fokozat előtt elhelyezkedő műtárgyak. Feladatuk a tisztítandó közegből a kiülepíthető és felúsztatható anyagok leválasztása, ezáltal előkészítve a biológiai illetve a kémiai tisztítási fokozatra. Az utóülepítők feladata a biológiai vagy kémiai tisztításból származó csapadékok, maradék anyagok, biológiai termékek kiülepítése. A funkcióból fakadóan, az előülepítőből származó iszap általában sűrűbb, mint az utóülepítő iszapja, és az utóülepítőből távozó tisztított közeg nagyobb tisztaságú.

Ülepítők II. – Áramlástani alapelvek A maximális áramlási sebesség 0,5-1 cm/s Lamináris ülepedési törvény: Ahol: vü [m/s]: ülepedési sebesség d [m]: ülepítendő szemcse átmérője ρsz [kg/m3]: ülepítendő szemcse sűrűsége ρk [kg/m3]: áramlástani közeg sűrűsége η [Pas]: áramlástani közeg dinamikai viszkozitása

Vízszintes-hosszanti átfolyású ülepítők

Függőleges-sugárirányú átfolyású ülepítők

Vízszintes-sugárirányú átfolyású ülepítők

Lemezes ülepítők

TFH fogadása szennyvíztisztítón Önálló rács és homokfogó kiépítése mindig szükséges A tervezésnél szükséges figyelembe venni a TFH hatásait (anaerob, bűz, magasabb szennyező anyag koncentráció, stb..) A bevezetési pont elég messze legyen az előülepítőtől a teljes elkeveredéshez Spec. előkeezlés nélkül a max. TFH:nyers szennyvíz arány 1% TFH fogadó állás

Vízelvezetés előülepítőkből Célok: Hidraulikai rövidzárlatok elkerülése A nagy sebesség gradiensek elkerülése keresztszelvény mentén Az iszap felkeveredésének elkerülés A felúszó iszap műtárgyban tartása Állandó vízszint tartása a műtárgyban Egyenletes hidraulikai eloszlás biztosítása az elfolyó szelvényben Fogazott bukó-él + merülő fal: Könnyen tisztítható Nem tömődik el Jól „kezeli” az eltérő hidraulikai terhelési viszonyokat Hidraulikai rövidzárlat hosszanti átfolyású ülepítőben

Koaguláció elősegítése nyers szennyvízben A tisztítási hatékonyság növekedése (kommunális szennyvíz esetén): LA: +10-50% BOI5: +10-40% KOI: +10-40% ÖP: 10-30% Előnyök: Jobb hatásfok Magasabb hidraulikai terhelés „tűrése” Hátrányok: Növekszik a primer iszap mennyisége Nehezebb iszap víztelenítés Nő az üzemelési költség (vegyszer költség, iszapkezelés)

Koagulálószerek – bekeverési módok Alapelv: pehely képzés a nem ülepíthető finom lebegő anyagokból Szervetlen vegyszerek: (nagyobb mennyiség, nagy iszapnövekményt okoznak) Vas-sók Alumínium sók Szerves vegyszerek: (kisebb mennyiség, alacsonyabb iszapnövekmény) Polielektrolitok Adagolási módok: Előkicsapatás Szimultán kicsapatás Utókicsapatás

Iszap gyűjtése Zsomp: Mélység1-4 m Oldalfalak minimális lejtése: 1.6:1 Lehető legsimább felületi kialakítás Fenékszélesség: 0,25-0,6 m

Primer iszap mennyiség és minőség Primer iszap mennyisége: SM: iszap szárazanyag tartalom (kg/d) SS: bejövő LA koncentráció(mg/l) Q: befolyó szennyvíz hozam(m3/d) Qs: ülepített szennyvíziszap hozam (m3/d) qs,PE: fajlagos keletkezési ráta (m3/LE), magyarországon javasolt tervezési érték: 0,00108 m3/LE,d A kémiai elő-kicsapatás 50-100%-al növelheti a primer iszap mennyiségét

Felúszó iszap eltávolítás Cél: a felúszó iszap nem folyjék el a tisztított víz elvezetési helyen Lejtős felúszó iszap gyűjtő Forgó henger

Kötelező irodalom Benedek-Valló: Víztisztítás-szennyvíztisztítás zsebkönyv Műszaki Könyvkiadó Budapest 1990 71-94 és 171-198 oldal. Tamás János: SZENNYVÍZTISZTÍTÁS ÉS SZENNYVÍZISZAP ELHELYEZÉS Debreceni Agrártudományi Egyetem internetes jegyzet 3. fejezete http://gisserver1.date.hu/tamas/szennyvizjegyzet/1resz.html#1.%20Csatornázási%20rendszerek%20és%20a%20csatornahálózaton%20lefolyó%20szennyvíz%20jellemzője

Felhasznált irodalom http://www.akvipatent.hu/termekek.html Dr. Benedek Pál, Valló Sándor: Víztisztítás- szennyvíztisztítás zsebkönyv. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1990. Bozóky-Szeszich-Kovács-Illés: Vízellátás és Csatornázás tervezési segédlet. Műegyetemi Kiadó, Budapest, 1999. Illés-Kelemen-Öllős: Ipari Vízgazdálkodás. Vízdok nyomda, Budapest, 1983. Illés István: Ipari és mezőgazdasági szennyvizek kezelése és elhelyezése. BME, Mérnöktovábbképző Intézet, Budapest, 1993 Horváth Imre: Az ipari szennyvizek kezelése. BME, Mérnöktovábbképző Intézet, Budapest, 1991. Öllős Géza: Szennyvíztisztítás I. BME Mérnöktovábbképző intézet Budapest 1992

Köszönöm a figyelmet!