Kommunális technológiák I. 1-2. előadás PTE PMMK Környezetmérnöki Szak Kommunális technológiák I. 1-2. előadás Szennyvíztisztítás alapfogalmai, szennyvíz minőség, csatornarendszerek, befogadók értékelése, előkezelés Dittrich Ernő egyetemi adjunktus PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék Pécs, Boszorkány u. 2. B ép. 039. dittrich@witch.pmmf.hu

A vízellátás-csatornázás idealizált rendszere vízelosztás vízbázisok vízszerzés víztisztítás ipari vízfelhasználók szennyvíz vagy TFH tisztítás előkezelés (opcionális) mg-i vízfelhasználók befogadó lakossági vízfelhasználók

Kapcsolódó fontosabb jogszabályok I. 123/1997. (VII. 18.) Korm. r. a vízbázisok, a távlati vízbázisok, valamint az ivóvízellátást szolgáló vízilétesítmények védelméről 201/2001. (X. 25.) Korm. r. az ivóvíz minőségi követelményeiről és az ellenőrzés rendjéről 47/2005. (III. 11.) Korm. r. az ivóvíz minőségi követelményeiről és az ellenőrzés rendjéről szóló 201/2001. (X. 25.) Korm. r. módosításáról 147/2010. (IV. 29) Korm. r. a vizek hasznosítását, védelmét és kártételeinek elhárítását szolgáló tevékenységekre és létesítményekre vonatkozó szabályokról 30/2008. (XII. 31.) KvVM r. a vizek hasznosítását, védelmét és kártételeinek elhárítását szolgáló tevékenységekre és létesítményekre vonatkozó műszaki szabályokról 38/1995. (IV. 5.) Korm. r. a közműves ivóvízellátásról és a közműves szennyvízelvezetésről

Kapcsolódó fontosabb jogszabályok II. 2000/60/EK EU Víz Keretirányelv 219/2004. (VII. 21.) Korm. rendelet a felszín alatti vizek védelméről 6/2009 (IV.14) KvVM-EüM-FVM együttes rendelet a földtani közeg és a felszín alatti víz szennyezéssel szembeni védelméhez szükséges határértékekről és a szennyezések méréséről 220/2004. (VII. 21.) Korm. rendelet a felszíni vizek minősége védelmének szabályairól 28/2004. (XII. 25.) KvVM rendelet a vízszennyező anyagok kibocsátásaira vonatkozó határértékekről és alkalmazásuk egyes szabályairól 59/2008. (IV. 29.) Korm. rendelet a vizek mezőgazdasági eredetű nitrát-szennyezéssel szembeni védelméhez szükséges cselekvési program részletes szabályairól, valamint az adatszolgáltatás és nyílvántartás rendjéről 50/2001. (IV. 3.) Korm. rendelet a szennyvizek és szennyvíziszapok mezőgazdasági felhasználásának és kezelésének szabályairól

Kapcsolódó fontosabb jogszabályok III. Az EU 91/271 számú irányelve 165/2004 (V.21.) Korm. rendelet Nemzeti Települési Szennyvízelvezetési és -tisztítási Megvalósítási Program sz „a Nemzeti Települési Szennyvízelvezetési és -tisztítási Megvalósítási Program végrehajtásával összefüggő nyilvántartásról és jelentési kötelezettségről szóló 27/2002. (II. 27.) Korm. rendelet módosításáról” 164/2004 (V.21.) Korm. rendelet „a Nemzeti Települési Szennyvízelvezetési és -tisztítási Megvalósítási Programmal összefüggő szennyvízelvezetési agglomerációk lehatárolásáról szóló 26/2002. (II. 27.) Korm. rendelet módosításáról” 221/2004. (VII.21.) Korm. rendelet a vízgyűjtő-gazdálkodás egyes szabályairól 10/2010 (VIII. 18.) VM rendelet a felszíni víz vízszennyezettségi határértékeiről és azok alkalmazásának szabályairól

A szennyvíz gazdálkodás rendszere szállítás tengelyen telken belüli tevékenységek szennyezők: - kommunális - ipari - mezőgazdasági szennyvíz TFH-kezelő telep előkezelés (opcionális) TFH iszap szállítás csatorna hálózaton szennyvíz Saját szennyvíztisztító befogadó: - élővíz - talajvíz tisztított TFH tisztított szennyvíz Szennyvíztisztító telepen belüli tev. iszap szennyvíztisztítás Iszap- elhelyezés TFH-előkezelés iszapkezelés

Szennyvíztisztító telep tervezés peremfeltételei szennyvíz tisztítás befogadó minősége és mennyisége tisztítandó szennyvíz iszapkezelés iszapelhelyezés

Szennyvíztisztítási eljárások osztályozása Alapcsoportosítás: Mechanikai tisztítás eljárásai (pl. ülepítés, szűrés, stb..) Biológiai tisztítás eljárásai (pl. fixfilmes biológiai reaktorok, eleveniszapos szennyvíztisztítás, stb..) Kémiai tisztítás eljárásai (pl. klóros-fertőtlenítés, koaguláció, stb..) Tisztítási fokozatok szerinti csoportosítás: I. tisztítási fokozat: Feladata a szilárd szennyezőanyagok eltávolítása. Ez a tisztítási fokozat mindig mechanikai tisztításból áll. Néha kiegészül részleges kémiai (pl. előkicsapatás) vagy biológiai (pl. oldómedence) kezeléssel. II. tisztítási fokozat: Feladata a kolloidális és oldatban lévő szerves szennyezőanyagok eltávolítása. Ez a tisztítási fokozat kémiai vagy biológiai eljárások valamilyen kombinációjából áll. III. tisztítási fokozat: Feladata a növényi tápanyagok (N, P) eltávolítása. Ez a tisztítási fokozat is kémiai vagy biológiai eljárások valamilyen kombinációjából áll

Egy települési szennyvíztisztító egyszerűsített blokksémája

Befolyó szennyvízhozam meghatározása Jelentős variabilitás – stochasztikus jelleg Tervezési vízhozamok: Óracsúcs vízhozam (Qh) Napi átlag vízhozam (Qd) Qd=q*N*z*p Qh=s*Qd

Lakos-egyenérték (LE) Lakos-egyenérték: egy fő által kibocsátott napi szennyezőanyag mennyisége. Rövidítése: LE Általában a szennyvíztisztító telepek terhelését LE-ben adjuk meg. Fajlagos LE-értékek a főbb komponensekre: BOI5: 60 g/fő,nap KOI: 120 g/fő,nap LA: 70 g/fő,nap ÖN: 11 g/fő,nap ÖP: 3 g/fő,nap

A kommunális és települési szennyvíz minősége I. A kommunális szennyvíz minősége legnagyobb mértékben a fajlagos vízfogyasztástól (1 fő napi átlagos vízfogyasztása [l/fő,nap]-ban) függ. 150 l/fő,nap vízfogyasztás esetén a szennyvíztelepre érkező városi szennyvíz minősége: BOI5: 150 – 300 mg/l KOI: 300 – 600 mg/l LA: 150 – 500 mg/l ÖP: 10 – 20 mg/l ÖN: 40 – 80 mg/l NH4-N: 20 – 50 mg/l Szerves-N: 15 – 30 mg/l Nitrit és nitrát ált. elhanyagolható mennyiségben van jelen A településen a tényleges vízfogyasztás adatok alapján arányosítással a fentebbi adatokból jól becsülhető a szennyvíz várható minősége, amennyiben az ipari szennyvízhányad alacsony.

A kommunális és települési szennyvíz minősége II. A szennyvíztelepre érkező szennyvíz minősége függ még az alábbiaktól: Csatornázási rendszer típusa Egyesített Elkülönített Gravitációs Nyomás alatti Vákuumos Vegyes Csatornázási rendszerbeli tartózkodási időtől, lebomlási viszonyoktól, elkeveredési viszonyoktól. Kibocsátók területi eloszlásától Ipari és mezőgazdasági szennyvíz hányadtól. Csatorna műszaki állapotától (exfiltráció, infiltráció, kontrás szakaszok) Időjárási viszonyoktól (csapadék, hőmérséklet)

Szennyvíz csatornában lezajló folyamatok Exfiltráció → töményedés, szennyvízhozam csökkenés Infiltráció → hígulás, szennyvízhozam növekedés Kiülepedés → lerakódások, dugulás Elkeveredés → koncentráció fluktuáció mértéke csökken Kémiai reakciók → szennyező anyagok arányának változása, kicsapódás Biológiai lebomlás Anaerob → szag, korrózió, szerves-anyag koncentráció csökkenés, NH4-N és ÖP koncentráció növekedés. Aerob: szerves-anyag koncentráció csökkenés, NH4-N, és ÖP növekedés Anoxikus: szerves-anyag koncentráció csökkenés, ÖP növekedés, ÖN csökkenés

A kommunális és települési szennyvíz minősége III. A szennyvízben lévő szilárd-anyag frakciók eloszlása:

Ipari és mezőgazdasági szennyvizek minősége A szennyvíz minősége gyártási technológiánként jelentősen változó Gyakori a nagymennyiségű nehézfém vagy egyéb mikro szennyező jelenléte a szennyvízben (pl. galvánipar) Az egyes gyártási szakaszok különböző szennyvízminőséget produkálnak A szennyvízhozam időbeni fluktuációja is jelentős lehet Gyakran a gyártástechnológiában apró változtatásokkal javítható a tisztítandó szennyvíz minősége Néhány tájékoztató jellegű adat ipari szennyvizek minőségére:

A TFH minősége I. definíciói: települési hulladék: a háztartásokból származó szilárd vagy folyékony hulladék, illetőleg a háztartási hulladékhoz hasonló jellegű és összetételű, azzal együtt kezelhető más hulladék; folyékony hulladék: az a hulladékká vált folyadék, amelyet nem vezetnek el, és nem bocsátanak ki szennyvízelvezető hálózaton, illetve szennyvíztisztító telepen keresztül; A települési folyékony hulladék, minden olyan folyékony vagy iszapszerű anyag, melynek elvezetése nem közcsatornában történik. A TFH leggyakoribb fajtája, a házi szennyvízgyűjtő medencékben tárolt kommunális szennyvíz. Ezekben a tárolókban anaerob lebomlási folyamatok zajlanak le, így a tárgyi TFH kellemetlen szagú, és az ammónium valamint foszfor tartalma magasabb mint a szennyvízé. Gyakran ezeket a gyűjtőket kilyukasztják, így egy jelentős betöményedési folyamat is lezajlik bennük a híg fázis elszivárgása miatt.

A TFH minősége II.

BOI5:KOI:TOC I. Szerves anyag tartalom meghatározásának leggyakoribb laboratóriumi módszerei:TOC, BOI5, KOIkr, KOIps ThOI (elméleti oxigén igény), UV abszorpció KOI-BOI5-TOC közötti kapcsolatok: A KOI általában magasabb mint a BOI, mert kémiailag több anyag oxidálható, mint biológiailag. A KOI magában foglalja a kémiailag oxidálható szervetlen vegyületeket is (pl. vas-vegyületek, szulfidok, stb..) A TOC általában alacsonyabb mint a BOI5 értéke, mert a magas hőmérsékletű kemencében katalizátor jelenlétében nem az összes szerves anyag oxidálódik. Ez alól kivétel, ha a biokémiai úton lebonthatatlan szerves anyagok aránya magas.

BOI5:KOI:TOC II. A szennyvíztisztítás során általában a BOI5/KOI arány csökken A KOI/TOC arány a szennyvíztisztítás során szintén csökken. Ennek oka, hogy a kémiai illetve biológiai úton lebomlott szerves anyagok jó része közbenső állapotú anyag, nem mineralizálódott teljes mértékben. Nyers kommunális szennyvízben a BOI5/TOC arány általában 1:1,3-2,6, a KOI:TOC arány 1:2-4, míg a KOI/BOI5 arány: 1:1,5-2,5.

Inhibitor koncentráció Az a határkoncentráció, mely felett a biológiai lebontás hatékonysága jelentősen csökken. Néhány tájékoztató inhibitor koncentráció érték: Szulfitok: 100 mg/l Kloridok: 8000 – 15000 mg/l Fenolok: 70 – 160 mg/l Ammónia: 1600 mg/l Oldott sók: 16000 mg/l Nehézfémek: 1-10 mg/l Olaj és zsír: 50 mg/l

Csatornába vezethetőség kritériumai

Az EU elvárásai: 91/271 EEC directíva Befogadói határértékek: Ez csak ajánlás!!!! Eu országonként változhatnak a határértékek!

Az EU elvárásai: 91/271 EEC Direktíva Minden olyan településen létesítendő szennyvíztisztító, mely 2000 LE feletti agglomerációt lát el. Minden olyan településen létesítendő szennyvíztisztító mely érzékeny vízminőség-védelmi területen fekszik. Minden 10000 LE feletti szennyvíztisztítón legyen harmadik tisztítási fokozat. A 10000 LE alatti szennyvíztisztítók esetében elegendő az első két tisztítási fokozat megléte.

Befogadók vizsgálatának főbb szempontjai általánosságban Felszíni víz: A mértékadó vízhozam és az átlagos szennyvízmennyiség aránya Elkeveredési viszonyok (parti vagy sodorvonali bevezetés) A befogadó vizének hasznosítási szempontjai A szennyvíz lebomlási jellemzői A szennyvíz közegészségügyi szempontból való ártalmassága Felszínalatti víz: Felszínalatti víz maximális szintje a felszínhez képest Felszínalatti víz áramlási viszonyai Felszínalatti víz hasznosítása Közvetlenül vagy közvetve érintett felszínalatti víz érzékenységi viszonyai 25

Élővízi befogadói határértékek – hazai szabályozása I.

Élővízi befogadói határértékek – hazai szabályozása II. (VII.21.) korm. r.!!!!!

Élővízi befogadói határértékek – hazai szabályozása III.

Felszíni vizekre vonatkozó vízszennyezettségi határértékek I. A 10/2010 (VIII.18) VM rendelet alapján vízszennyezettségi határérték: Környezetminőségi határérték (EQS) Vízminőségi határérték A vízszennyezettségi határértékeket a vízgyűjtő gazdálkodási tervekben meghatározott környezeti célkitűzés határidejére kell teljesíteni. Cél: a VKI szerinti jó állapot elérése A környezetminőségi határértékeket a 10/2010 (VIII.18) VM rendelet 1. melléklete tartalmazza, mely különösen veszélyes, elsőbbségi és egyéb veszélyes anyagokra ad meg határértékeket (Pl. Higany, PAH, Diklór-metán, kadmium, stb..) Ezekre az anyagokra vonatkozóan a hatóság tendencia elemzése alapján biótában és üledékben koncentráció emelkedés nem következhet be! 29

Felszíni vizekre vonatkozó vízszennyezettségi határértékek II. Vízminőségi határérték: a felszíni vizek ökológiai állapotát befolyásoló egyéni anyagokra (Pl. ÖN, KOI, ÖP, stb..) vonatkozó határérték, melyeket a 10/2010 (VIII.18) VM rendelet 2. melléklete tartalmaz. A 220/2004 (VII. 21) Korm r. alapján a felszíni víz jó állapotának elérése érdekében a vízszennyező anyagok tekintetében megállapított környezeti célkitűzéseket, valamint a környezetminőségi és vízminőségi határértékeket (a továbbiakban együtt: vízszennyezettségi határérték), továbbá a kibocsátási határértékeket a tevékenység és létesítmény tervezésénél figyelembe kell venni, valamint a megvalósítás és működtetés során be kell tartani A kibocsátási határértékeket a felszíni víz vízszennyezettségi határértékek figyelembevételével kell meghatározni 30

Felszíni vizekre vonatkozó vízszennyezettségi határértékek III. Amennyiben a közcsatornába vezetendő szennyvíz, használt víz veszélyes és mérgező anyagot (220/2004 (VII.21.) Korm. R. 2. számú melléklet 2.9. B pontja tartalmazza ezeket) tartalmaz, és az adott anyagra adott tevékenység esetén vonatkozik felszíni víz befogadóba vezetésre vonatkozó technológiai határérték, úgy küszöbértéknek azt kell előírni.

Keveredési zóna keveredési zóna (220/2004 (VII.21.) Korm. r. sz: a felszíni víztestbe való közvetlen bevezetés bevezetési pontjának közvetlen környezetében a víztest egy részének lehatárolásával kijelölt térrész A felügyelőség azokra a felszíni vizeket szennyező elsőbbségi és egyéb veszélyes anyagokra, amelyekre a jogszabály környezetminőségi határértékeket határoz meg, a befogadó terhelhetőségére tekintettel keveredési zónát jelölhet ki. A keveredési zónában az elsőbbségi és egyéb veszélyes anyagok, anyagcsoportok koncentrációja - nem érintve a felszíni víz további részét - meghaladhatja a környezetminőségi határértéket A keveredési zónát úgy kell kijelölni, hogy az a lehető legkisebb kiterjedésű legyen! A keveredési zóna kijelölésre vonatkozó kritériumokat a vízgyűjtő gazdálkodási tervek tartalmazzák. A kijelölés módját külön minisztérium által kiadásra kerülő segédlet tartalmazza. A kibocsátó a keveredési zóna határai felett és alatt köteles a befogadó vízszennyezettségének ellenőrzésére. Az ellenőrzés rendjét és szabályait a felügyelőség a kibocsátási engedélyben határozza meg

Felszínalatti víz mint befogadó I A felszín alatti vizekbe történő szennyvíz bevezetés (szikkasztás) esetén a szabályozó rendelkezések: 219/2004. (VII. 21.) Korm. rendelet a felszín alatti vizek védelméről 6/2009 (IV.14) KvVM-EüM-FVM együttes rendelet a földtani közeg és a felszín alatti víz szennyezéssel szembeni védelméhez szükséges határértékekről és a szennyezések méréséről 219/2004. (VII. 21.) Korm. rendelet alapján (meg kell határozni mindazon szennyező anyagra vonatkozó küszöbértéket, amely miatt a víztest jelenleg gyenge állapotú, vagy fennáll a veszélye annak, hogy 2015-ben nem lesz jó állapotban. Minimum a következő paraméterekre kell küszöbértéket meghatározni: As, Cd, Pb, Hg, NH4, Cl, SO4, TOC, triklóretilén, tetraklóretilén és AOX. Célszerű küszöbértéket a vezetőképességre is megállapítani. Amennyiben olyan anyagokról van szó, melyek természetes okokból is előfordulnak, akkor meg kell határozni az un. természetes háttér koncentrációkat is. • Vizsgálni kell, felismerhetőek-e romló tendenciák. Ha ilyen mutatkozik, meg kell határozni a megfordítási pontot. Talajvíztest szennyeződése esetén a megfordítási pont a küszöbérték 75 %-a, más víztestek esetében ez szigorúbb, a küszöbérték 30 %-a. 33

Felszín alatti befogadó - Szennyezettségi határértékek meghatározása a 6/2009. (IV. 14.) KvVM-EüM-FVM együttes rendelet alapján Szennyezettségi határérték: Földtani közegre: 6/2009. (IV. 14.) KvVM-EüM-FVM együttes rendelet 1. melléklet és 3. melléklet A részében megadott B szennyezettségi határérték Felszín alatti vízre és K1 besorolású veszélyes abyagokra: 6/2009. (IV. 14.) KvVM-EüM-FVM együttes rendelet 2. melléklet és 3. melléklet B részében megadott B szennyezettségi határérték A környezetvédelmi hatóság szigorúbb határértékeket szabhat meg, de azok nem lehetnek szigorúbbak a felszíni vízre vonatkozó határértékeknél. A felszín alatti vizet és a felszín alatti közeget külön kell mintázni! 34

Összes alifás szénhidrogén (TPH) 100 Benzol 0,2 Fenol 1 Néhány felszín alatti közegre vonatkozó határérték 6/2009. (IV. 14.) KvVM-EüM-FVM együttes rendelet 1. mellékletéből (mg/kg sz.a.-ban) Összes alifás szénhidrogén (TPH) 100 Benzol 0,2 Fenol 1 PAH-ok összesen 1 Növényvédő szerek aktív hatóanyagai 0,1 Növényvédő szerek aktív hatóanyagai, beleértve azok bomlástermékeit és reakciótermékeit összesen 0,5 Króm összes 75 Nikkel 40 Réz 75 Cink 200 Arzén 15 Kadmium 1 Higany 0,5 35

Növényvédő szerek aktív hatóanyagai 0,1 Néhány felszín alatti vízre vonatkozó határérték 6/2009. (IV. 14.) KvVM-EüM-FVM együttes rendelet 2. mellékletéből (μg/l-ben) Benzol 1 Fenol 20 PAH-ok összesen 2 Növényvédő szerek aktív hatóanyagai 0,1 Növényvédő szerek aktív hatóanyagai, beleértve azok bomlástermékeit és reakciótermékeit összesen 0,5 6.5 <pH< 9.0 Króm összes 50 Nikkel 20 Réz 200 Cink 200 Arzén 10 Kadmium 5 Higany 1 Szulfát 250 (mg/l !!) Foszfát 500 Nitrát talajvízre 50 (mg/l !!) Nitrát felszín alatti vízre a talajvizen kívül 25 (mg/l !!) Ammónium 500 36

* Termőföldnek nem minősülő földtani közegre. Néhány felszín alatti közegre vonatkozó határérték 6/2009. (IV. 14.) KvVM-EüM-FVM együttes rendelet 3. melléklet A részéből (mg/kg sz.a.-ban) Bróm vegyületei 10 Nitrát* 500 Nitrit* 100 Ammónia* 250 vezetőképesség (az érték desztillált vizes kivonatra vonatkozik) 2500 μS/cm * Termőföldnek nem minősülő földtani közegre. 37

Néhány felszín alatti vízre vonatkozó határérték 6/2009. (IV. 14 Néhány felszín alatti vízre vonatkozó határérték 6/2009. (IV. 14.) KvVM-EüM-FVM együttes rendelet 3. melléklet B részéből (μg/l-ben) Alumínium 200 Bróm vegyületei 10 Nitrit 500 Nátrium 200 (mg/l !!) Klorid 250 (mg/l !!) Vezetőképesség 2500 μS/cm 38

Szennyvíz iszap elhelyezés alternatívái Lehetséges alternatívák: Mezőgazdasági kihelyezés Injektálással (homogenizálás és stabilizálás után) Beszántással (víztelenítés és stabilizálás után) Felszíni elterítéssel (komposztálás után) Hulladéklerakóba történő elhelyezése → ma már nem alkalmazható, mert előírás van a hulladéklerakókban lerakott hulladék szerves anyag csökkentésére (20/2006. (IV. 5.) KvVM rendelet a hulladéklerakással, valamint a hulladéklerakóval kapcsolatos egyes szabályokról és feltételekről) Telepen belüli deponálás (nagy helyigény) égetés Szabályozó rendelkezések: 50/2001. (IV. 3.) Korm. rendelet a szennyvizek és szennyvíziszapok mezőgazdasági felhasználásának és kezelésének szabályairól

Szennyvíztisztító telep helykiválasztás további szempontjai Public relation (P.R.) A közösség bevonása a tervezésbe Cél: minimalizálni a közösségi ellenállást Domborzati viszonyok Gravitációs ráfolyás lehetősége – mélyfekvésű terület Árvízvédelem Geológia, hidrogeológia Talajvízszint Vízbázis védelem Infrastruktúra Közműellátottság Közúti csatlakozás Levegőtisztaság védelem, szagemisszó

Szennyvíztisztító telep területigénye

Felhasznált irodalom 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. Dr. Vermes László: Kutatások a szennyvíztisztítási melléktermékek korszerű kezelésének fejlesztésére. MASZESZ Hírcsatorna, 2006 március-április, 5-9 oldal.

Köszönöm a megtisztelő figyelmet!