Regionális szennyvíz rendszerek befogadó vízminőségére gyakorolt hatásai: Szennyvíz agglomerációkra vonatkozó EU követelmények és hazai szabályozás

CSATORNÁZÁS: NYITOTT ANYAGÁRAM LÉTREHOZÁSA VÍZKIVÉTEL FOLYÓ SZENNYVÍZ SZENNYEZETT FOLYÓ CSATORNÁZÁS: A TELEPÜLÉST (TALAJT, TALAJVIZET) MENTESÍTJÜK A SZENNYEZÉSTŐL, DE VALÓJÁBAN CSAK ÁTHELYEZZÜK A PROBLÉMÁT A FELSZÍNI VIZEKBE...

A SZENNYVÍZTISZTÍTÁS MEGOLDJA A PROBLÉMÁT? CO2 SZENNYVÍZTISZTÍTÓ ISZAP CÉL: BIOLÓGIAILAG BONTHATÓ SZERVESANYAGOK (BOI5) ELTÁVOLÍTÁSA  FOLYÓK OXIGÉN HÁZTARTÁSA HELYREÁLL

Felszíni vizek minőségének meghatározója: 96% külföldi eredet Folyók sokévi középvízhozama (m3/s)

Felszíni vizek minősége (osztályozás az MSZ 12749 szerint) Oxigén háztartás Tápanyagok Bakteriológia Mikroszennyezők

Tápanyagterhelés miatt kockázatos vizek 2005-ös Nemzeti Jelentés: a felszíni víztestek (890 vízfolyás és 220 állóvíz) kétharmada, 2006. évi felülvizsgálata után: a víztestek több mint fele.

Photos (P.Pomogyi, F.Szilágyi)

Városi szennyvíz irányelv (91/271/EGK) Szükséges fejlesztések Teljesítési határidők (átmeneti mentesség Magyarország számára) 1998 vége (2008) 2000 vége (2010) 2005 vége (2015) Csatornázás >10 000 LEÉ, érzékeny >15 000 LEÉ, normál & kevésbé érzékeny > 2 000 LEÉ, mindenütt Biológiai tisztítás   > 2 000 LEÉ, mindenütt Tápanyag eltávolítás > 10 000 LEÉ, érzékeny - Ha a csatornán összegyűjtött szennyvíz 2000 LEÉ-nél kisebb településen történik a fentiek vagy egyéb megfelelő tisztítási technológia alkalmazása szükséges

91/271/EGK (Városi szennyvíz Irányelv) hatálya A 2000 lakosegyenérték feletti településekre tartalmaz előírást, Nem kizárólagos megoldásként javasolja a hagyományos, közműves szennyvízelvezetési és tisztítási gyakorlat alkalmazását. Azokon a településeken, településrészeken, ahol ez nem jelent környezetvédelmi szempontból előnyt, vagy pedig a beruházási és üzemeltetési költségek túlzottan megnőnének, a hagyományos rendszerekkel egyenértékű megoldások is alkalmazhatók.

Nemzeti Települési Szennyvízelvezetési és -tisztítási Megvalósítási Program 25/2002. (II. 27.) rendelet (illetve az azt többször módosító 30/2006 (II. 8.) kormányrendelet) kijelölte azokat a szennyvíz-elvezetési agglomerációkat, melyek területén a csatornázást és az összegyűjtött szennyvizeknek az agglomerációk központjában történő tisztítását az EU követelményeknek megfelelően, négy ütemben kell végrehajtani. A nemzeti program B részeként a 174/2003. (X. 28.) számú, a közműves szennyvízelhelyező és –tisztító művel gazdaságosan el nem látható területekre vonatkozó Egyedi Szennyvízkezelési Nemzeti Megvalósítási Programról szóló kormányrendelet lehetőséget biztosít a szakszerű egyedi (nem közműves) szennyvízkezelés és elhelyezés alkalmazására.

A Szennyvíz program „A” és „B” komponensébe tartozó települések, figyelembe véve a korábbi, 163/2004. (V. 21.) és a legutóbb módosított 30/2006. (II. 8.) rendeletek előírásait Méret kategória Összes tele-pülés Csator-názott* (2004) „A” program „B” program 163/ 2004. 30/ 2006. >100 000 9 8 10 000 – 100 000 132 79 5 000 – 10 000 136 71 135 1 2 000 – 5 000 518 230 514 515 4 3 1 000 – 2 000 664 268 492 424 172 240 600 – 1 000 520 152 359 284 161 236 300 – 600 620 162 378 315 242 305 0 – 300 531 82 271 197 260 334 Összesen 3130 1052 2290 2012 840 1118 *Csatornázottnak tekintettük a települést ha a bekötött és nem bekötött lakások aránya együttesen elérte a 80%-ot.

Szennyvízelhelyezés (”Szennyvíz Program”)

1990 2003 2015

Emisszió szabályozás - elvi megfontolások A vízminőség szabályozás alapját képező vízminőségi határértékeknek két típusa ismeretes: az elfolyó, tisztított szennyvizekre (emissziós határérték, effluent standards), a befogadóra vonatkozik (immissziós vagy befogadó határérték, stream standards vagy ambient water quality criteria). Gyakorlat: együttesen alkalmazás, a kibocsátott tisztított szennyvizekre vonatkozó emissziós határértékek általában a gazdaságosságot is figyelembe vevő, technológiai határértékek, mint minimum követelmények; Ha a befogadó minőségi határértéke nem tartható, terhelhetőségi számítások alapján szigorúbb elfolyó víz előírást vagy tisztítási követelményt kell alkalmazni.

91/271 EGK: A biológiai tisztítással szembeni kívánalmak Paraméter Koncentr. a tisztított szennyvízben Eltávolítás BOI5(20oC-on) 25 (mg/l) 70-90 (%) KOI 125 (mg/l) 75 (%) Összes lebegőanyag >10 000 LEÉ 35 (mg/l) 90 (%) 2000-10000 LEÉ 60 (mg/l) 70 (%) 91/271 EGK: A biológiai tisztítással szembeni kívánalmak A tápanyag eltávolítással szembeni kívánalmak („érzékeny terület”) Paraméter Koncentr. a tisztított szennyvízben Eltávolítás ÖP 10 000-100 000 LEÉ 2 (mg/l) 80% >100000 LEÉ 1 (mg/l) ÖN 15 (mg/l) 70-80% 10 (mg/l)

Hazai szabályozás: 28/2004. (XII. 25.) KvVM rendelet „A vízszennyező anyagok kibocsátásaira vonatkozó határértékekről és alkalmazásuk egyes szabályairól” A rendelet kétféle típusú határértéket tartalmaz: Technológiai határérték: egyes gazdasági, háztartási, település-üzemeltetési tevékenységek általi szennyvíz kibocsátásra a rendelet 1. számú melléklet szerint megállapított vízszennyező anyag kibocsátási koncentráció, vagy fajlagos kibocsátási érték. Területi határérték: a vízszennyező anyag közvetlen bevezetésére, a vízminőség-védelmi területi kategóriák figyelembevételével a rendelet 2. számú melléklete szerint megállapított kibocsátási koncentráció érték. Ezen felül, a hatóságoknak lehetőségük van egyedi elbírálás alapján a határértékek szigorítására vagy enyhítésére. Az egyedileg megszabott határértékek minimális és maximális értékeinek tartományát az 5. számú melléklet adja meg.

A határértékek alkalmazását a 220/2004. (VII. 21. ) Korm A határértékek alkalmazását a 220/2004. (VII. 21.) Korm. Rendelet szabályozza: „A felügyelőség a kibocsátási határértéket a technológiai határérték és a területi határérték alapján határozza meg a következők szerint: ha a tevékenységre van technológiai kibocsátási határérték, akkor kibocsátási határértéknek azt kell előírni; ha a tevékenységre vagy a kibocsátásra jellemző szennyező anyagok közül egy adott szennyező anyagra nincs technológiai határérték, akkor a vonatkozó területi határértéket kell előírni kibocsátási határértéknek.”

Komponens I. II. III. IV. V. VI. A 3/1984 (II.7.) OVH számú rendelet határértékei a hat területi kategóriában Komponens I. II. III. IV. V. VI. pH 6,5 8,5 9 6-9 5-10 KOICr g/m3 50 75 100 150 NH4-N g/m3 1,56 3,89 23,33 7,78 NO3-N g/m3 9,03 11,29 18,06 - TP g/m3 1,8 2 ANA det. g/m3 5 CCl4 extr. g/m3 10 Lebegőanyag, g/m3 200 500

Területi kategóriák (érzékeny és sérülékeny területek)

A 9/2002 (III.22.) KöM-KöViM rendelet fontosabb határértékei a három kategóriában Komponens Kiemelt (régi I.) Érzékeny (régi II.) Normál (régi III-VI.) pH 6,5-8,5 6,5-9 6-9 KOICr g/m3 50 75 150 BOI5 g/m3 15 25 NH4-N g/m3 2 5 10 Összes N g/m3 30 Összes P g/m3 0.7 CCl4 extr. g/m3 Lebegőanyag, g/m3 35 100 200

A 28/2004. (XII. 25.) KvVM rendelet fontosabb határértékei a három+1 kategóriában Komponens Kiemelt (régi I.) Érzékeny (régi II.) Időszakos vízfolyás Normál (régi III-VI.) pH 6,5-8,5 6,5-9 KOICr g/m3 50 100 75 150 BOI5 g/m3 15 30 25 NH4-N g/m3 2 10 5 20 Összes N g/m3 35 55 Összes P g/m3 0.7 Oldószer extr. g/m3 Lebegőanyag, g/m3 200

kiváló állapot: jó állapot: közepes állapot: gyenge állapot: Víz Keretirányelv: Cél a „Jó ökológiai állapot” elérése 2015-ig minden felszíni víztestre kiváló állapot: A biológiai és a hidrológiai, hidromorfológiai elemek közel azonosak a referencia állapottal. A fizikai és az általános kémiai jellemzők nem jeleznek emberi beavatkozást. A szennyező-anyagok koncentrációja megfelel a természetes háttérértékeknek, szintetikus anyagok nem mutathatók ki. jó állapot: A referencia állapothoz képest enyhe torzulások a biológiai elemek összetételében, esetleg plankton virágzás, nincs bakteriális terhelés. A hidrológiai, morfológiai, fizikai állapot megfelel a fentieknek. Kémiai komponenesek koncentrációja kisebb, mint a környezetminőségi határérték. közepes állapot: A referencia állapothoz képest közepes eltérések. Bakteriális telepek és alacsonyabb diverzitás. gyenge állapot: A zavartalan állapothoz képest jelentős átalakulások a biológiai közösségek összetételében. rossz állapot: A zavartalan állapothoz képest komoly átalakulások, a biológiai közösségek jelentős csoportjai hiányoznak.

Jó- és közepes állapot évi átlagra vonatkozó határértékei (Javaslat, BME 2007) Komponens Hegy/dombvid.-i kisvízfolyások (1,2,3,4,5,8,9 típusok) Hegy/domb.-i közepes és nagy folyók (6,7,10 típusok) Síkvidéki kisvízfolyások (11,12,15,16,17 típusok) Síkvidéki közepes és nagy folyók (13,14,18, 19,20) Síkvidéki, szerves mederanyagú vízfolyások (21, 22 típusok) Vezetőképesség (μS/cm) 300 (szilikátos) 900 (meszes) 600 700 900 Oxigén telítettség* (%) 80 - 100 70 - 110 60 - 110 70 – 110 BOI5 (mg/l) 4 5 6 KOIcr (mg/l) 20 22 25 40 NH4-N (mg/l) 0.3 0.4 0.5 NO2-N (mg/l) 0.05 NO3-N (mg/l) 3 Összes N (mg/l) PO4-P (mg/m3) 100 (50**) 150 (80**) Össz. P(mg/m3) 200 250 400 300 * Oxigén telítettség: 90%-os (felső határ) és a 10%-os (alsó határ) tartósságú koncentráció (Ha a mintaszám < 10/év, akkor a minimum – maximum értékek) ** Tározásra kerülő vízfolyásoknál, ha a tartózkodási idő a 10 napot elér

Új szempontok: az EU VKI figyelembe vétele A Városi Szennyvíz Irányelvben (91/271 EGK) előírt komponensekre a lakosegyenértéktől függő tisztított szennyvíz határértékek, illetve tisztítási hatásfokok minimum feltételként történő alkalmazása, minden szennyvíztisztító telepre (A minimum követelmények kiterjesztendők a 2000 lakosegyenérték alatti tartományra is (a 28/2004 (XII. 25.) KvVM rendelet 1. sz. mellékletének megfelelően); A kibocsátott tisztított szennyvíz előírásokat terhelhetőségi számítások alapján kell megállapítani, valamint több komponensre is kiterjeszteni, és amennyiben a VKI által előírt, a befogadóra vonatkozó, víztípustól függő vízminőségi célállapot (jó ökológiai és kémiai állapot) nem teljesül, szigorítani; Ha a kibocsátás közvetlen vagy közvetett módon állóvízbe történik, a kritériumokat az állóvíz terhelhetősége alapján kell előírni. Egyes komponensekre területi érvényességgel is alkalmazható határérték (pl. Összes P-ra a Balaton vízgyűjtőn 0.7 mg/l elfolyó víz határérték); A terhelhetőség vizsgálatát a vízjogi engedélyezés során el kell végezni, a VKI szerinti vízgyűjtő gazdálkodási tervek (VGT) készítésével összhangban (379/2007 (XII.23) Korm.rend.).

Definíció a tervezéshez: A terhelhetőség, vagyis az a „tartalék”, ami a befogadó öntisztulását figyelembe véve, a meglévő (kiinduló) állapot és a célállapot között egy adott vízfolyás esetében – kémiai értelemben – rendelkezésre áll, a mértékadó vízhozam és a befogadó vízminőségi (immissziós) határérték szorzatából áll elő. Mind a kiindulási, mind pedig a tervezett, jövőbeli állapotot befolyásolja a vizsgált, szabályozandó szennyvízkibocsátás mellett meglévő egyéb (pontszerű, diffúz és felvízről érkező) szennyező források megléte.

TERHELHETŐSÉG Ökológiai értelmezés Emisszió → Transzmisszió → Immisszió (VKI!) Mi a mértékadó (jellemző állapot) a befogadóban? Átlag, medián, 90%-os tartósság, MAC Vízhozam Monitoring Pontosság, megbízhatóság

Hogyan tudjuk figyelembe venni a mederbeli lebomlás (visszatartás) hatását? Mértékadó vízhozam (stacionárius állapot) Azonnali elkeveredés (keskeny folyó) x=0, C=C0 kezdeti feltételt alkalmazva a szennyezőanyag folyás irányú koncentrációja elsőrendű kinetikát feltételezve: C(x) = C0 exp (-k x/vx) k a lebomlás sebességét jellemző kinetikai állandó, vx a vízfolyás középsebessége. Ch - a bevezetés feletti háttér koncentráció, Q - a befogadó (terhelési állapot szempontjából mértékadó) vízhozama, Csz - a szennyvíz minőségét jellemző koncentráció, q - a szennyvíz hozama C0 számítása:

Szennyvízbevezetések vízminőségi hatása azonnali elkeveredés és első rendű kinetika szerinti lebomlást feltételezve (egyszerű vízminőségi modell)

BOI O2 TERHELÉS O2 BEVITEL ÜLEPEDÉS Streeter & Phelps (1925)

SZENNYVÍZ- BEVEZETÉS HATÁSA

Szennyvíztisztítás A leggyakrabban alkalmazott szennyvíztisztítási technológiák: Relatív költségek és tisztítási hatásfokok Technológia Rel. költségek Tisztítási hatásfok (%) N formák az elfolyóban (%) Ber Üzem BOI ÖN ÖP NH4 NO3 Mechanika 1.0 30 5 15 100 M + Kicsapatás 1.09 1.5 55 75 Nagyterhelésű biológia 1.40 1.7 92 25 Kisterhelésű biológia 1.70 2.0 95 Nagyterhelésű Bio + P 1.45 90 Kisterhelésű Bio + P 1.75 2.3 NB +P +részleges N 1.95 2.4 60 NB + P + teljes N 2.40 3.0 85

Szennyvíztisztítók (2015)

B (technológiai határérték) Jó állapot kritériumát meghaladó koncentráció növekmény a befogadó víztestben Szv. víz kib. (db) 2004 Jelenlegi állapot (2004) Sz.víz kib. 2015 A (területi határérték) B (technológiai határérték) BOI KOI ÖN ÖP DUNA 317 18 16 30 77 313 23 21 43 117 28 26 51 133 TISZA 256 14 13 52 378 32 126 20 38 144 DRÁVA 37 2 7 41 3 8 4 BALATON 31 1 6 10 ORSZÁG 641 33 53 142 858 42 81 257 47 96 295

Várható (alap) forgatókönyv Kedvezőtlen (pesszimista) forgatókönyv Magas tápanyag (P) koncentráció miatt kockázatos felszíni víztestek száma jelenleg és az alapintézkedések megvalósítása után Fővíz-gyűjtő összes víztest Jelenlegi állapot (2004) Várható (alap) forgatókönyv Kedvezőtlen (pesszimista) forgatókönyv db % DUNA 402 216 54% 237 59% 270 67% TISZA 319 163 51% 214 243 76% DRÁVA 90 33 37% 36 40% 41 46% BALATON 87 39 45% 37 43% 51 ORSZÁG 898 451 50% 524 58% 605

Vízminőségi hatások, a szennyvíztisztítási technológia megválasztása Konklúziók: Vízminőségi hatások, a szennyvíztisztítási technológia megválasztása Hígulás (befogadó/szennyvíz hozam aránya, Q/q) a vízminőségi hatás szempontjából (oxigén viszonyok) meghatározó. A szennyvíztelepeken nitrifikáció előírása fontos, dombvidéken Q/q<30, síkvidéken Q/q <100, pangó víznél Q/q <200 esetén. P határérték nem csak a kijelölt „érzékeny” területeken szükséges, hanem minden tápanyag miatt kockázatos felszíni víz befogadónál. A technológia előírásánál a befogadó érzékenységét, állapotát (kockázat) figyelembe kell venni, nem minden esetben elegendő a meglévő (területi és technológiai) határértékek alkalmazása! (estenként pedig túl szigorú az előírás)

Szennyvízkibocsátás engedélyezése a VKI (befogadó célállapot) szerint Víztest jelenlegi állapota Célállapot Megengedhető terhelés meghatározása Eléri a célállapotot? Emissziós határérték szigorítása Szükséges terhelés csökkenés meghatározása A diffúz terhelések csökkentésével elérhető a célállapot? A szennyvíztisztító működésbe lépése után is elérhető a célállapot? Van-e egyéb, tervezett (új) szennyvíztisztító telep a víztesten? igen nem A tisztítási követelmény megfelelő, kibocsátási engedély kiadható nincs A meglévő pontforrások szabályozásával elérhető a célállapot? A felvízi vízminőség javításával elérhető a célállapot? A szennyvízbevezetés engedélyezése csak derogáció esetén van

Vízszennyezés csökkentése: Túr vízgyűjtő

Vízszennyezés csökkentése: szervesanyag, tápanyagok Települési szennyvizek kezelése A: a szennyvízprogram szerint B: alternatív (meglévő telepek fejlesztése, de minimális csatornázás, helyette szakszerű egyedi szennyvíz elhelyezés) Meglévő telepek rekonstrukciója (korszerűsítés, P eltávolítás, iszapkezelés)

Vízszennyezés csökkentése: szervesanyag, tápanyagok Öreg –Túr: rossz vízminőség Oldott oxigén (mg/l) Összes foszfor (mg/l)

Vízszennyezés csökkentése: szervesanyag, tápanyagok Öreg –Túrba torkolló csatornák (ÖP, tonna) Megengedhető terhelés

Vízszennyezés csökkentése: szervesanyag, tápanyagok Települési szennyvizek kezelése A: a szennyvízprogram szerint B: alternatív (meglévő telepek fejlesztése, de minimális csatornázás, helyette szakszerű egyedi szennyvíz elhelyezés) Terv: Csatornázás (6 település) Új szennyvíztisztítók (2) Folyékony hulladék kezelők (2)

Vízszennyezés csökkentése: szervesanyag, tápanyagok Települési szennyvizek kezelése A: a szennyvízprogram szerint B: alternatív (meglévő telepek fejlesztése, de minimális csatornázás, helyette szakszerű egyedi szennyvíz elhelyezés) Alternatív: Egyedi, természet-közeli szennyvíztisztítás

Egyszerű oldómedence és hagyományos (szikkasztásra alkalmas helyi talajban kialakított) dréncsövezett szikkasztó rendszer Bővített oldómedence, kis mélységű, homokkal töltött árkos szikkasztó rendszer és adagoló szivattyú Bővített oldómedence, homokszűrő és dombként kiemelkedő rendszer, adagoló szivattyúkkal

www.vizeink.hu: Esettanulmányok, módszertani útmutató (terhelhetőség) SZENNYVÍZTISZTÍTÁS, SZENNYVÍZELHELYEZÉS Nemzeti szennyvíz program – VKI szempontjából felülvizsgálandó! Befogadó terhelhetősége, költségek Alternatív megoldások kistelepüléseken A – regionális szennyvíz rendszer B – lokális, egyedi (házi) szvtt-k Példa: Kállay vízgyűjtő (2 víztest) www.vizeink.hu: Esettanulmányok, módszertani útmutató (terhelhetőség)

A 174/2003. (X. 28.) kormányrendelet meghatározza az egyedi szennyvízkezelés három eszközét: egyedi szennyvízelhelyezési kislétesítmény (a), egyedi szennyvíztisztító kisberendezés (b), egyedi zárt szennyvíztároló létesítmény (c), Szikkasztás feltételei – felszín alatti vizek védelme: Tilos a talaj, mint befogadó használata (i) 33/2000. (III. 17.) Korm. rendelet szerinti „A” Fokozottan érzékeny területek c) pontja szerinti karszt és d) pontja, illetve a „B” Érzékeny területek c) pontjában meghatározott, a 123/1997. (VII. 18.) Korm. rendelet szerinti vízbázis védőterületeken, (ii) környezetvédelmi szempontból kijelölt érzékeny felszíni vizek partvonalától számított 250 m szélességű területein, (iii) és a magas talajvízállású területeken

Fajlagos beruházási költségek a település lakosszámának függvényében

Hagyományos szennyvíz gyűjtési, tisztítási és elhelyezési megoldások Építési és működési költségek különböző rendszereknél Költség /alternatíva Hagyományos szennyvíz gyűjtési, tisztítási és elhelyezési megoldások Szennyvizek szétválasztását, (részben) újrahasznosítását biztosító újszerű, innovatív megoldások Gravitációs és nyomás alatti csatorna + központi szvtt. Egyedi kislétesítmény: oldómedence + szikkaszt. Zárt tároló, szállítás tengelyen a központi szennyvíz telepre Szürke szennyvíz helyi tiszt., fekete szennyvíz központi (anaerob) tisztítása Komposzt WC, sötét szürke szv. oldómed.+ szikkaszt. Vákuumos csatornarendszer zárt tároló, szállítás tengelyen Beruházási költség (eFt/ház) 800 – 2 000 500 – 750 150 – 300 900 – 1 700 600 – 800 800 – 1 000 Üzemelt., fennt., amort.(eFt/év/ház) 30 – 90 15 – 20 350 – 450 35 – 55 80 – 100 35 – 40 Egysz. önköltségi szennyvízdíj (Ft/m3) 300 – 600 100 – 150 2500 – 3000 250 – 400 500 – 700 200 – 300 A költségek egy 500 – 1000 fő lélekszámú, síkvidéki településre, 4 fő/ház és 100 l/fő/nap fajlagos vízfogyasztás esetén értendők

Szennyvízdíjak alakulása (relatív összehasonlítás) Szakszerű egyedi szennyvíz elhelyezés Csatornázás, természetközeli (gyökérmezős) szennyvíztisztító telep Csatornázás, hagyományos biológiai szennyvíztisztító telep Csatornázás, hagyományos biológiai szennyvíztisztító telep, P eltávolítással kiegészítve Csatornázás, hagyományos biológiai szennyvíztisztító telep, P eltávolítással és nitrifikációval kiegészítve Csatornázás, hagyományos biológiai szennyvíztisztító telep, P eltávolítással, nitrifikációval és denitrifikációval kiegészítve Egyedi Term. közeli Biol. Biol+P Biol+P+Nitr Biol+P+ Nitr+deN A_település-500fő 1,00 2,67 3,06 3,36 3,78 4,36 B_település-1000fő 2,47 2,98 3,23 3,61 4,10 C_település-2000fő 2,39 2,72 2,93 3,31 4,07 D_település-5000fő 2,00 2,18 2,31 2,54 2,99

Javaslat a települési szennyvizek gyűjtésének, tisztításának és elhelyezésének módjára (BME, 2006)