PTE PMMK Környezetmérnöki Szak (BSC) Iszapszerű hulladékok kezelése és biogáz hasznosítás 4. előadás és gyakorlat Szennyvíziszapok kondicionálása, feltárása fertőtlenítése Dittrich Ernő egyetemi adjunktus mb. tanszékvezető PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék Pécs, Boszorkány u. 2. B ép. 039. dittrich@witch.pmmf.hu

Kondicionálás Célja: iszap felhasználásának (hasznosítás vagy lerakás) előkészítése vagy további kezelési lépcső működésének elősegítése, gazdaságosabbá tétele. Célok lehetnek: További víztartalom csökkentés Könnyen bomló szerves anyagok stabilizálása Patogének, baktériumok elpusztítása, csökkentése Szerves anyag feltárás (biodegradálhatóság fokozása) Sűríthetőség, vízteleníthetőség javítása

Főbb kondicionálási, feltárási eljárások Fizikai: Mechanikai Pasztörizálás, termikus kondicionálás Ultrahangos kondicionálás Iszap mosatás Elektromos kondicionálás Mikrohullámú kondicionálás Kémiai: Szerves vegyszerekkel történő kondicionálás (polielektrolitok) Szervetlen vegyszerekkel történő kondicionálás (fém-sók, mész) Oxidáció Termo-kémiai stabilizálás Biokémiai: stabilizálás Enzimatikus Aerob stabilizálás Termofil Komposztálás Anaerob stabilizálás (rothasztás)

Főbb fizikai eljárások

Mechanikai feltárás Célok: Biodegradálhatóság fokozása Mikroorganizmusok roncsolása Pehely méret csökkentés Vízteleníthetőség javítása Habképződési hajlam csökkentése Viszkozitás csökkentés Rothasztás előtt a biogáz kihozatal fokozása és a szilárd maradék mennyiség csökkentése

Mechanikai feltárási eljárások előnyei egyszerű üzemeltetés viszonylag alacsony beruházási költség nincs káros anyag keletkezés illetve kibocsátás növeli az enzim aktivitást és a gázkihozatalt csökken a rothasztóból kijövő iszap száraz anyag tartalma javul a vízteleníthetőség dezintegrálja a flokkokat és sejteket csökkenti a habképződést a rothasztóban csökkenti az iszap viszkozitását

Mechanikai feltárási/kondicionálási eljárások aprítók malmok nagynyomású ütköztető berendezések rotoros eljárás nagynyomású homogenizátorok centrifugák (legelterjedtebb, legjobb hatásfok/energia/költség arányok)

Fajlagos energia igény Ahol: P: alkalmazott motor teljesítmény (W) t: feltárási idő (s) V: kezelt iszap térfogat (m3) x: iszap LA koncentrációja (kg.sza/m3)

Feltáró centrifugák üzemi tapasztalatai Metán kihozatal növekedés a rothasztóban 11 – 100% Iszap viszkozitás csökkenése: kb. 6% Energia igénye 100-200 kJ/kg.sz.a. Fordulatszám: kb 3000 1/perc

Mechanikai feltárók lehetséges elhelyezési alternatívái

Macerátor Cél: szálas anyagok leválasztása az iszapból (általában rothasztó előtt) Működés: a szilárd részeket egy zárt térben lévő, kb 3000-es percenkénti fordulatszámmal pörgő penge ledarálja időtartama mindössze kb. 10 másodperc csaknem zajtalan szivattyúhoz hasonló kialakítás

Ultrahangos feltárás Előnyei: Könnyű telepítés Egyszerű üzemeltetés Javítja a biodegradálhatóságot (biogáz kihozatalt) Max. 6%-al csökkenti a száraz anyag tartalmat a rothasztóból elfolyó iszapban 10-30%-al növeli a biogáz kihozatalt Hátrányai: Energia igény többlet és a biogáz kihozatal energia többlete általában kb. azonos Nagyon nagy energia igényű A pelyheket roncsolja de a sejteket csak nem

Ultrahangos feltáró működése, elhelyezési lehetőségei

Termikus kondicionálás Előnyei: olcsó az üzemeltetése ha hulladék-hő hasznosításra épül javítja a gázkihozatalt a rothasztóban patogéneket inaktiválja javítja az iszap vízteleníthetőségét (akár 50% sz.a. tartalom érhető el gépi víztelenítéssel!) csökkenti az illó szerves hányadot Hátrányai: A fűtőfelületen nagymennyiségű mérgező dioxin keletkezik, mely rontja a rothasztás hatékonyságát és maradékanyagként az iszapban halmozódik fel. Az eljárás során a biomassza enzimjei is megsemmisülnek, bár ez orvosolható külön körben szabályozott recirkulációs visszaoltással. Eróziós problémák Szag problémák Magas beruházási költség Technológiai adatok: kontakt idő: 0,5-1 h Üzemi hőmérséklet: 160-180 C° A rothasztással egybekötve ismert eljárások Cambi és BioThelys.

Pasztörizálás A termikus kondicionálásnál alacsonyabb az üzemi hőmérséklet (60-80 C°) Kontakt idő 15-30 perc Jelentősen csökkenti a patogének mennyiségét Hulladék-hő alkalmazása esetén gazdaságos

Mikrohullámú kondicionálás Frekvencia: 2450 MHz Magas tarózkodási idő igény A bevitt energia egy része hővé alakul (kb. 120 C°) Javítja a rothasztóban a gázkihozatalt Roncsolja a flokkokat és a sejteket egyaránt Nem eléggé kiforrott technológia még A termikus eljárásoknál energia hatékonyabb

Elektromos feltárás Az iszapot pulzáló elektrosztatikus térbe vezetik (20-30 kV) és ezzel érik el az iszap feltárását. Előnye: a rövid kontakt idő Hátrányai: nagyüzemi méretekben még nem kiforrott nagy az elektromos energia igénye

Iszap mosatás a víztelenítési szűrési ellenállás javítását szolgálja a mosatás a finom kolloidok kimosását illetve kioldását eredményezi hatása a felhasználandó vegyszer csökkenését is eredményezi nagyon ritkán alkalmazott eljárás

Főbb kémiai eljárások

Kondicionálás kémiai oxidációval Alkalmazott oxidáló szerek: Ózon Hidrogén-peroxid Oxigén Hátrányok: Magas költség Jelentős pH-eltolódás Előnyök: Csökkenti a rothasztó terhelését

Meszes kondicionálás Mész adagolás hatására hő fejlődik, mely csökkenti a patogényeket az iszapban pH lúgos irányba tolódik el Javul a vízteleníthetőség Csökken a rothadó képesség és a bűzhatás Kis és közepes telepeken az átmeneti tárolás előtt tipikus eljárás

Biokémiai kondicionálás – stabilizálás (rothasztás külön előadásban!)

Enzimatikus feltárás/kondicionálás Enzimkészítményekkel, gombákkal való beoltással végzik az iszap feltárását Előnyök: Egyszerű eljárás Viszonylag olcsó Hátrányok: Nagy tartózkodási idő igény Stabil üzemi környezet biztosítása szükséges Stabil szubsztrát ellátás szükséges

Aerob stabilizálás Levegőztetett kevert reaktorban történik a stabilizáció Energia igény: 100 W/m3 Elrendezési lehetőségek: Történhet az eleveniszapos eljáráson belül (iszapkor 20-24 nap) Külön reaktorban Elrendezés: elősűrítő – aerob stabilizáló – utósűrítő Max. 35000 Leé-ig javasolt Előnyök: Szerves anyag tartalom 30-35%-al csökken Iszap térfogat 25-30%-al csökken Hőmérséklet emelkedéssel jár a folyamat így a patogének is jelentősen csökkennek (55-60 C°) Egyszerű kialakítás, és üzemeltetés Hátrányok: Magas energiaigény Jelentős reaktor térfogat Nagy tartózkodási idő: 20 nap

További stabilizációs eljárások Komposztálás (külön előadásban!) Aerob stabilizáció Alacsony víztartalom mellett Általában gépi víztelenítés után Mezőgazdaságban hasznosítható végtermék Rothasztás (külön előadásban) Anaerob stabilizáció Magas tartózkodási idő Biogáz hasznosítási lehetsőég

Felhasznált irodalom Dr. Benedek Pál, Valló Sándor: Víztisztítás- szennyvíztisztítás zsebkönyv. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1990. Dr. Juhász Endre (2002): ÚTMUTATÓ - A TELEPÜLÉSI SZENNYVÍZISZAP TELEPI ELŐKEZELÉSÉHEZ. MI-10-127/2: Településekről származó szennyvizek tisztító telepei: A szennyvíz és szennyvíziszap mennisége, minősége és befogadó terhelhetősége. Műszaki Irányelv OVH 1984. Dr. Öllős Géza (1993): Szennyvíztisztítás II. BME Mérnöktovábbképző Intézet. Budapest 1993. Nagy Tamás (2011): A bonyhádi szennyvíztisztító telep iszapvonalának felülvizsgálata, iszapsűrítő műtárgy tervezése. Szakdolgozat. PTE-PMMK Környezetmérnöki Szak 2011. Németh Nóra: A GÉPI ISZAPKEZELÉS LEHETŐSÉGEI ÉS AZ EHHEZ KAPCSOLÓDÓ TAPASZTALATOK http://www.hidrologia.hu/vandorgyules/26/6szekcio/Nemeth_NoraOK.htm Barótfi István (szerk): Környezettechnika – A szennyvíziszap kezelése http://www.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tkt/kornyezettechnika-eloszo/ch04s07.html Németh Zs. – Kárpáti Á.: Anaerob iszaprothasztás intenzifikálása ultrahanggal. Négy éb üzemi tapasztalatai a bambergi tisztítóműben. Maszesz Hírcsatorna 2009. 5.-6. P. Foladori et al: Sludge Reduction Technológies in Wastewater Treatment Plants. IWA Publishing, New York, 2010.

Köszönöm a megtisztelő figyelmet!