BME Környezettechnika - 2014 Szennyvíztisztítás membrántechnológiával MBR technológia MÉRETEZÉSEK Serény József

MBR technológia dióhéjban Szelektoros biológiai tisztítás 10 g/l > iszapkoncentráció, 25 d > iszapkor Fázisszétválasztás ülepítés helyett ultraszűréssel: pórusméret 0.04-0.08 µm, kívülről befelé áramló tökéletes szűrés, kiváló vízminőség, lebegőanyag teljes visszatartása, baktériumok teljes, vírusok csaknem teljes visszatartása, Nincsenek ülepíthetőségi korlátok: 3-4-szeres iszapkoncentráció, kis reaktor térfogatok Bemerülő membránok: fázisszétválasztás az utolsó bioreaktorban, kompakt telepkialakítás

ZENON ZW® MBR rendszer folyamatábra

MBR Tervezés Alapadatok meghatározása Szennyvíz előtisztítás méretezés Rács méretezés Homokfogó méretezés Finomszűrő méretezés MBR tervezés - méretezés Biológiai szelektorok méretezése Membrán szűrés méretezése Iszapkezelés tervezés - méretezés Iszapsűrítés méretezése Iszapvíztelenítés méretezése MBR jellemzők, összefoglalás

1. Alapadatok meghatározása Lakossági adatok, ipari jellemzők – LEÉ (PE) lakosegyenértékszám Szennyvízmennyiségek Napi átlagos szennyvízmennyiség (ADF) m3/d Órai csúcsterhelés (PHF) (m3/h) Mechanikai tisztítás órai terhelése (m3/h) Biológiai tisztítás órai terhelése (m3/h) Terhelési adatok meghatározása (LOAD) (kg/d) KOIcr, BOI5, NH4-N, TN, TP, TSS Befogadó – határértékek Vízminőségi határértékek (mg/l) Hulladék és iszapelhelyezés jellemzők (% szárazanyag tartalom) 5

1.1 Kommunális szennyvíz paraméterek ATV-A-131 g/PE 200 l/PE 150 l/PE 125 l/PE BOD 60 300 400 480 g/m3 COD 120 600 800 960 g/m3 TS 70 350 450 550 g/m3 TKN 11 55 72 88 g/m3 TP 1,8 9 12 15 g/m3 pH 6,5 – 9 T Tmin<12°C T=12°C Tmax <40°C SZOE < 30-40 g/m3 SZOE > 40-50 g/m3

1.2 Magyarországi határértékek Területi kategória: 1 2 3 4 (g/m3) KOI 50 75 75 150 BOI5 15 25 25 50 TS (lebegőanyag) 35 100 35 200 TP 0,7 2 5 10 TN 15 30 25 50 NH4-N 2 5 5 10 SZOE 2 5 5 10 pH 6,5-8,5 6,5-9 6-9 6-9 28/2004 korm. rendelet szerint

1.3. Mintapélda alapadatai LEÉ (PE) lakosegyenértékszám: 25000 PE Szennyvízmennyiségek (fajlagos vízmennyiség: 132 L/PE) Napi átlagos szennyvízmennyiség (ADF) 3300 m3/d Órai csúcsterhelés Mechanikai tisztítás órai terhelése 450 (m3/h) Biológiai tisztítás órai terhelése (PHF) 330 (m3/h) Terhelési adatok meghatározása (LOAD) (kg/d) KOIcr, BOI5, NH4-N, TN, TP, TSS napi terhelések – következő oldal Befogadó – határértékek Vízminőségi határértékek: időszakos vízfolyás 3. kategória szerint egyedi szigorítással Víztelenített iszap szárazanyag tartalom: 20% 8

1.4 Mintapélda alapadatai – terhelési adatok Paraméter Nyers szennyvíz Mechanika után mg/l – kg/d mg/l – kg/d KOI cr 911 - 3006 - BOI5 455 - 1500 430 - 1418 NH4-N 56 - 185 56 - 185 TKN 83 - 274 83 - 274 TP 14 - 46 14 - 46 TSS 530 – 1750 482 - 1592 9

1.5 Mintapélda határértékek - tervezett értékek határérték tervezett érték (g/m3) KOI 75 150 BOI5 15 5 TS (lebegőanyag) 35 5 TP 2 1 TN 15 15 NH4-N 2 1 SZOE 2 2 pH 6,5-8,5 6,5-8,5

2.1 MÉRETEZÉSEK, mechanikai tisztítás Rács méretezés: - Hidraulikai terhelés óracsúcsra: 450 m3/h - Méretezés: megengedett sebességre: 0,8 m/s - Méretezési értékek: - rácspálca pálcaköz: 6 mm - megengedett vízmélység rács után: 0,4 m - visszaduzzadás a rács előtt: 0,25 m - Eredmény: 1db 0,6 m széles gépi rács

2.2 MÉRETEZÉSEK, mechanikai tisztítás Homokfogó méretezés: - Választott homokfogó: légbefúvásos hosszanti zsír - olajfogással - Hidraulikai terhelés óracsúcsra: 450 m3/h - Méretezés: tartózkodási időre: 10 perc - Méretezési értékek erdmények: - szükséges térfogat: 60 m3 - homokfogó szélesség: 1 m - zsírfogó szélesség (25m3/m2/h): 0,6 m - levegő mennyiség (12 m3/m,h): 180 m3/h - iker kivitel, két párhuzamos csatornával

2.3 MÉRETEZÉSEK, mechanikai tisztítás Finomszűrő-rács méretezés: - Hidraulikai terhelés óracsúcsra: 250 - 330 m3/h - Méretezés: szűrő felületi terhelésre és megengedett sebességre: 1,4 m/s - Méretezési értékek: - szűrőlyuk átmérő: 1,1 mm - szűrődob átmérő: 0,96 m - vízborítás a szűrőben: 0,2 m - szűrődob hossz (1mm és 2mm): 2 +1 m - Eredmény: 2db 250 – 300 m3/h kapacitású gép

3.1 MÉRETEZÉSEK, MBR biológiai tisztítás MBR biológia méretezés: - Méretezés iszapkor (SRT) alapján - aerob iszapkor: SRTaer: 10 – 15 d (15,1d) - teljes iszapkor: SRTtot: 25 d (25,41d) - Méretezés iszapterhelésre (F/M= kgBOD/kgMLVSS): - célérték: F/M < 0,1 kgBOD/kgMLVSS (0,083 kg/kg) - Szükséges térfogatok: - előanox térfogat: 1000 m3 – 2x500 m3 - utóanox térfogat: 500 m3 – 2x250 - aerob térfogat összes: 2000 m3 -első aerob: 1500 m3 – 2x 750 m3 - utó aerob: 500 m3 – 2x250 m3

3.2 MÉRETEZÉSEK, MBR biológiai tisztítás Biológiai levegő mennyiség: ATV A-131 szerint - BOI lebontásra: 1,1 – 1,25 kgO2/kg BOD - NH4 nitrifikálásra: 4,3 – 4,6 kgO2/kgNH4-N - Oxigén nyereség számítása a denitrifikációból - Összes O2 igény (AOR): (2108 kg O2/d) - α faktor: 0,54 - β fakltor: 0,95 - órai oxigén igény: 235 – 340 kgO2/h - Biológiai levegő igény: 2550 – 3686 m3/h - Membrán levegő mennyiség: 4x 480 m3/h

3.3 MÉRETEZÉSEK, MBR biológiai tisztítás Fölösiszap mennyiség: ATV A-131 szerint - mechanikai tisztítás után érkező inert anyag - biológiai lebontásból - vegyszeres foszforiszap - Összes fölösiszap: (1154-1356 kg/d) (120 – 140 m3/d)

3.4.1 MÉRETEZÉSEK, MBR ultraszűrés Alapadatok: - napi átlag szennyvízmennyiséég - QADF: (m3/d, m3/h) - napi maximum szennyvízmennyiség – QMDF: (m3/d, m3/h) - óracsúcs szennyvízmennyiség – QPHF: (m3/d, m3/h) - szennyvízmennyiség tisztításnál N-1 nél – QMDF: (m3/h) - szennyvíz hőmérséklet (télen, nyáron) - °C - egy modul szűrőfelülete: A1m (m2/modul) - modulszám a kazettában: n db modul / kazetta

3.4.2 MÉRETEZÉSEK, MBR ultraszűrés - megengedett fluxus alapján: ADF–re: fluxadf=QADF/n*A1m (l/m2/h) MDF–re: fluxmdf=QMDF/n*A1m (l/m2/h PHF–re: fluxphf=QPHF/n*A1m (l/m2/h - modul felület és modulszám meghatározása - kazetta szám és membrántank szám meghatározása - ellenőrzés szárazanyag fluxusra – SMF-re (g/m2/h) - megengedett fluxus függ a hőmérséklettől, a hidraulikai és az iszapterhelétől - tisztítási vegyszerigény (hipó és szerves sav) meghatározása: Karbantartó tisztításnál – MC: l/év, kg/év Felújító tisztításnál – RC: l/év, kg/év

4 MÉRETEZÉSEK, iszapkezelés Iszapmennyiség: - napi maximum fölösiszap mennyiség: (1356 kg/d - 140 m3/d) Iszapsűrítés: - megengedett felületi terhelés alapján: 40 kg/m2 (30,7 kg/m2) - sűrített iszap szárazanyagtartalom: 2-4% (2,5%) - tartózkodási idő ellenőrzés: min 12 h (18,6 h) Iszapvíztelenítés: - gép jellemző hidraulikai terhelhetősége szerint (8 m3/h) - gép megengedett szárazanyag terhelhetősége szerint max 400 kgsza/h (200 kgsza/h)

5 MBR technológiával tisztított kommunális szennyvíz minősége BOI5 < 5 mg/L (tipikusan nem kimutatható) TSS (leb.any) < 5 mg/L (tipikusan nem kimutatható) NH3-N < 1 mg/L (tipikusan <0.5 mg/L) TN < 10 mg/L (<5 mg/L elérhető meleg klímájú területen) TP < 0.5 mg/L (<0.1 mg/L elérhető vegyszeres kicsapatással) Zavarosság < 1 NTU (<0.2 NTU 95% -os gyakorisággal elérhető) Folytatásban: MBR kommunális és ipari alkalmazások KÖSZÖNÖM A FIGYELMÜKET! Serény József