1 Kommunális technológiák I. 3. előadás Mechanikai szennyvízkezelési eljárások, előkezelés Dittrich Ernő egyetemi adjunktus PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék.

Az előadások a következő témára: "1 Kommunális technológiák I. 3. előadás Mechanikai szennyvízkezelési eljárások, előkezelés Dittrich Ernő egyetemi adjunktus PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék."— Előadás másolata:

1 1 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 PTE PMMK Környezetmérnöki Szak

2 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 2

3 3 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  Puffertárolók

4 4 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

5 5 Rácsok II. – Hagyományos gépi tisztítású rácsok

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

7 7 Rácsok IV. – Dobrács

8 Rácsok V. - Dobrács 8

9 9 Rácsok VI. – Lépcsős rács

10 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

11 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 m 3 Csúcs-faktor:1:1 – 1:5

12 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/m 3

13 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..)

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

15 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!

16 16 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

17 17 Homokfogók II. – Áramlástani alapelv

18 18 Homokfogók III. – Hosszanti átfolyású homokfogók Bozóky 338. o

19 19 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..)

20 20 Homokfogók IV. – Tangenciális homokfogók

21 21 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.

22 22 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

23 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!

24 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 24

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

26 Csigás homok kivétel 26 Kiemeli, mossa, és vízteleníti a homokot egy lépcsőben A homokkal teli csigára méretezendő a motor teljesítménye!

27 Homok kezelés Cél:  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 27

28 28 Ülepítők I. – Alapelvek Tisztítási cél: 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.

29 29 Ülepítők II. – Áramlástani alapelvek A maximális áramlási sebesség 0,5-1 cm/s Lamináris ülepedési törvény: Ahol:  v ü [m/s]: ülepedési sebesség  d [m]: ülepítendő szemcse átmérője  ρ sz [kg/m3]: ülepítendő szemcse sűrűsége  ρ k [kg/m3]: áramlástani közeg sűrűsége  η [Pas]: áramlástani közeg dinamikai viszkozitása

30 30 Vízszintes-hosszanti átfolyású ülepítők

31 31 Függőleges-sugárirányú átfolyású ülepítők

32 32 Vízszintes-sugárirányú átfolyású ülepítők

33 33 Lemezes ülepítők

34 Oldómedencék (két kamrás és három kamrás) 34

35 Puffer tárolók  Oldaltározó: Előnye a hidraulikai csúcsok mérséklése Hátránya:Berothad és besűrűsödik Átfolyásos: Rövid tartozkódási idő 35

36 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% 36 TFH fogadó állás

37 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: o Könnyen tisztítható o Nem tömődik el o Jól „kezeli” az eltérő hidraulikai terhelési viszonyokat Hidraulikai rövidzárlat hosszanti átfolyású ülepítőben

38 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)

39 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

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

41 Primer iszap mennyiség és minőség Primer iszap mennyisége:  S M : iszap szárazanyag tartalom (kg/d)  SS: bejövő LA koncentráció(mg/l)  Q: befolyó szennyvíz hozam(m 3 /d)  Q s : ülepített szennyvíziszap hozam (m 3 /d)  q s,PE : fajlagos keletkezési ráta (m 3 /LE), magyarországon javasolt tervezési érték: 0,00108 m 3 /LE,d A kémiai elő-kicsapatás 50-100%-al növelheti a primer iszap mennyiségét

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

43 43 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/szennyvizjegyze t/1resz.html#1.%20Csatornázási%20rendszerek %20és%20a%20csatornahálózaton%20lefolyó% 20szennyvíz%20jellemzője http://gisserver1.date.hu/tamas/szennyvizjegyze t/1resz.html#1.%20Csatornázási%20rendszerek %20és%20a%20csatornahálózaton%20lefolyó% 20szennyvíz%20jellemzője

44 44 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

45 45 Köszönöm a figyelmet!