Természeti erőforrások védelme

Az előadások a következő témára: "Természeti erőforrások védelme"— Előadás másolata:

1 Természeti erőforrások védelme
Szennyvízkezelés

2 A szennyezés csökkentésének technológiai lehetőségei

3 Szennyvíztisztítási technológia
Forrás: Thyll, 2000

4 2006 Tisztítatlan (%) Mechanikailag tisztított (%) Budapest 9,7 60 Pest 1,5 4,5 Jász – Nagykun- Szolnok 5,4 0,2 Nógrád Fejér 0,013 0,18 Csongrád 24,4 46 Összesen 6,5 29,6 Forrás: KSH

5 A diákhoz itt kellene beszúrni a tanári magyarázatokat.
HEFOP

6 Ipari szennyvizek Közvetlenül, tisztítatlanul általában nem vezethetők élővizekbe, /befogadókba,/ valamint nem keverhetők a települési szennyvízzel, Az ipari szennyvizek a tevékenységtől függő, jellegzetes összetételt mutatnak. Kezelésüket, tisztításukat a keletkezés helyén kell megoldani. Sok esetben célszerű az ipari szennyvizet előkezelés után keverni települési szennyvízzel és végleges tisztítását így elvégezni.

7 A települések szennyvizét csatornahálózatok gyűjtik és vezetik el.
Osztott szennyvízhálózatról beszélünk, ha a csapadékvizet és az egyéb települési szennyvizeket külön-külön csatornarendszerben gyűjtik. Egyesített a szennyvízhálózat, ha a különválasztás nem történik meg, a kommunális és a csapadékvizet együtt vezetik el.

8 A települési szennyvíztisztítás technológiai elemei
A szennyvizek tisztítási lépcsőit a gyakorlat három fő csoportba sorolja: a mechanikai tisztítás, ezen belül mechanikai előtisztítás, a biológiai szennyvíztisztítás, ezen belül a különféle elven működő mesterséges egy-és többlépcsős tisztítási módok, a különféle természetes tisztítási módok (tavas, talajszűrés, öntözés), a III. tisztítási fokozat tápanyag-eltávolítás (P, N) szennyvíz-fertőtlenítés fizikai-fiziokémiai eljárások (pl. fordított ozmózis stb.).

9 A szennyvíztisztítás elsődleges feladata:
a szennyező-anyagok eltávolítása ( szerves anyagok, a nitrogén- és foszfor tartalmú vegyületek eltávolítása) széndioxiddá, nitrogénné és kiülepíthető szennyvíziszappá

10 Szennyvízelvezetés gyűjtés kezelés elvezetés ill. elhelyezés

11 Füzes ér Abonyi szennyvíztisztító szennyvize (2006)

12 a tisztított szennyvíz beengedése után
A Füzes ér a tisztított szennyvíz beengedése után

13 Szennyvíztisztítási technológia
Forrás: Thyll, 2000

14 Szennyvíztisztítás Elsődleges tisztítás Önállóan csak ritkán felel meg
Másodlagos tisztítás A nem ülepíthető kolloidok és oldott szervers anyagok eltávolítása Harmadlagos tisztítás Létrejött sók, még megtalálható tápelemek eltávolítása

15 Mechanikai szennyvíztisztítás

16 Kő és kavicsfogók szennyvízrácsok
A szennyvízrácsok (durva és finom rács) A rácsok által visszatartott BOI5 szerves anyag csökkenés 6-7 %-ra tehető. Szitaszűrők A lyukbőségtől függően 5-10 %-os BOI5 és 5-20 %-os lebegőanyagban kifejezett szerves anyagcsökkentéssel lehet számolni.

17 Kő és kavicsfogók szennyvízrácsok
A rácsszemét könnyen rothadó, erős szaghatással bíró anyag, amely külön kezelést igényel. elégetés deponálás rothasztás

18 Homokfogók Szemcsés ásványi anyagok eltávolítása
Magas szervesanyag-terhelés esetén a homokfogókat homokmosó berendezésekkel egészíthetik ki, szerves anyag tartalom csökkentésére.

19 Ülepítők Az ülepítők a szennyvízben lévő ülepíthető lebegőanyagot ülepítik, a biológiai oxigénigény csökkentését is fokozzák, Az átmérő növekedés - flokkuláció ülepedés sebesség - átmérő növekedés anyagok kiülepítésének meghatározására kísérleteket végezni - ülepítőhenger

20

21 Ülepítők Átfolyás Vízszintes Függőleges Radiális

22 HOSSZANTI ÁTFOLYÁSÚ (LIPCSEI) ÜLEPÍTŐ
A diákhoz itt kellene beszúrni a tanári magyarázatokat. Forrás: Tamás, 1998

23 A diákhoz itt kellene beszúrni a tanári magyarázatokat.
HEFOP

24 Biológiai szennyvíztisztítás
még magas szerves és lebegő anyagtartalom mesterséges vagy természetes biológia folyamatok. A biológiai szennyvíztisztítás - biokémiai reakciókon alapul. aerob illetve anaerob tisztítás lebontási termékeik, kis molekulájú stabil vegyületek, mint például CO2, CH4, NH3, stb. A szerves anyagnak a sejtekbe beépült része ülepítéssel eltávolítható

25 Biológiai szennyvíztisztítás
Aerob, anaerob rendszerek Természetes és/vagy mesterséges körülmények között Műszaki megoldás szerint Fixfilmes Természetes és mesterséges diszperz Vegyszerrel kombinált rendszerek

26 Aerob folyamatok Állandó oxigénellátás - levegőztetéssel
Biokémiai folyamatok: természetes, vagy mesterséges úton A folyamatok alapfolyamatait tekintve lényegében azonosak és technológiailag kombinálhatóak. A mesterséges berendezések segítségével azonban a folyamatok kisebb helyen és gyorsabban játszódhatnak le, amelynek az ára a magasabb energia és üzemeltetési költsége.

27 A biológiai tisztításban előálló zavarok okai
elégtelen levegőztetés, a levegőztető vagy utóülepítő medence falára rakódott, és rothadásnak indult iszap, holt terek kialakulása, a rendszerbe bejutott toxikus anyag

28 Anaerob rothasztás - előnyei
A szerves anyagot átalakítja stabil végtermékekké, amely mellékterméke metán és szén-dioxid. Az aerob kezelésnél lényegesen kisebb a keletkező iszap mennyisége, így a szennyvízproblémából nem lesz iszapprobléma. Energiafogyasztás helyette energiatermelés biogáz formájában.

29 Hátrányai Kevésbé elterjedt és ismert technológia
Összetett és bonyolult biológiai folyamat Érzékenyebb a toxikus anyagokra Mezofil, termofil tartományban hatékony, ezért sokszor fűteni kell, (csak magas szerves szennyezettségű szennyvizek esetén) Nem kell mechanikus levegőztetni

30 Forrás: Tamás, 1998

31 Forrás: Tamás, 1998

32 Biológiai szennyvíztisztítás
Aerob, anaerob rendszerek Természetes és/vagy mesterséges körülmények között Műszaki megoldás szerint Természetes és mesterséges diszperz Fixfilmes Vegyszerrel kombinált rendszerek

33 Természetes és mesterséges diszperz
Eleveniszapos biológiai tisztítási eljárás

34 Eleveniszapos biológiai tisztítás

35 Eleveniszapos biológiai tisztítás
Forrás:

36 Elfonalasodott szerkezet
Flokkulens szerkezet Optimális szerkezet

37 Biológiai szennyvíztisztítás
Aerob, anaerob rendszerek Természetes és/vagy mesterséges körülmények között Műszaki megoldás szerint Természetes és mesterséges diszperz Fixfilmes Vegyszerrel kombinált rendszerek

38 Fixfilmes aerob és anaerob rendszerek
A csepegtetőtestes szennyvíztisztítás

39 Forrás: Tamás, 1998

40 Forrás: Tamás, 1998

41 Biológiai tisztítás A biológiai tisztító rendszereket terhelés szempontjából: kis terhelésű rendszerek , közepes terhelésű rendszerek és nagy terhelésű rendszerek

42 Tavas szennyvíztisztítás
Egyszerű és rugalmas eljárás Oldott, az ülepíthető szennyező anyagok és a patogén szervezetek eltávolítására A mechanikai tisztítás után önállóan is használható, illetve utótisztítási folyamatok elvégzésére is alkalmas

43 Előnyei A patogén szervezetek eltávolítsa jó hatásfokú, beruházási, üzemeltetési, fenntartási költségei alacsonyak, külső energiára nincs szükség, Hatékonysága azonos a hagyományos szennyvíztisztításéval, vagy meghaladja azt. Természetes folyamatokon alapszik. Mesterséges rendszereknél rugalmasabban képes alkalmazkodni a szerves anyag terhelés változásaira. Költséges berendezések nem szükségesek, iszapkezelési és elhelyezési probléma csekély.

44 Hátrányai Minden más szennyvíztisztítási eljárással szemben viszonylag nagy területet igényel. Időszakos szagemisszió jelentkezhet. A tisztítás bizonyos mértékig az éghajlati tényezőktől is függ. Időszakonként nagymértékű algaszaporodást jelenthet mely a befogadót szennyezheti.

45 Aerob tó kis mélységű tó,
teljes mélységében az aerob lebontáshoz gyakorlatilag mindenkor elegendő oxigén áll rendelkezésre. Oxigén: diffúzió révén algák termelik mechanikai felszíni levegőztető berendezések vagy a tófenékből kiinduló sűrített levegős rendszerek

46 Anaerob tó A tó mélységében oldott oxigén nincs.
részleges szennyvíztisztítást biztosít, Az anaerob tavakat elsősorban a tisztítórendszer első lépcsőjeként a nagy szervesanyag tartalmú (pl. élelmiszeriparú) szennyvizeinek előtisztítására célszerű alkalmazni.

47 Forrás: Tamás, 1998

48

49

50 Forrás: Barótfi, 2000

51 Tavas szennyvíztisztítás
A tervezéstől és üzemeltetéstől függően a tavas rendszer a BOI %-t képes eltávolítani. Tavak üzemeltetése: Szagcsökkentés Makronövényzet szabályozása Úszó vegetáció szabályozása Algák szabályozása

52 Gyökérágyas tisztítási rendszerek
Vízinövényekkel telepítenek be valamilyen szennyvíztisztító sekély medencét, ahol a lassan átszivárgó és átfolyó szennyvíz a gyökérzónán áthaladva, mechanikai illetve biológiai tisztításon esik keresztül.

53 Élőgépes szennyvíztisztítás

54 Forrás: Tamás, 1998 Forrás:

55 Az élőgép működési sémája
Forrás: ,

56 Kémiai utótisztítás A kémiai tisztítás megoldásai az alábbiak:
Koaguláció- A vegyszerek gyors bekeverése eredményeként a nagyon finom részecskék mikropelyhekké tömörülnek. Flokkuláció – A koaguláció után következő folyamat, amikor a szennyvizet gyengén kell keverni, így már nagyobb pelyhek keletkeznek. Pl.: alumínium-szulfát, mész, ferriklorid stb.

57 Nitrogéneltávolítás A nagyobb vízminőség igényű befogadók esetében követelmény A nitrogéntartalmú vegyületek esetén a következő káros hatásokkal számolhatunk: Ammónia toxicitás a halakra, klóros fertőtlenítés hatékonyságának csökkenése, káros közegészségügyi-hatás szennyvíz-újrahasznosítási lehetőségeinek csökkenése.

58 Forrás: Tamás, 1998

59 Foszforeltávolítás A foszfor eltávolítás kémiai (pl.: alumíniumsók, mész felhasználásával), biológiai és fizikai módszerekkel lehetséges. A legtöbb szennyvíz esetében az oldhatatlan foszfor kb. 10%-a távolítható el az előülepítővel.

60 Forrás: Tamás, 1998

61 A szennyvíziszap általános összetétele
Hasznosítható anyagok Iszapvíz Aprított őrölt ásványi részecskék Szerves anyag Tápanyagok Nyomelemek Korlátozó összetevők Mérgező anyagok Patogének

62 Iszapvíz Szabad vagy könnyen eltávolítható pórusvíz (70%)
Kapilláris víz (20%) Pehelyrészecskék nedv. tart. (2%) Sejtben kémiailag kötött víz (8%)

63 A szennyvíziszap általános összetétele
Hasznosítható anyagok Iszapvíz Aprított őrölt ásványi részecskék Szerves anyag Tápanyagok Nyomelemek Korlátozó összetevők Mérgező anyagok Patogének

64 A szennyvíziszap kezelés célja az anyag nedvességtartalmának csökkentése, bűz, szagártalom, fertőzőképesség csökkentése illetve megszüntetése. A szennyvíziszap minősége jellemző az adott településre, leginkább a tisztításra technológiára, s így településenként változhat.

65 A tipikus mikroorganizmus szám a különböző szennyvízkezelések függvényében
Mikro-bák Tisztí-tatlan szenny-víz/ 100 ml Elsőd-leges tisztí-tás/ 100 ml Másod-lagos tisztítás/ 100 ml Harmad-lagos tisztítás/ 100ml Mechanikai szennyvíztiszti-tóból származó szennyvíziszap/g Rothasz-tott szennyvíz- iszap/g Fekál coliform 108 10 7 106 <2 Szalmo-nella 8000 800 8 1800 18 Shigella 1000 100 1 220 3 Enteri-kus vírus 50000 15000 1500 0,002 1400 210

66 Sűrítés Célja: az iszap víztartalmának meghatározott mértékű csökkentésével magának a kezelendő iszap mennyiségének a csökkentése

67 Szűréssel történő sűrítés
Gravitációs sűrítés természetes úton mesterséges keverő berendezéssel ellátott sűrítő Flotációs sűrítés levegő befúvással vegyszerrel Dinamikus sűrítés vibrációs hatással centrifugálással Szűréssel történő sűrítés membrán szűrés

68 Kondicionálás Célja: az iszap víztartalmának csökkentése, a fellelhető szerves anyag stabilizálása, a különféle patogén baktériumok számának csökkentése, elpusztítása

69 Fizikai kondícionálás
Kondicionálás Fizikai kondícionálás pasztőrözés termikus kondícionálás mosatás Kémiai kondícionálás Aerob iszapstabilizálás Anaerob iszapstabilizálás – rothasztás (CH4, CO2)

70 Iszap fertőtlenítése Szennyvíziszap víztelenítése Szennyvíziszap szárítása Szennyvíziszap komposztálása Szennyvíziszap mezőgazdasági területen történő hasznosítása

71 komposzt olyan szerves anyagok, amelyek szilárd vagy folyékony szerves hulladékból, illetve a hozzájuk kevert ásványi anyagokból irányított bomlási folyamatokon keresztül készültek a folyamat során az anyag aerob mikroorganizmusok segítségével bomlik le, alakul át. Ezt követően nagy molekulájú humuszanyagok épülnek fel.

72 Biogáz: A szerves anyagok anaerob lebomlásakor keletkező légnemű anyag, Fő összetevője a metán Metán: „Klímagáz”, üvegházhatást okozó gáz Hatása 1 CH4 ~ 22 CO2 Éghető gáz Fűtőértéke: ~ 23,12 MJ/ m3 Üvegházhatást okozó gáz és megújuló energiaforrás

73 A modellben lejátszódó folyamatok feltételrendszere a következő:
levegőtől (oxigéntől) elzárt körülmények, a lebontandó szerves anyagok, a szerves anyag – folyadék megfelelő aránya, a mikroorganizmusok kívánatos törzsei, a biológiailag meghatározott, optimális hőmérséklet, a rövid időtartamú lebontás végetti állandó keverés

74 Biogáz: A szerves anyagok anaerob lebomlásakor keletkező légnemű anyag, Fő összetevője a metán Metán: „Klímagáz”, üvegházhatást okozó gáz Hatása 1 CH4 ~ 22 CO2 Éghető gáz Fűtőértéke: ~ 23,12 MJ/ m3 Üvegházhatást okozó gáz és megújuló energiaforrás

75 Különböző eredetű, kezeletlen biogáz összetétele és fűtőértéke
Alapanyag Metán tartalom (%) CO2 tartalom (%) Fűtőérték (MJ/m3) Települési hulladék 50 % 18,5 Állati trágya 65 % 35 % 24 Szennyvíz iszap 70 % 30 % 26

76

77 A modellben lejátszódó folyamatok feltételrendszere a következő:
levegőtől (oxigéntől) elzárt körülmények, a lebontandó szerves anyagok, a szerves anyag – folyadék megfelelő aránya, a mikroorganizmusok kívánatos törzsei, a biológiailag meghatározott, optimális hőmérséklet, a rövid időtartamú lebontás végetti állandó keverés

78 savas fázis metán fázis
baktérium baktérium H2, CO2 ecetsav szerves anyag NH4+, H2S stb. biogáz 60–70 % metán 30–40 % CO2 propion-sav vajsav alkohol stb. H2, CO2 ecetsav baktérium

79 pszichrofil zóna, azaz a környezeti hőmérsékleten termelő biogáz-berendezés
mezofil zóna, azaz a +28 .… +36 C között termelő biogáztelep, termofil zóna, azaz +48 …. +53 C hőmérsékleten termelő telep

80 Termofil rothasztás - előnyei
A szerves anyag átalakulása gyorsabb, elsősorban a hidrolízis gyorsabb lefolyása következtében. Szerves anyagok átalakulása, stabilizálása tökéletesebb. A rothasztott iszap víztelenítési tulajdonságai javulnak. Patogén kórokozók redukciója tökéletesebb.

81 Hátrányai Az energiaszükséglet nagyobb. (Esetenként fűtés szükséges.)
A beruházási költségek (szigetelés, hőcserélők stb.) magasabbak. Az eljárás üzemelési zavarokra érzékenyebb. Az anaerob rothasztási folyamatokat a környezeti miliő pH-ja szintén alapvetően befolyásolja.

82 Technológia üzemmódját
folyamatos, szakaszos a feldolgozandó hulladék szárazanyag-tartalmának függvényében lehet megválasztani

83 Az alapanyag szárazanyag-tartalma szerint megkülönböztethetjük:
a nedves (0,5-1 % szárazanyag-tartalom), a szuszpenziós (5-15 % szárazanyag-tartalom), a félszáraz (15-24 % szárazanyag-tartalom), és a száraz (25 % feletti szárazanyag-tartalom) eljárásokat.

84 folyamatos eljárás (hígtrágya, szennyvíz)
kisebb energiaveszteség a fermentor fűtésénél, egyszerű lecsapolás, újratöltés, teljes automatizáció lehetősége