Szabó Anita Egyetemi adjunktus BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék.

Az előadások a következő témára: "Szabó Anita Egyetemi adjunktus BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék."— Előadás másolata:

1 Szabó Anita Egyetemi adjunktus BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék

2 1850 ANGOL WC  NÖVEKVŐ VÍZFOGYASZTÁS  TÚLTERHELT EMÉSZTŐK  KOLERA, TÍFUSZ: VÍZZEL TERJEDŐ JÁRVÁNYOK 1900 CSATORNÁZÁS  SZENNYVIZEKET TISZTÍTÁS NÉLKÜL A FOLYÓKBA VEZETIK (SOK SZERVESANYAG)  OXIGÉN HÁZTARTÁSI PROBLÉMÁK (HALPUSZTULÁS) 1924 STREETER – PHELPS: ELSŐ VÍZMINŐSÉGI MODELL, KÖLTSÉG HASZON ELEMZÉSEN ALAPULÓ TERVEZÉS 1945 SZENNYVÍZTISZTÍTÁSI ISKOLÁK (BIOLÓGIAI, KÉMIAI) SZENNYVÍZTISZTÍTÁS (szervesa. eltáv.) ELTERJEDÉSE A GYAKORLATBAN, “Sanitary Engineer”: vízellátás-csatornázás-közegészségügy Főbb vízminőségi problémák és a megoldást segítő eszközök fejlődése 1960MEZŐGAZDASÁG (MŰTRÁGYÁK), TELEPÜLÉSI SZENNYVÍZ  NÖVEKVŐ TÁPANYAGTERHELÉS (N, P)  EUTROFIZÁCIÓ 1970SZENNYVÍZTISZTÍTÁS: TÁPANYAGOK ELTÁVOLÍTÁSA IS! TERÜLETHASZNÁLAT SZABÁLYOZÁSA, TÁPANYAG GAZDÁLKODÁS (NEM PONTSZERŰ SZENNYEZÉS)

3 1960 FRISSSVÍZHŰTÉSŰ ERŐMŰVEK: HŐSZENNYEZÉS  KISEBB HŐLÉPCSŐ, ELKEVEREDÉS BIZTOSÍTÁSA 1970 TOXIKUS SZENNYEZÉSEK, HAVÁRIÁK: OLAJ MIKROSZENNYEZŐK (KÖRNYEZETI KOCKÁZAT FELISMERÉSE) 1980 SAVASODÁS, NITRÁTOSODÁS (NITRÁT – MÉRGEZŐ!) HATÁSOK TÖBB KÖZEGBEN  HATÁSVIZSGÁLAT (KHT) NEMZETKÖZI EGYEZMÉNYEK AZ EMISSZIÓ CSÖKKENTÉS ÉRDEKÉBEN 1990 ÉGHAJLATVÁLTOZÁS  INFORMATIKA, MÉRÉSTECHNIKA: GLOBÁLIS KLÍMAMODELLEK, BIZONYTALANSÁGOK 1970 USA: CLEAN WATER ACT („TISZTA VÍZTÖRVÉNY”) ELSŐ JOGI SZABÁLYOZÁS 2000 VÍZ KERETIRÁNYELV: AZ EURÓPAI UNIÓ EGYSÉGES VÍZ POLITIKÁJA, ÁTFOGÓ VÍMINŐSÉGSZABÁLYOZÁSI CSELEKVÉSI PROGRAM 2010 EDS ANYAGOK – ELTÁVOLÍTÁSUK A SZENNYVÍZTISZTÍTÓ TELEPEN???

4 Mi a szennyvíz? Mi a vízszennyezés? A szennyvíz (wastewater, sewage) olyan emberi használatból származó hulladékvíz, amely szennyezőanyagokat tartalmaz. Szennyezőanyagok (pollutants, contaminants) azok az anyagok, melyek a befogadóba jutva az ott lejátszódó biológiai folyamatokat jelentős mértékben megváltoztatják, illetve a befogadó további emberi célú felhasználhatóságát csökkentik, vagy lehetetlenné teszik. Vízszennyezés (water pollution) minden olyan hatás, amely felszíni és felszínalatti vizeink minőségét úgy változtatja meg, hogy a víz alkalmassága emberi használatra és benne végbemenő természetes életfolyamatok fenntartására csökken, vagy megszűnik. Ismétlésként lásd Környezetmérnöki Alapok, Vízminőségszabályozás – vízminőség, vízszennyezés

5 Miért kell a szennyvizeket tisztítani? Befogadó védelme Élővilág (toxikus anyagok – szabad ammónia) Oxigénháztartás (szervesanyagok) Eutrofizáció (növényi tápanyagok – P (és N)) Esztétika, bűz A víz használhatósága (rekreáció, ipari, ivóvíz célú) Szennyezőanyag mennyiség és minőség? g, mg, μg, ng, vagy még kisebb ??? A fejlődés iránya: egyre kisebb mennyiségek eltávolítása, egyre bonyolultabb folyamatokkal és reaktor elrendezéssel – Irányítástechnika, szimuláció!

6 Szennyvizek típusai Ipari szennyvizek Összetétel változatos (az ipari tevékenység függvénye) Házi/háztartási szennyvizek Az emberi metabolizmus termékei Vizelet, fekália, használati vizek stb. Szennyvíz összetétele az étkezési, kulturális szokásoktól függ Mennyiség: vízhasználati szokások, berendezések vízfogyasztása Fekete és szürke szennyvizek: szétvál. Mo.-n még nem elterjedt Intézményi szennyvíz Mezőgazdasági szennyvíz (Csapadékvíz) Kommunális (kevert városi - házi jellegű) szennyvíz Háztartási, intézményi, ipari, csapadék, infiltráció (5-40%), exfiltráció (5-15%)

7 Házi és intézményi szennyvíz mennyisége A felhasznált ivóvíz 80-95 százalékából szennyvíz keletkezik A mennyiség a műszaki és kultúráltsági szint függvénye (ivóvízellátás és fogyasztás) Fejlett országok: 100-160 l/fő/d Magyarország: 60-140 l/fő/d (országos átlag: 100 l/fő/d) Budapest: 150 l/fő/d Kistelepülések: 50-80 l/fő/d Vízdíjak emelkedése, víztakarékos berendezések terjedése, fúrt kutak

8 VESZTESÉG KONYHA +FÜRDŐ WC 240 l/fő/nap 100 l/fő/nap 50 l/fő/nap MÚLT JELEN JÖVŐ Háztartási ivóvízfogyasztás

9 Háztartási vízhasználatok és szennyvizek Ivóvízellátó hálózat Fúrt kút Élelmiszer WC-öblítés Fürdés, mosás Mosogatás, ételelőkészítés Takarítás Kocsimosás, öntözés Fekete szennyvíz Szürke szennyvíz Infiltráció 7-12% (0)-40% 35-50% 4-10% 10-15% 1-10%

10 Lecsökkent hazai vízfogyasztás

11 Lecsökkent vízfogyasztás következményei Alulterhelt ivóvízelosztó rendszerek Alulterhelt szennyvízelvezető rendszerek Hosszú tartózkodási idő Oldott oxigén, nitrát elfogy, könnyen bontható szervesanyag mennyisége csökken – szennyvíz berothad Bűz (H 2 S, merkaptánok) Korrózió (H 2 S) Kedvezőtlen szennyvízösszetétel (tömény szennyvíz, kevés könnyen bontható szervesanyag) Hidraulikailag alulterhelt szennyvíztisztító telepek Hosszú tartózkodási idő (pl. előülepítő, utóülepítő) – berothadás, denitrifikációs problémák, bűz, korrózió Hálózatok és tisztítótelepek tervezése, üzemeltetése! Rugalmasság, modularitás, rekonstrukció, intenzifikálás

12 CNPCNPCNPCNP  ÖSSZEKEVERÉS, SZÉTVÁLASZTÁS  SZÁLLÍTÁS  HASZNOSÍTÁS  TISZTÍTÁS Háztartási hulladékok

13 Hagyományos egyesített rendszer sémája „Keverd össze, majd válaszd szét” Nagy mennyiségű ivóvizet használunk fel szennyvizeink szállítóközegeként Ezután tisztítótelepeken próbáljuk meg kivonni a tápanyagokat Fenntarthatóság? Más típusú infrastruktúra? Szétválasztás? vízforgalom anyagforgalom

14 Jelmagyarázat WChagyományos vízöblítéses toalett FMT + ??a víztisztítás során keletkező fertőtlenítési melléktermékek + egyéb, a tisztított vízben maradó nemkívánatos anyagok nem-ivóvíz anyagáram VCvákuum-toalettZKzáporkiömlőklehetséges nem-ivóvíz anyagáram SCszeparáló toalettH-CNPhumán metabolizmus szerves- és tápanyagtartalma ivóvíz anyagáram M-F-T mosás, fürdés, takarítás szennyvizei K-CNPkonyhai szennyvíz szerves- és tápanyagtartalma szürke szennyvíz anyagáram szennyezőanyagok, szennyeződés T-T-Vtisztító-és tisztálkodószerek, valamint egyéb vegyszerek sárga szennyvíz anyagáram tisztítási folyamatokK-SZVTkommunális szennyvíztisztítóbarna szennyvíz anyagáram háztartási szinten megvalósuló folyamatok és anyagáramok H-SZVTháztartási (egyedi) szennyvíztisztító fekete szennyvíz anyagáram lehetőség a háztartási szinten történő megvalósításra előkészítés a recirkulációra (komposztálás, fertőtlenítés) mezőgazdaságban hasznosítható anyagáram

15 VÁROS VT Városi vízgazdálkodás - múlt

16 SZVT VÁROS VT Városi vízgazdálkodás - jelen

17 MEZŐGAZDASÁG SZVT VÁROS VT Városi vízgazdálkodás - jövő

18 Települési vízgazdálkodás Település Forrás Felszíni víz Tározó Talajvíz, parti szűrésű víz Ipar Beszivárgás Csapadék Befogadó Felszíni lefolyás Záporkiömlő Szennyvíz- tisztító Víztisztítás Mélységi víz

19 Gazdálkodás a háztartások szintjén: Csökkenő vízfogyasztás Szürke-fekete szennyvíz szétválasztása + biohulladék Öntözés, komposztálás, tápanyagok újrahasznosítása („zárt ciklus”) Gazdálkodás a települések szintjén: Csapadékvíz gazdálkodás (lefolyás szabályozás) Kis települések – decentralizált megoldások Integrált vízgyűjtő gazdálkodás: Kisebb vízkivétel Újrafelhasználás és a hasznosítás (mezőgazdaság, ipar) Tisztítás a befogadó igényei szerint Az EU vízpolitikájának alapelvei: Ökológiai szemlélet, a fenntarthatóság, a megelőzés, az elővigyázatosság, a „szennyező fizet” elv, a költségek teljes megtérítése és a hatékonyság. A jelen megoldásaival szemben a vízminőségi és - mennyiségi problémák sem időben, sem térben nem helyezhetők át. A jövő fenntartható vízgazdálkodása

20 Ipari szennyvizek A szennyvíz mennyisége és minősége függ: az adott ipar jellege (alkalmazott technológia) a működő üzemek, gyáregységek száma az alkalmazott technológia típusa és színvonala a vezetés és dolgozók környezettudatossága a vezetés és a dolgozók érdekeltsége technológiai fegyelem betartása

21 Az ipari szennyvizek fajtái Hűtővíz Vegyipari szennyvíz Fémkohászati szennyvíz Gépipari szennyvizek Elektronikai ipar szennyvizei Bőripari szennyvizek Textilipari szennyvizek Az ipari üzemek közvetlenül felszíni befogadóba (határérték), vagy közcsatornába bocsáthatják szennyvizeiket. A közcsatornába bocsátás előtt előtisztítást a hatóság előírhat, ilyenkor a vállalkozás területén tisztítási technológiát kell megvalósítani. Közcsatornába bocsáthatóság feltételei – 28/2004 KVVM rendelet Papír- és cellulózipar szennyvizei Élelmiszeripari szennyvizek Húsipari szennyvizek (vágóhidak) Cukorgyártás szennyvizei Tejipari szennyvizek Konzervgyári szennyvizek

22 … 28/2004 KVVM rendelet

23 Mezőgazdasági szennyvizek Nagyüzemi állattartásból származó hígtrágya, melynek mennyisége függ: az állattartó telep jellege az állatok száma az alkalmazott technológia színvonala az alkalmazottak kulturális szintje

24 Mi van a szennyvízben? Válasz: minden

25 Mit kell eltávolítanunk? Szilárd állapotú anyagokat (lebegőanyag) - X Oldott anyagokat - S Szervetlen anyagokat (viszonylag kevés) Szerves anyagokat (sok) Biológiailag jól bontható Biológiailag közepesen bontható Biológiailag nehezen (vagy nem) bontható

26 Hogyan tudjuk eltávolítani? Fázisszétválasztás Gáz-folyadék Stripping Szilárd-folyadék Ülepítés Flotálás Szűrés Adszorpció

27 Mérési lehetőségek – Biológiai jellemzők Mikroorganizmusok mikroszkópos vizsgálata Fajlista Toxicitás vizsgálatok Hígításos vizsgálatok Daphnia teszt LD50 érték Egyéb tesztek

28 1. Oxigénháztartás és szervesanyag tartalom 2. Nitrogén háztartás 3. Foszfor forgalom 4. Szerves oldószer extrakt (SZOE) 5. Lebegőanyag tartalom (öLA v. TSS) 6. pH érték 7. Lúgosság 8. Elektromos vezetőképesség (sótartalom) 9. Szárazanyag tartalom 10. Izzítási veszteség Mérési lehetőségek - Kémiai jellemzők

29 Oldott oxigén (dissolved oxygen: DO) A víz poláros, míg az oxigén apoláros molekula Vízben rosszul oldódik Oxigén a vízbe juthat A levegőből (természetes diffúzió) – viszonylag kis mértékű Növényi termelésből (fotoszintézis) – természetes vizek (tisztítatlan szennyvízben nem!) Mesterséges levegőztetéssel A szervesanyag bontó (heterotróf) baktériumok az oxigént felhasználják Anaerob körülmények – bűz, korrózió stb. Nyers szennyvízben: ≈ 0 mg/l Levegőztető medencében: 0,5-3 mg/l Természetes vizekben: 5-15 mg/l Oxigénháztartás és szervesanyag tartalom

30 Kémiai oxigénigény (KOI) (chemical oxygen demand: COD) A szervesanyagok kémiai oxidációjához szükséges oxigén mennyisége Minden kémiailag oxidálható szervesanyag, még a biológiailag nem lebonthatók is Kálium-permanganátos (KOI ps v. KOI Mn ) elsősorban ivóvíz, felszíni és felszínalatti, és csak másodsorban szennyvizek jellemzése Bikromátos (KOI k v. KOI Cr ) elsősorban szennyvizek, és csak másodsorban felszíni vizek jellemzése KOI k Kommunális nyers szennyvízben: 500 – 1000 mg/l Tisztított szennyvízben: 70 – 150 mg/l Oxigénháztartás és szervesanyag tartalom

31 Szerves szén tartalom = szerves vegyületekben megkötött szén mennyisége Összes szerves szén (Total Organic Carbon: TOC) Oldott szerves szén (Dissolved Organic Carbon: DOC) – 0,45 μm Meghatározás: égetéssel, UV oxidáció, kémiai oxidáció BOI 5 és TOC között nincs pontos összefüggés KOI k >KOI ps oKOI k >oKOI ps Oxigénháztartás és szervesanyag tartalom

32 Biológiai bonthatóság Vegyületek biológiai folyamatok révén (egyszerűbb vegyületekké) történő átalakítása Szervesanyagok: Csak egy részük biológiailag bontható A bontás sebessége nagymértékben változhat Oldott és szilárd formában vannak jelen

33 Biokémiai oxigénigény (biochemical oxygen demand: BOD) BOI 5 - biológiailag bontható szerves anyag BOI 7 - biológiailag bontható szerves anyag BOI 20 - a biológiailag bontható szerves anyag mellett tartalmazza a nitrifikációhoz szükséges oxigén mennyiségét is A mikroorganizmusok részéről fellépő oxigénigény mérése Standard mérési körülmények: 20  C-on 5, 7, 20 napig Nirifikáció inhibíció: N-Allylthiourea (C 4 H 8 N 2 S) BOI 5 /BOI  =0,6-0,7 BOI 7 /BOI 5 =1,15 Oxigénháztartás és szervesanyag tartalom

34 Biokémiai oxigénigény Oxigénháztartás és szervesanyag tartalom KOI / BOI 5 : Nyers (kommunális) szennyvízben kb. 1,5 – 3,0 Tisztított szennyvízben kb. 5

35 Szervesanyagok a szennyvízben KOI frakciók C KOI =S S +S I +X S +X I S S könnyen bontható (oldott) szervesanyag S I oldott, biológiailag inert szervesanyag X S lassan bontható (szuszpendált) szervesanyag X I biológiailag inert (szuszpendált) szervesanyag KOI>BOI ∞ >BOI 7 >BOI 5

36 36 C TP = S PO4 +S p-P +S org.P +X org.P C TP összes foszfor (TP, ÖP) S PO4 oldott szervetlen orto-foszfát (PO 4 3- v. PO 4 -P) – 40-70% S p-P oldott szervetlen poli-foszfát S org.P oldott szerves foszfor X org.P szuszpendált szerves foszfor Foszfor háztartás

37 37 A szennyvízben emberi eredetű (anyagcsere végtermék, mosószerek, detergensek, tartósítószerek) Felszíni vizekben természetes és antropogén források (elpusztult növényi, állati szervezetek, műtrágya) Nyers szennyvízben szerves vegyületek formájában Alganövekedés (limitáló tényező) - eutrofizáció DNS felépítéséhez szükséges (DNS szintézis energia forrása: ATP – ADP átalakulás) Nincs foszfor-mentes mosószer! Foszfor háztartás

38 Szerves nitrogén (oldott, szilárd) Ammónium ion, vagy NH 4 -N (szervetlen) – nyers szv: 65-80% Kjeldahl-nitrogén (a szerves nitrogén és az ammónium-nitrogén összege) – nyers szv-ben ≈ TN Nitrit-ion, vagy NO 2 -N (szervetlen) – nyers szv-ben minimális Nitrát-ion, vagy NO 3 -N (szervetlen) – nyers szv-ben minimális Összes nitrogén (a szerves nitrogén, az NH 4 -N, a NO 2 -N és a NO 3 -N összege) Fehérjékben található sok N Fő forrás a vizelet Nitrogén mindig kerülhet a vízbe (N-fixálók) – nem limitál, de a tengerek eutrofizációjánál fontos szerepet játszik Nitrogén háztartás

39 C TN = S NOX +S NH4 +S I,N +X S,N +X I,N C TN összes nitrogén S NOX nitrit és nitrát nitrogén S NH4 ammónium és ammónia nitrogén S I,N oldott inert szerves nitrogén X S,N szuszpendált, könnyen bontható nitrogént tartalmazó szerves vegyületek X I,N szuszpendált inert szerves nitrogén Nitrogén háztartás

40 Feltételezve, hogy a nitrogén tartalom a különböző szerves frakciókban állandó: S I,N = f SI,N ·S I,KOI X I,N = f XI,N ·X I,KOI X S,N = f XB,N ·X S,KOI f SI,N, f XI,N, f XB,N, tipikus értéke: 0,04-0,08 közötti S I,N, nagymértékben változhat (1-4 g N/m 3 ) Nitrogén háztartás

41 Emberi eredet (fehérje, vizelet) A szerves vegyületekben kötött nitrogén részben már a csatornahálózatban ammónium-ionná alakul Az ammóniagáz molekulája vízben hidrolizál: NH 3 +H 2 O  OH - + NH 4 + NH 4 + +H 2 O = H 3 O + + NH 3 Az oldat pH-jától függő arányban két forma: Ammónium-ion Disszociálatlan, ún. szabad ammónia (NH 3 ) – sejtmembránon áthatol (sejtméreg) Semleges pH értéken döntő hányadban (99,5-99,88%) NH 4 + Nyers szennyvíz: 50 – 100 mg/l Tisztított szennyvíz: 5 – 10 mg/l Ammónium-ion

42 Ammónium  Ammónia

43 NO 3 -N Ammónium nitrifikácójából keletkezik NH 4 + → NO 3 - Alganövekedés Ezért követelmény a teljes N - eltávolítás

44 Szárazanyag tartalom (mg/l) Papír- v. membránfilter (lebegőanyag) Szárítás (szárítószekrény) 105°C Összetétel: Szerves hányad (izzítás (505°C) → izzítási veszteség) Szervetlen hányad

45 Szárazanyag tartalom (mg/l) Közeg Nyers szennyvíz TS Elfolyó szv. Eleveniszapos med. Iszap

46 Szárazanyag tartalom (mg/l) BOI 5 KOI öN öP Paraméter 1 mg/l TS – ben van 1 mg/l TS =

47 pH-érték A biológiai tisztítás zavarása, ha semlegestől (pH = 7 - 8) jelentősen eltér Betonkorrózió

48 Vízhőmérséklet (6-24 ° C - folyamatok sebessége) Vízhozam (hidraulikai terhelés, tartózkodási idő (HRT: hydraulic retention time) – ülepítési hatásfok) Iszapkoncentráció (kg/m 3 ) (levegőztetés, ülepedés, szennyezőanyag eltávolítás hatékonysága) Iszapkor (d) Iszapterhelés (kg BOI 5 /d/kg iszap) = iszap szervesanyag terhelése Recirkulációs arány (%) – iszap (mikrorganizmusok), nitrát 30 perces iszaptérfogat/ülepedés (ml/L) – ülepedést, az ülepedő anyagok mennyiségét jellemzi Mohlmann-index (iszap-térfogati index, ml/g) – ülepedést jellemzi Fizikai jellemzők, technológiai paraméterek a definíciókat lásd később

49 Szennyvíz hőmérséklet (°C) 6-24 °C 8 – 10 °C alatt nem játszódnak le a tisztítási folyamatok (nitrogén eltávolítás) Szennyvíz berothadása Üzemzavarok szennyvíztisztítókon (pl. hőmérsékletkülönbség által előidézett sűrűségáramok ülepítőkben)

50 Tág határok között változhat étkezési szokások detergensek mennyisége, minősége beépítettség csatornarendszer kialakítása, hossza ipari vállalatok (előtisztítás) infiltrációs víz települési folyékony hulladék (TFH) Nyers szennyvíz minősége

51 51 Hidraulikai terhelés szezonális változása

52 52 Hidraulikai terhelés napszakos változása

53 53 Szennyezőanyag koncentráció változása 24 órás átlagminták

54 54 Szennyezőanyag koncentráció napszakos változása pontminták

55 Nyers szennyvíz minősége Hidraulikai terhelés pH TSSKOIBOI 5 KOI/BOI 5 oKOI oKOI /KOI m3/dmg/L 30 város, jellemző tartomány 6000-20000 170- 780 500- 1300 200- 900 8 nagyváros10000-200007,93607003301,820037% Város1200007,748010805832,030030% Város2130007,83306303402,3 Város3140008,13009903302,9 Falu407,95905003302,7

56 Nyers szennyvíz minősége TPPO 4 -P /TP TNNH 4 -N NH 4 -N/ TN KOI/ TN BOI 5 / NH 4 -N lúg mg/L mmol/L 30 város, jellemző tartomány 8-27 35-120 2,5-15 8 nagyváros9448%70 9 Város1151175%956569%129 Város29 955067% 9 8 Város316 806073% 12 6 Falu71631%17113078%52,8

57 Hibalehetőség analitika minta kezelése mintavétel

58 Lakosegyenérték (population equivalent) 60 g/fő/d BOI 5 -nek megfelelő szervesanyag Mérések és számítások alapján egy felnőtt egy nap alatt 60 g BOI 5 -ben kifejezhető szervesanyagot juttat a szennyvízbe A lakosegyenérték fogalmának bevezetését az tette szükségessé, hogy az ipari szennyvizek szennyezőanyag tartalma összehasonlítható legyen a házi szennyvizekével (g/fő/d BOI 5 -nek megfelelő szervesanyag)

59 Átlagos szennyezőanyag kibocsátás 60 g/fő/d BOI 5 120 g/fő/d KOI 70 g/fő/d TSS 11 g/fő/d TN 2,5 g/fő/d TP Alkalmazása: ha nincs más információ! A különböző szennyvíztisztító telepekre érkező kommunális szennyvízben nagy különbségek! (lásd később)

60 Szennyvíztisztítási technológiák  Cél: szennyezőanyagok mennyiségének csökkentése  Fizikai/kémiai/biológiai módszerekkel  Változatos technológiai alternatívák  Jellemzők:  Gazdaságos legyen (építés és üzemelés)  Átalakítás (bővítés) lehetősége  Rugalmas üzemelés (a folyamatos változásoknak való megfelelés lehetősége)  Üzemirányítás, szimuláció!

61 Mit tudunk eltávolítani? Amit ma el tudunk távolítani (nem a teljes mennyiséget) Szervesanyagok (C) Nitrogénformák (N) Foszforformák (P) Egyéb „beépülő” anyagok

62 A szennyvíztisztítás célja: Első szennyvíztisztítók: Lebegőanyagok, szervesanyagok eltávolítása A biológia művi (irányított) környezetben történő működtetése Kis térfogatban sok mikroorganizmus Eljárások: Mechanikai Kémiai Biológiai Csepegtetőtestek, 1800-as évek végétől Eleveniszapos rendszerek, 1900-as évektől

63 A mechanikai szennyvíztisztítás Ülepíthető/felúsztatható szilárd szennyezők eltávolítása (sűrűség-különbség) Gépek, berendezések védelme Biológiai egységek tehermentesítése Rács, kőfogó, homokfogó, előülepítő Eltávolított anyagok kezelése (rácsszemét – hulladéklerakó, homok – tisztítás után felhasználható, nyersiszap – stabilizáció)

64 A kémiai szennyvíztisztítás Lebegőanyag, szervesanyag eltávolítás (koaguláció, flokkuláció, fázis-szétválasztás) Foszfor eltávolítás (kicsapás, koaguláció, flokkuláció, fázis-szétválasztás) Fémsók Mechanikai vagy mechanikai és biológiai eljárásokkal kombinálva

65 A biológiai szennyvíztisztítás A mechanikailag eltávolítható szennyezés után a még magas szerves- és lebegőanyag tartalmú szennyvizet mesterséges vagy természetes biológiai folyamatok révén tisztítják tovább. A biológiai szennyvíztisztítás a mikroorganizmusokban lejátszódó biokémiai reakciókon alapul. A biológiai tisztítás lényegében az élővizekben, illetve a talajban lejátszódó tisztításhoz hasonlít. Elsődleges cél a szervesanyag eltávolítás Technológiailag elfogadható időn belül nem ülepíthető (szilárd, kolloid és oldott) szervesanyagok eltávolítása Mikroorganizmusok (baktériumok) segítségével a szervesanyag ülepíthető formába hozása, majd fázis-szétválasztás Általában aerob lebontás, melynek során a fő végtermék biomassza és CO 2 További cél a növényi tápanyagok (N, P) eltávolítása Nitrifikáció, denitrifikáció, foszfor akkumuláció

66 Szennyvizek tisztítása Nincs 100%-os szennyvíztisztítás! A tisztítás mértéke akkora, hogy az adott befogadó öntisztító képessége segítségével saját állapotát ne károsítsa Jogszabályi követelmények: EU szabályozás: 91/271EEC Direktíva (1991. május 21.) Minden 2000 lakosegyenértéknél nagyobb szennyvízkibocsátással rendelkező településen meg kell oldani a szennyvizek tisztítását (2015-ig)

67 91/271/EEC Direktíva Komponens Kibocsátási koncentráció Eltávolítási hatásfok [%] BOI 5 25 mg/L70-90 KOI125 mg/L70-90 öLA35-60 mg/L70-90 TP 10e-100e Leé: 2 mg/L >100e Leé: 1 mg/L 80 TN 10e-100e Leé: 15 mg/L >100e Leé: 10 mg/L 70-80

68 Korábban: 3/1984 OVH rendelet Hat területi kategória a vízhasználatok alapján, nagyszámú komponensre kibocsátási határértékek, évi két alkalommal történő hatósági ellenőrzés, túllépés esetén bírság fizetése, szigorító és könnyítő feltételek, a kibocsátott szennyezőanyag mennyiségét nem vette figyelembe. Csak részlegesen érte el az eredeti célt, nem ösztönzött megfelelő módon a szennyezőanyag kibocsátás csökkentésére. Hazai szabályozás

69 Ez a jelenleg érvényes szabályozás, öt határérték kategória a nyers szennyvíz lakosegyenértékben (Leé) kifejezett szennyezőanyag tartalma függvényében Leé<600 601<Leé<2000 2001<Leé<10.000 10.001<Leé<100.000 Leé>100.000 Technológiai, területi határértékek, egyedi határértékek megengedhető tartománya, közcsatornába bocsáthatóság kritériumai 28/2004 KvVM rendelet

70 Változások a korábbi gyakorlathoz képest Méretezés hidraulikai kapacitás helyett a szennyezőanyag terhelés függvényében Alapvetően csak öt komponens kibocsátási határértéke szerepel Választási lehetőség a megadott kibocsátási koncentráció betartása, vagy a megadott, nyers szennyvízre vonatkoztatott %-os eltávolítás között A területileg illetékes környezetvédelmi hatóság a befogadó jellegének függvényében egyedi határértéket állapíthat meg Nagyon fontos új eleme a jelenlegi szabályozásnak, hogy a hőmérsékletet figyelembe veszi a nitrogén határérték megállapításánál. Több évtizedes probléma volt, hogy a téli időszakban az ammónium ionra ugyanaz a határérték szerepelt, mint nyáron. A nitrifikáló mikroorganizmusok működése alapvetően hőmérsékletfüggő.

71 28/2004 KvVM rendelet Terhelés [Leé]KOI kibocsátási koncentráció Eltávolítási hatásfok [%] <600300 mg/L70 600-2000200 mg/L75 2000-10000125 mg/L75 10e -100e125 mg/L75 >100e125 mg/L75

72 28/2004 KvVM rendelet Terhelés [Leé]BOI 5 kibocsátási koncentráció Eltávolítási hatásfok [%] <60080 mg/L75 600-200050 mg/L80 2000-1000025 mg/L70 – 90 10e -100e25 mg/L70 – 90 >100e25 mg/L70 - 90

73 28/2004 KvVM rendelet Terhelés [Leé]öLA kibocsátási koncentráció Eltávolítási hatásfok [%] <600100 mg/L- 600-200075 mg/L- 2000-1000035 mg/L90 10e -100e35 mg/L90 >100e35 mg/L90

74 Terhelés [Leé]öP kibocsátási koncentráció Eltávolítási hatásfok [%] <600-- 600-2000-- 2000-10000-- 10e -100e2,0 mg/L80 >100e1,0 mg/L80 28/2004 KvVM rendelet

75 Terhelés [Leé]öN kibocsátási koncentráció máj. 15–nov 15. nov. 16-ápr. 30. <600-- 600-2000-- 2000-10000-- 10e -100e1525 >100e1020 28/2004 KvVM rendelet

76 Technológiai határérték

77 Területi határérték …

78 Egyedi határérték …