Környezetvédelem 2014 Vizek Védelme 2.0 Pintér Péter Mihály

Az előadások a következő témára: "Környezetvédelem 2014 Vizek Védelme 2.0 Pintér Péter Mihály"— Előadás másolata:

1 Környezetvédelem 2014 Vizek Védelme 2.0 Pintér Péter Mihály
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet Környezetvédelem 2014 Vizek Védelme 2.0 Pintér Péter Mihály Szoba : A28

2 A vízszennyezés Mit nevezünk vízszennyező anyagnak?
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet A vízszennyezés Mit nevezünk vízszennyező anyagnak? A vízszennyező anyag a felszíni vizek természetes minőségét hátrányosan befolyásoló olyan anyag vagy hőenergia, amely az emberi tevékenység közvetlen vagy közvetett eredményeként kerül a felszíni vízbe, és amely káros vagy káros lehet az emberi egészségre, az élővilágra vagy a környezet más elemeire, illetve károsítja vagy károsíthatja az anyagi javakat A vízszennyezés a vízszennyező anyagnak a kibocsátási határértékét meghaladó mértékű, közvetlen vagy közvetett felszíni vízbe bocsátása

3

4 A vízszennyező anyagok kibocsátási határértékei
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet A vízszennyező anyagok kibocsátási határértékei A vízszennyező anyag kibocsátási határértéke a felszíni vízbe kibocsátható szennyezőanyag mértéke. A határérték lehet: technológiai határérték területi határérték egyedi határérték A technológiai határérték egyes gazdasági, háztartási, település-üzemeltetési tevékenységek általi szennyvíz kibocsátásra megállapított vízszennyező anyag kibocsátási koncentráció, vagy fajlagos kibocsátási érték.

5 A határértékek három fő csoportja:
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet A határértékek három fő csoportja: I Települések szennyvízelvezetésére és - tisztítására vonatkozó technológiai határértékek II A 220/2004. (VII. 21.) Korm. rendelet 1. számú melléklete szerinti I. listába tartozó anyagok és az azbeszt kibocsátási határértékei III Az egyes tevékenységek folytatása során keletkező használt- és szennyvizek kibocsátására megállapított technológiai határértékek

6 I Települések szennyvízelvezetésére és - tisztítására
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet I Települések szennyvízelvezetésére és - tisztítására vonatkozó technológiai határértékek Kiépített terhelési kapacitás Szennyező komponens határértéke (koncentráció, vagy min. eltávolítási %) KOIk BOI5 Összes lebegő anyag LE mg/l % <600 300 70 80 75 100 - 200 50 125 25 70-90 35 90 > LE: átlagos szociális feltételek között, egy személy után keletkező szennyvízmennyiség ( l/nap) biológiai tisztításához szükséges oxigén mennyisége. Ez az érték a helyi adottságoktól függően BOI: 20-70g/O2 /nap. Mértékegysége: 1LE 1LE-nek az 56g/O2 /nap BOI5-ben mért értéket választották.

7 3. Hexaklórciklohexán (HCH) 4. Széntetraklorid 5. DDT
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet II. A 220/2004. (VII. 21.) Korm. rendelet 1. számú melléklete szerinti I. listába tartozó anyagok és az azbeszt kibocsátási határértékei 1. Higany 2. Kadmium 3. Hexaklórciklohexán (HCH) 4. Széntetraklorid 5. DDT 6. Pentaklórfenol 7-10. Aldrin, Dieldrin, Endrin, Izodrin 11. Hexaklórbenzol 12. Hexaklórbutadién 13. Triklórmetán (kloroform) 14. 1,2-diklóretán 15. Triklóretilén 16. Perklóretilén 17. Triklórbenzol A 220/2004. (VII. 21.) Korm. rendelet 1. számú melléklete szerinti I. listába tartozó anyagok

8 Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
III. Az egyes tevékenységek folytatása során keletkező használt- és szennyvizek kibocsátására megállapított technológiai határértékek Ebben a csoportban különböző technológiák szennyvizeinek jellemző komponenseire vannak megadva határértékek: élelmiszeripar, papíripar, vegyipar, textilipar, stb. A gépipari technológiák közül határérték van megállapítva például az alábbi tevékenységekre: vas-és acélgyártás, vas-acél- és temperöntés, fémgyártás, fémmegmunkálás és fém felületkezelés. A területi határérték a vízszennyező anyag közvetlen bevezetésére, a vízminőség- védelmi területi kategóriák figyelembevételével megállapított kibocsátási koncentráció érték.

9 3. Időszakos vízfolyás befogadók
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet A befogadók területi kategória szerinti lehatárolása: A Balaton, valamint a vízgyűjtő területén lévő közvetlenül bevezető befogadók 2. Egyéb védett területen lévő befogadók, pl. Velencei-tó, Fertő tó, stb. 3. Időszakos vízfolyás befogadók 4. Általánosan védett befogadók: minden az 1., 2. és 3. kategóriába nem tartozó felszíni víz befogadó Az egyedi határérték közvetlen bevezetés esetén, a környezetvédelmi felügyelőség által megállapítható, egy adott szennyező anyagra vonatkozó ideiglenes kibocsátási koncentráció érték.

10 Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
Szennyvíztisztítás A szennyvíz fizikai, kémiai, vagy biológiai minőségében megváltozott, vízszennyező anyagot tartalmazó víz. A vízszennyezés következtében a víz emberi használatra részben, vagy teljesen alkalmatlanná válik, ill. a természetes vízi életfolyamatok kárt szenvednek. A szennyvíztisztítás fizikai, kémiai és biológiai eljárások összessége. A szennyvíztisztítás célja a szennyező anyagok olyan mértékű eltávolítása, hogy a vízben maradó szennyezéseket a befogadó természetes víz öntisztító ereje képes legyen lebontani, vagy esetleg ismételt felhasználásra (főként ipari vagy mezőgazdasági) alkalmassá tegye.

11 A kommunális szennyvizek jellemzői
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet A kommunális szennyvizek jellemzői A szennyezett vizek jellemzésére szolgáló paraméterek: - kémiai oxigénigény, KOIk [mg/ dm3] - biokémiai oxigénigény, BOI5 [mg/ dm3] - nitrát, ammónia, foszfát koncentráció [mg/ dm3] - lebegő anyag koncentráció [mg/ dm3] A kommunális szennyvizek tisztítása A szennyvíztisztítás fokozatai: - Elsődleges szennyvíztisztítás (mechanikai tisztítás) - Másodlagos szennyvíztisztítás (biológiai tisztítás) - Harmadlagos szennyvíztisztítás (kémiai tisztítás)

12 Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
A mechanikai tisztítás célja a szilárd halmazállapotú, víztől eltérő sűrűségű, ülepíthető, ill. úszó és lebegő anyagok szennyvízből való leválasztása. A kolloid méretű részecskék leválasztását koaguláló- flokkuláló eljárással valósítják meg. A vegyszeradagolással létrehozott mikro- és makropehely képződést és az ezt követő fáziselválasztást (leggyakrabban ülepítést) együttesen derítésnek nevezik. Koaguláció: a vízkezelés során a kolloid részecskék destabilizálását jelenti, amely a részecskék közötti taszítóerő csökkenésének ill. megszűnésének hatására következik be. Flokkuláció: pehelyképződés; a koagulált részecskék további összekapcsolódása nagyobb halmazokká. A felszíni vizek tisztításakor derítőszerként Al3+és Fe3+ sókat, ill. polimereket alkalmaznak. A mechanikai tisztítás védi a különféle gépi berendezéseket (szivattyúk, kotrók stb.), és csökkenti a biológiai és az iszapkezelő berendezések szilárdanyag-terheléseit is. Mechanikai tisztítóberendezések: rácsok, sziták, szűrők, homokfogók, ülepítők, hidrociklonok, úsztató berendezések, flotációs medencék, sűrítők és oldó medencék

13 A teljes szennyvíztisztító rendszer értelmezése
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet A teljes szennyvíztisztító rendszer értelmezése

14 Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
Szűrőrács

15 Rácsszűrőből elfolyó víz
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet Rács-szemét Rácsszűrő-ház Rácsszűrőből elfolyó víz

16 Kétcsatornás homokfogó működési elve
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet Kétcsatornás homokfogó működési elve

17 Kétcsatornás homokfogó
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet Kétcsatornás homokfogó Homokfogó

18 Homokfogó megoldások a gyakorlatban
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet Homokfogó megoldások a gyakorlatban

19 vízszintes átfolyású :
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet vízszintes átfolyású : sugárirányú átfolyású Dorr-medence Dorr ülepítő

20 Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet

21 Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet

22 Függőleges áramlású ülepítő berendezések
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet Függőleges áramlású ülepítő berendezések Ülepítő kúp , Graever ülepítő

23 Ülepítés hatásosságának növelése : - flokkulálás ( pelyhesítés)
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet Ülepítés hatásosságának növelése : - flokkulálás ( pelyhesítés) - Derítés-flotálás Méretnövelést előidéző eljárások Alkalmazott flokkuláló szerek: FeSO4, FeCl3, Al2(SO4)3, KAl(SO4)2, PAC(BOPAC) polialumínium-klorid , SEDOSAN, FLOKONIT

24 Flokkulálás FeCl3 alkalmazásával
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet Flokkulálás FeCl3 alkalmazásával

25 Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet

26 Biológiai szennyvíztisztítás
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet Biológiai szennyvíztisztítás A biológiai szennyvíztisztítás során a szennyvíz szervesanyag- tartalmát mikroorganizmusok segítségével bontják le. A lebontás történhet aerob és anaerob módon. A lebontási termékek: aerob lebontás esetén víz és szén-dioxid, anaerob lebontáskor metán, széndioxid, kén-hidrogén, ammónia, stb. Az aerob folyamatok biztosításához oxigénre van szükség, amelyet levegő bejuttatással biztosítanak. A keletkezett iszapot ülepítéssel távolítják el. A biológiai lebontás történhet: csepegtető testes eljárással merülő tárcsás eljárással eleveniszapos medencében tavas tisztítással

27 A szennyvíztisztításban résztvevő mikroorganizmusok
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet A szennyvíztisztításban résztvevő mikroorganizmusok

28 Biokémiai – Mikrobiológiai szennyvízkezelés
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet Biokémiai – Mikrobiológiai szennyvízkezelés Mikroorganizmusok felhasználása Aerob Anaerob C CO C,H CH4 H H2O Mikrobiológiai szervesanyag lebontás

29 Merülőtárcsás eljárás
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet Merülőtárcsás eljárás

30 Eleveniszapos eljárás
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet Eleveniszapos eljárás

31 A teljesoxidációs eleveniszapos szennyvíztisztítás változatai
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet A teljesoxidációs eleveniszapos szennyvíztisztítás változatai

32 Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
Eleveniszapos medence alsó levegőbevezetéssel, lemez diffúzoros megoldás

33 Finombuborékos diffúzorok
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet Finombuborékos diffúzorok Dóm - diffúzor Perforált membrán diffúzor Cső - diffúzor

34 Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
Kémiai eljárások A kémiai eljárásokhoz tartoznak mindazok az eljárások, amelyek nem sorolhatók az elsődleges ill., a másodlagos tisztítási fokozatba. Pl. fertőtlenítés, nehézfémek kicsapatása, a P kicsapatása, stb. A szennyvíztisztítás során keletkezett iszapot kezelni kell. Az iszapkezelés célja az iszap nagy víztartalmának, ill. fertőzőképességének csökkentése. Főbb eljárásai: kondicionálás (biológiai, kémiai, termikus), sűrítés, víztelenítés (centrifugálás, szűrés, szikkasztás), szárítás, égetés, rothasztás, komposztálás, lerakás. A kezelt iszap felhasználási lehetőségei: talajjavítás, biogáz-termelés, komposztkészítés

35 A gépipar vízfelhasználása, szennyvizei
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet A gépipar vízfelhasználása, szennyvizei A gépipar vízfelhasználása két területen jelentős: hűtővizek öblítő vizek Hűtővizek A víz, nagy hőkapacitása miatt a legnagyobb mennyiségben alkalmazott hűtőközeg. A hűtővíz, ha élővízbe vezetik, hőszennyeződést okoz. A hőszennyezés következménye, hogy emelkedik a víz hőmérséklete, csökken az oldott oxigén-tartalma, elpusztulnak a benne lévő élőlények.

36 Öblítő vizek Az öblítővizek a gépiparban a felületkezelés során szükségesek. A felületkezelés technológiai műveletei: zsírtalanítás, savas kezelés, galvanizálás, barnítás, foszfátozás, elektrolitikus kezelések, stb. A technológiai műveletek után a kezelt fémtárgyak felületéről a szennyező anyagokat vizes öblítéssel távolítják el. Az így keletkezett szennyvizek fémionokat, sókat, savakat, lúgokat, cianidokat, stb. tartalmaznak.

37 Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
Olajos szennyvizek Az olajipar szennyvizei tartalmaznak ülepíthető, felúsztatható és emulzióban lévő komponenseket. A víznél nagyobb sűrűségű anyagok eltávolítása ülepítéssel történik, homokfogóban. A víznél kisebb sűrűségű anyagok eltávolítása felúsztatással, olajfogókban történik. Olajfogó

38 Az olaj eltávolítása történhet még flotálással is:
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet Az olaj eltávolítása történhet még flotálással is: vegyszerekkel felúsztatják az olajokat, és lefölözik

39 A vízfelhasználás, vízszennyezés csökkentési lehetőségei
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet A vízfelhasználás, vízszennyezés csökkentési lehetőségei a./ Anyaghelyettesítés Az anyaghelyettesítés egyik lehetséges módja, hogy azokat az anyagokat helyettesítjük más anyagokkal, amelyek a nehézfém-ion- tartalmú szennyvizek és hulladékok kezelését megnehezítik. Pl. az erős komplexképzők nehezen deríthető komplexeket képeznek, s ezeket gyenge komplex-képzőkkel helyettesítik. A gyenge komplex-képzők (foszfátos vagy ciános oldatok) kezelése egyszerűbb. A másik mód a nyersanyagok, ill. segédanyagok helyettesítése.

40 b./ A gyártási eljárás változtatása
Két lehetőség van: más gyártási eljárást alkalmaznak, vagy az adott technológiát módosítják. Ez utóbbi esetben az öblítővíz mennyiségét csökkentik, amelyet úgy valósíthatnak meg, hogy az átfolyó öblítés helyett permetező öblítést, ill. lépcsős kaszkádokat alkalmaznak. Anyagvisszanyerés bepárlással, stb.

41 c./ Az értékes anyag és a víz visszaforgatása
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet c./ Az értékes anyag és a víz visszaforgatása Az öblítő víz tisztításával a nyert tisztított víz a folyamatban újra visszavezethető, a tisztítási eljárások során kapott értékes anyag felhasználható. Eljárási módok: A fürdő oxidált anyagainak redukálása, fémkinyerés Kicsapatás Szilárd anyagok eltávolítása (szűrés, flotálás, stb.) Nehézfémek elektrolitikus leválasztása Ioncsere, stb. Anyagvisszanyerés bepárlással, stb.