Előadást letölteni
Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon
1
VÍZMINŐSÉG- SZABÁLYOZÁS
2
VÍZMINŐSÉGSZABÁLYOZÁS (BMEEOVK IK08)
DR. CLEMENT ADRIENNE egy. docenss KOVÁCS ÁDÁM SÁNDOR doktorandusz ELŐADÁSOK: Hétfő RÉSZVÉTEL AJÁNLOTT GYAKORLATI ÓRÁK: Péntek (+,#) RÉSZVÉTEL KÖTELEZŐ KÖVETELMÉNYEK: 2 ZÁRTHELYI (március 27., május 15.) VIZSGA: ÍRÁSBELI ÉS SZÓBELI SEGÉDANYAGOK: ELŐADÁSOK, PÉLDÁK, FELKÉSZÍTŐ KÉRDÉSEK BME VÍZI KÖZMŰ ÉS KÖRNYEZETMÉRNÖKI TANSZÉK
3
TÁRGY FELÉPÍTÉSE, TÉMAKÖRÖK
VÍZMINŐSÉGSZABÁLYOZÁS CÉLJA, FELADATA, ESZKÖZEI BEVEZETŐ ELŐADÁS, EGYSZERŰ SZABÁLYOZÁSI PÉLDA VÍZMINŐSÉG MEGHATÁROZÁSA, VÍZSZENNYEZŐK ÉS VÍZMINŐSÉGI JELLEMZŐK VÍZMINŐSÍTÉS, VÍZMINŐSÉGI MONITORING ÚJ FELADATOK: VÍZ KERETIRÁNYELV TRANSZPORT FOLYAMATOK VIZEKBEN TRANSZPORT EGYENLET (KONVEKCIÓ, DIFFÚZIÓ, TURBULENS DISZPERZIÓ) ANALITIKUS MEGOLDÁSOK, ELKEVEREDÉSI PÉLDÁK (2D, 1D CSÓVA SZÁMÍTÁS) VÍZFOLYÁSOK OXIGÉN HÁZTARTÁSÁNAK SZÁMÍTÁSA STREETER-PHELPS MODELL ÉS TOVÁBBFEJLESZTÉSEI SZENNYVÍZBEVEZETÉSEK HATÁSÁNAK SZÁMÍTÁSA, PÉLDÁK OXIGÉN HÁZTARTÁS SZABÁLYOZÁSA BAKTERIOLÓGIAI SZENNYEZÉS TAVAK, EUTROFIZÁLÓDÁS, TÓSZABÁLYOZÁS TAVAK JELLEMZŐI: MORFOLÓGIA, VÍZMÉRLEG, VÍZMOZGÁSOK, TÁPANYAGFORGALOM ÖSSZES P MODELL (VOLLENWEIDER), EUTROFIZÁLÓDÁS EUTROFIZÁCIÓ MODELLEZÉSE DIFFÚZ TERHELÉS MEGHATÁROZÁSA ÉS CSÖKKENTÉSÉNEK MÓDSZEREI VÍZMINŐSÉGSZABÁLYOZÁS ESZKÖZEI HAZAI ÉS UNIÓS: JOGI ÉS GAZDASÁGI ESZKÖZÖK CSATORNÁZÁS-SZENNYVÍZTISZTÍTÁS SZEREPE A VÍZMINŐSÉGVÉDELEMBEN, EGYEDI MEGOLDÁSOK
4
H2O KRISTÁLYSZERKEZET DIPÓLUS TULAJDONSÁG
SŰRŰSÉG ANOMÁLIA DIPÓLUS TULAJDONSÁG JÓ OLDÓSZER, SZÁLLÍTÓ KÖZEG NAGY VISZKOZITÁS, FELÜLETI FESZÜLTSÉG KAPILLARITÁS: NÖVÉNYEK VÍZ FELVÉTELE MAGAS FAJHŐ HŐTÁROLÓ KÉPESSÉG, HŐHÁZTARTÁS SZABÁLYOZÁSA 1.4 milliárd km3, a földkéreg felszínének 71 %-át borítja víz
5
(jégsap-kák, gleccse-rek) Telítet-len talaj-zóna
VÍZKÉSZLETEK 2.6 % édes-víz 0.14 ‰ 97.4% óceá-nok, tenge-rek 0.61 % talajvíz 1.98% jég (jégsap-kák, gleccse-rek) 0.05 ‰ Telítet-len talaj-zóna 0.07 ‰ tavak, tározók .02 ‰ folyók, atmosz-féra, élővilág 1.4 milliárd km3, a földkéreg felszínének 71 %-át borítja víz
6
A VÍZ KÖRFORGÁSA HIDROLÓGIAI CIKLUS
KÖLCSÖNHATÁS A BIOSZFÉRA TÖBBI ELEMÉVEL PÁRASZÁLLÍTÁS CSAPADÉK PÁROLGÁS LÉLEGZÉS PÁROLGÁS CSAPADÉK FELSZÍNI VÍZFOLYÁSOK BESZIVÁRGÁS TÓ TENGEREK FOLYÓ SZÁRAZFÖLD VISSZAFOLYÁS FÖLD ALATTI VÍZFOLYÁSOK © Moser (1997)
7
TELEPÜLÉSI VÍZGAZDÁLKODÁS:MÚLT
VÁROS VT
8
VÍZI KÖZMŰ INFRASTRUKTÚRA FEJLŐDÉSE (”KÖZMŰOLLÓ” ALAKULÁSA)
Lakosság %-a ~ 30% 100 90 Vízellátott lakosok a közkifolyós ellátással együtt 80 70 Vízellátott lakosok 60 ~ 10% 50 Csatornázott területen élők 40 30 20 Csatornázott lakosok 10 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
9
TELEPÜLÉSI VÍZGAZDÁLKODÁS:JELEN
VÁROS VT SZVT
10
VÍZMINŐSÉG-SZABÁLYOZÁS
GAZDÁLKODÁS KÖRNYEZET- GAZDÁLKODÁS VÍZMINŐSÉG-SZABÁLYOZÁS
11
TEVÉKENYSÉG HASZNÁLAT IGÉNY EMISSZIÓ SZENNYEZÉS MINÔSÉG ROMLÁS SZABÁLYOZÁS MODELL
12
SZABÁLYOZÁS ALAPEGYSÉGE: VÍZGYŰJTŐ
F
13
TÖRTÉNETI ÁTTEKINTÉS JÁRVÁNYOK: KOLERA, TÍFUSZ
„WATER CLOSET”: A VÍZMINŐSÉGI PROBLÉMÁK KEZDETE JÁRVÁNYOK: KOLERA, TÍFUSZ : AZ EURÓPAI VÁROSOKBAN - (LONDON, STOCKHOLM, KOPPENHÁGA, PÁRIZS, HAMBURG TÖBB EZER ÁLDOZAT) A KÓROKOZÓK A VÍZZEL TERJEDNEK A TERJEDÉSHEZ HOZZÁJÁRULT AZ ANGOL WC ELTERJEDÉSE NÖVEKVŐ VÍZFOGYASZTÁS TÚLTERHELT EMÉSZTŐK FELISMERÉS: DR. SNOW LONDONI ORVOS (BROAD STREET-I KÚT BEZÁRÁSA) 1880: „VIBRIO CHOLERAE” KIMUTATÁSA (DR KOCH, KÉSŐBB NOBEL-DÍJ)
14
OXIGÉN HÁZTARTÁSI PROBLÉMÁK
15
TAVAK EUTROFIZÁLÓDÁSA
© Miller
16
TAVAK EUTROFIZÁLÓDÁSA
Bedetti Lake, Argentina © www-cyanosite.edu
17
EUTROFIZÁCIÓ: FEKETE-TENGER
DUNA Klorofill-a koncentráció © danubs.tuwien.ac.at
18
DUNA VÍZGYŰJTŐ: 11 ORSZÁG
TÁPANYAGTERHELÉS FORRÁSOK SZERINTI MEGOSZLÁSA (1992)
19
Duna vízgyűjtőre készített becslés (MONERIS, Behrendt et al, 2003)
20
MINAMATA, HIGANYSZENNYEZÉS
Minamata-öböl Chisso
21
MINAMATA, HIGANYSZENNYEZÉS
© W. E.Smith & A. M. Smith
22
MINAMATA, HIGANYSZENNYEZÉS
Hg koncentráció HALEVŐ MADARAKBAN 5000 ppb NAGY HALAKBAN ppb KIS HALAKBAN 2-200 ppb ZOOPLANKTONBAN 2-20 ppb VÍZBEN ppb
23
HAVÁRIÁK Exxon Valdez (1989)
24
Nagybánya, 2000.01.30. 100 t cianid, + réz és cink;
A koncentráció csúcsok több nagyságrenddel meghaladják a határértékeket; 1000 tonna halpusztlás két hét alatt.
26
A 30 CM ALATTI ÉVES VÍZSZINTEK ELŐFORDULÁSA 5000 ÉV ALATT
27
A JÖVŐ KIHÍVÁSAI Lépték A globalizáció meglepetései J Ö V Ő
GLOBÁLIS Járványok Eutrofizálódás Toxikus szennyezők Éghajlatváltozás O2 háztartás Arvíz, vízhiány Nitrátosodás Haváriák Hőszennyez. A globalizáció meglepetései Savasodás KONTINENTÁLIS REGIONÁLIS J Ö V Ő LOKÁLIS Év
28
PROBLÉMÁK OKOK TÜNETEK SZABÁLYOZÁS OXIGÉN HÁZTARTÁS BAKTERIOL. SZ.
SZENNYVÍZBEV., BIOLÓGIAILAG BONTHATÓ SZERVES A. OXIGÉNHIÁNY, HALPUSZTULÁS SZENNYVÍZTISZTÍTÁS: SZERVESANYAG ELTÁVOLÍTÁS BAKTERIOL. SZ. TISZTÍTATLAN SZV. FERTŐZŐKÉPESSÉG SZVT: FERTŐTLENÍTÉS HŐSZENNYEZÉS HŐTŐVÍZ VISSZAVEZETÉSE HŐSOKK, OLDOTT OXIGÉN CSÖKK. HŰTŐTORONY, HŐLÉPCSŐ CSÖKK., ELKEVEREDÉS JAV. EUTROFIZÁLÓ-DÁS SZENNYVIZEK P,N TARTALMA, DIFFÚZ TERHELÉS (MEZŐG.) ALGÁSODÁS, ESZTÉTIKA, TOXIKUS, IVÓVÍZ PROBL. SZVT.: TÁPANYAG ELTÁV. MEZŐGAZD: LEGJOBB GYAKORLAT, TÁPANYAGGAZD KOTRÁS,BIOMAN.,STB NITRÁTOSODÁS TÚLTRÁGYÁZÁS, SZV. SZIKKASZTÁS TALAJVÍZ MAGAS NITRÁT KONC., MÉRGEZŐ (IVÓVÍZ) CSATORNÁZÁS, TÁPANYAGGAZDÁLKODÁS TOXIKUS SZ., HAVÁRIÁK IPARI BALESETEK, NÖVÉNYVÉDŐSZEREK, OLAJSZÁRMAZÉKOK MÉRGEZÉS, BIOAKKUMULÁCIÓ, ÉLŐVILÁG PUSZTULÁSA BIZTONSÁG JAVÍTÁSA, KOCKÁZATI TÉNYEZŐK CSÖKK, JOGI ESZKÖZÖK SAVASODÁS LÉGKÖRI EMISSZIÓK: SO2, NOX PH CSÖKK., AL ÉS NEHÉZFÉM KIOLD., ÉLŐVILÁG PUSZT. LÉGSZENNYEZÉS CSÖKK. (KATALIZÁTOR, SO2 ELTÁV.), MESZEZÉS KLÍMAVÁLTO-ZÁS ÜVEGHÁZ GÁZOK KIBOCS. NÖV., ERDŐIRTÁS FELMELEGEDÉS, SZÉLSŐSÉGES IDŐJÁRÁSI ESEMÉNYEK EMISSZIÓK CSÖKK. (???), MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK
29
AZ ÚJ KIHÍVÁS: EU Víz Keretirányelv
Vízgyűjtőszemlélet, integrált vízgazdálkodás Jó (ökológiai) állapot Direktívák/irányelvek Környezet és fenntartható fejlődés a központban
30
Felszíni vizek minőségének meghatározója: 96% külföldi eredet
Folyók sokévi középvízhozama (m3/s)
31
Vizeink minősége az oxigén háztarás jellemzői (BOI5, KOI, O2) szerint
(Értékelés a 2000 évi törzshálózati vízminőségi adatok alapján az MSZ szeint) Osztály
32
WATER QUALITY CHANGES
33
Nemzeti Települési Szennyvízelvezetési és Tisztítási Megvalósítási Program
686 db 2000 LEÉ feletti agglomeráció (1472 település) csatornázása További 840 db. kistelepülés sérülékeny területen Szennyvizek teljes biológiai tisztítás Érzékeny befogadóknál (Balaton, Velencei tó , Fertő tó) tápanyag eltávolítás 850 milliárt Ft beruházás, Megvalósulás: 2015-re 8 prioritási kategória a megvalósítás ütemezésére
34
Csatornázás költségei:
Csatornázás költségei: Egy lakosra eső csatornahossz és a laksűrűség kapcsolata
35
SZENNYVÍZTISZTÍTÓ TELEPEK SZÁMÁNAK ALAKULÁSA ÉS MÉRET SZERINTI MEGOSZLÁSA
36
A VIZSGÁLT VÁLTOZATOK BERUHÁZÁSI KÖLTSÉGEI
(MILLIÁRD FT) ~ 300 Milliárd Ft ~ 200 milliárd Ft
37
KÖLTSÉG-HATÉKONYSÁG
38
EMISSZIÓ CSÖKKENÉS (A JELENLEGI %-ÁBAN)
39
KOMMUNÁLIS SZENNYVÍZTISZTÍTÓ TELEPEK (2003)
40
KOMMUNÁLIS SZENNYVÍZTISZTÍTÓ TELEPEK (2015)
New WWTP-s
41
HÍGULÁSI ARÁNY (2003) Dilution (Q/q)
42
HÍGULÁSI ARÁNY (2015) Dilution (Q/q)
45
ÖSSZES (SZERVETLEN) NITROGÉN JELENLEGI ÁLLAPOT
I.-II.o. III.o. IV.-V.o.
46
ÖSSZES (SZERVETLEN) NITROGÉN ELŐREJELZÉS: 2015
I.-II.o. III.o. IV.-V.o.
47
ÖSSZES FOSZFOR JELENLEGI ÁLLAPOT I.-II.o. III.o. IV.-V.o.
48
ÖSSZES FOSZFOR ELŐREJELZÉS: 2015 I.-II.o. III.o. IV.-V.o.
49
OLDÓMEDENCE (OLDÓAKNA) SZIKKASZTÓÁGY (SZIKKASZTÓAKNA)
HAGYOMÁNYOS RENDSZEREK: MŰSZAKI MEGOLDÁSOK OLDÓMEDENCE (OLDÓAKNA) SZIKKASZTÓÁGY (SZIKKASZTÓAKNA)
50
A HAGYOMÁNYOS MEGOLDÁSOK ALKALMAZHATÓK
1432 TELEPÜLÉS
51
A HAGYOMÁNYOSTÓL ELTÉRŐ MEGOLDÁSOK
52
TELEPÜLÉSI VÍZGAZDÁLKODÁS:JÖVŐ
MEZŐGAZDASÁG VÁROS VT SZVT
53
VÍZMINŐSÉGSZABÁLYOZÁSI PÉLDA
1 1. Település 2 2. Település X - hatásfok ( 0 , 1 ) X1 X2 TÓ FOLYÓ E - szervesanyag (BOI5) emisszió E1 E2 Ch Ipari vízkivétel (határérték, CH2) 3 Fürdés (CH3) Jelen: Célállapot (befogadó határérték) Oldott oxigén koncentráció C2 = Ch - a12E1 C3 = Ch - a13E1 – a23E2 Ch, C2, C3 - jelen állapot (monitorozás) Feltételi egyenletek (tisztítás után): a átviteli tényező: az 1 helyen lévő emisszió hatása a 2 helyen. (emisszióimmisszió) Ch - a12E1(1-X1) CH2 Ch - a13E1 (1-X1) - a23E2(1-X2) CH3 X1, X2 > XA X1, X2 < XF
54
MEGOLDÁSOK KERESÉSE: x1 x2 1 xF xA
2. Egyenletes terhelés csökkentés: X1 = X2 1. Legjobb technológia (BAT) – technológiai határérték 3. Leggazdaságosabb megoldás: költség-minimum min [K1(X1) + K2(X2)] CÉLFÜGGVÉNY min [k1X1 + k2X2] LINEÁRIS VÁLTOZAT HELYES A KÖLTSÉG FÜGGVÉNY?
55
CÉLFÜGGVÉNY, KORLÁTOZÓ TÉNYEZŐ, DÖNTÉSI VÁLTOZÓ
OPTIMALIZÁLÁS ÉS LINEÁRIS PROGRAMOZÁS BIZONYTALANSÁGOK: BIZTOS, HOGY TUDJUK A MEGOLDÁST? MITŐL FÜGGENEK AZ (1) ÉS (2) FELTÉTELEK? JELENLEGI VÍZMINŐSÉG: - MINTAVÉTELEZÉSI ÉS ANALITIKAI HIBÁIK - MÉRTÉKADÓ ÁLLAPOT MEGHATÁROZÁSA EMISSZIÓK MEGHATÁROZÁSA: - PONTFORRÁSOK: MÉRÉS, BECSLÉS - DIFFÚZ TERHELÉSK: KIS KONC., NAGY TERÜLET CSAPADÉK HATÁSA, BECSLÉS: BIZONYTALAN ÁTVITELI TÉNYEZŐ: - KONZRVATÍV SZENNEZŐ: HÍGULÁS, ELKEVEREDÉS - NEM KONZERVATÍV: ÜLEPEDÉS, LEBOMLÁS VÍZMINŐSÉGI MODELL! KÖLTSÉGEK MEGHATÁROZÁSA: SZENNYVÍZTISZTÍTÁS - FAJLAGOS KÖLTSÉG:TECHNOLÓGIA, TELEPMÉRET - BERUHÁZÁS ÉS ÜZEMELÉS, MŰKÖDÉS - NEM LINEÁRIS - CSATORNÁZÁS KÖLTSÉGE MIT KEZDJÜNK A BIZONYTALANSÁGOKKAL?
56
A VÍZMINŐSÉGSZABÁLYOZÁS LÉPÉSEI
JELENLEGI ÁLLAPOT FELMÉRÉSE (VÍZMINŐSÉG, EMISSZIÓK) CÉLÁLLAPOT (VÍZHASZNÁLATOK!) ALTERNATÍVÁK ÉS AZOK ÉRTÉKELÉSE MEGOLDÁS KIVÁLASZTÁSA (DÖNTÉSHOZÓK) MEGVALÓSÍTÁS MONITORING: TELJESÜLT A CÉLÁLLAPOT? IDŐIGÉNYES SOK SZEREPLŐ A KIVÁLASZTÁS SZEMPONTJAI: ÉRDEKELLENTÉTEK
Hasonló előadás
