PTE PMMK Környezetmérnöki Szak (BSC)

Az előadások a következő témára: "PTE PMMK Környezetmérnöki Szak (BSC)"— Előadás másolata:

1 PTE PMMK Környezetmérnöki Szak (BSC)
Iszapszerű hulladékok kezelése és biogáz hasznosítás 4. előadás és gyakorlat Szennyvíziszapok kondicionálása, feltárása fertőtlenítése Dittrich Ernő egyetemi adjunktus mb. tanszékvezető PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék Pécs, Boszorkány u. 2. B ép. 039.

2 Kondicionálás Célja: iszap felhasználásának (hasznosítás vagy lerakás) előkészítése vagy további kezelési lépcső működésének elősegítése, gazdaságosabbá tétele. Célok lehetnek: További víztartalom csökkentés Könnyen bomló szerves anyagok stabilizálása Patogének, baktériumok elpusztítása, csökkentése Szerves anyag feltárás (biodegradálhatóság fokozása) Sűríthetőség, vízteleníthetőség javítása

3 Főbb kondicionálási, feltárási eljárások
Fizikai: Mechanikai Pasztörizálás, termikus kondicionálás Ultrahangos kondicionálás Iszap mosatás Elektromos kondicionálás Mikrohullámú kondicionálás Kémiai: Szerves vegyszerekkel történő kondicionálás (polielektrolitok) Szervetlen vegyszerekkel történő kondicionálás (fém-sók, mész) Oxidáció Termo-kémiai stabilizálás Biokémiai: stabilizálás Enzimatikus Aerob stabilizálás Termofil Komposztálás Anaerob stabilizálás (rothasztás)

4 Főbb fizikai eljárások

5 Mechanikai feltárás Célok: Biodegradálhatóság fokozása
Mikroorganizmusok roncsolása Pehely méret csökkentés Vízteleníthetőség javítása Habképződési hajlam csökkentése Viszkozitás csökkentés Rothasztás előtt a biogáz kihozatal fokozása és a szilárd maradék mennyiség csökkentése

6 Mechanikai feltárási eljárások előnyei
egyszerű üzemeltetés viszonylag alacsony beruházási költség nincs káros anyag keletkezés illetve kibocsátás növeli az enzim aktivitást és a gázkihozatalt csökken a rothasztóból kijövő iszap száraz anyag tartalma javul a vízteleníthetőség dezintegrálja a flokkokat és sejteket csökkenti a habképződést a rothasztóban csökkenti az iszap viszkozitását

7 Mechanikai feltárási/kondicionálási eljárások
aprítók malmok nagynyomású ütköztető berendezések rotoros eljárás nagynyomású homogenizátorok centrifugák (legelterjedtebb, legjobb hatásfok/energia/költség arányok)

8 Fajlagos energia igény
Ahol: P: alkalmazott motor teljesítmény (W) t: feltárási idő (s) V: kezelt iszap térfogat (m3) x: iszap LA koncentrációja (kg.sza/m3)

9 Feltáró centrifugák üzemi tapasztalatai
Metán kihozatal növekedés a rothasztóban 11 – 100% Iszap viszkozitás csökkenése: kb. 6% Energia igénye kJ/kg.sz.a. Fordulatszám: kb /perc

10 Mechanikai feltárók lehetséges elhelyezési alternatívái

11 Macerátor Cél: szálas anyagok leválasztása az iszapból (általában rothasztó előtt) Működés: a szilárd részeket egy zárt térben lévő, kb 3000-es percenkénti fordulatszámmal pörgő penge ledarálja időtartama mindössze kb. 10 másodperc csaknem zajtalan szivattyúhoz hasonló kialakítás

12 Ultrahangos feltárás Előnyei: Könnyű telepítés Egyszerű üzemeltetés
Javítja a biodegradálhatóságot (biogáz kihozatalt) Max. 6%-al csökkenti a száraz anyag tartalmat a rothasztóból elfolyó iszapban 10-30%-al növeli a biogáz kihozatalt Hátrányai: Energia igény többlet és a biogáz kihozatal energia többlete általában kb. azonos Nagyon nagy energia igényű A pelyheket roncsolja de a sejteket csak nem

13 Ultrahangos feltáró működése, elhelyezési lehetőségei

14 Termikus kondicionálás
Előnyei: olcsó az üzemeltetése ha hulladék-hő hasznosításra épül javítja a gázkihozatalt a rothasztóban patogéneket inaktiválja javítja az iszap vízteleníthetőségét (akár 50% sz.a. tartalom érhető el gépi víztelenítéssel!) csökkenti az illó szerves hányadot Hátrányai: A fűtőfelületen nagymennyiségű mérgező dioxin keletkezik, mely rontja a rothasztás hatékonyságát és maradékanyagként az iszapban halmozódik fel. Az eljárás során a biomassza enzimjei is megsemmisülnek, bár ez orvosolható külön körben szabályozott recirkulációs visszaoltással. Eróziós problémák Szag problémák Magas beruházási költség Technológiai adatok: kontakt idő: 0,5-1 h Üzemi hőmérséklet: C° A rothasztással egybekötve ismert eljárások Cambi és BioThelys.

15 Pasztörizálás A termikus kondicionálásnál alacsonyabb az üzemi hőmérséklet (60-80 C°) Kontakt idő perc Jelentősen csökkenti a patogének mennyiségét Hulladék-hő alkalmazása esetén gazdaságos

16 Mikrohullámú kondicionálás
Frekvencia: 2450 MHz Magas tarózkodási idő igény A bevitt energia egy része hővé alakul (kb. 120 C°) Javítja a rothasztóban a gázkihozatalt Roncsolja a flokkokat és a sejteket egyaránt Nem eléggé kiforrott technológia még A termikus eljárásoknál energia hatékonyabb

17 Elektromos feltárás Az iszapot pulzáló elektrosztatikus térbe vezetik (20-30 kV) és ezzel érik el az iszap feltárását. Előnye: a rövid kontakt idő Hátrányai: nagyüzemi méretekben még nem kiforrott nagy az elektromos energia igénye

18 Iszap mosatás a víztelenítési szűrési ellenállás javítását szolgálja
a mosatás a finom kolloidok kimosását illetve kioldását eredményezi hatása a felhasználandó vegyszer csökkenését is eredményezi nagyon ritkán alkalmazott eljárás

19 Főbb kémiai eljárások

20 Kondicionálás kémiai oxidációval
Alkalmazott oxidáló szerek: Ózon Hidrogén-peroxid Oxigén Hátrányok: Magas költség Jelentős pH-eltolódás Előnyök: Csökkenti a rothasztó terhelését

21 Meszes kondicionálás Mész adagolás hatására hő fejlődik, mely csökkenti a patogényeket az iszapban pH lúgos irányba tolódik el Javul a vízteleníthetőség Csökken a rothadó képesség és a bűzhatás Kis és közepes telepeken az átmeneti tárolás előtt tipikus eljárás

22 Biokémiai kondicionálás – stabilizálás (rothasztás külön előadásban!)

23 Enzimatikus feltárás/kondicionálás
Enzimkészítményekkel, gombákkal való beoltással végzik az iszap feltárását Előnyök: Egyszerű eljárás Viszonylag olcsó Hátrányok: Nagy tartózkodási idő igény Stabil üzemi környezet biztosítása szükséges Stabil szubsztrát ellátás szükséges

24 Aerob stabilizálás Levegőztetett kevert reaktorban történik a stabilizáció Energia igény: 100 W/m3 Elrendezési lehetőségek: Történhet az eleveniszapos eljáráson belül (iszapkor nap) Külön reaktorban Elrendezés: elősűrítő – aerob stabilizáló – utósűrítő Max Leé-ig javasolt Előnyök: Szerves anyag tartalom 30-35%-al csökken Iszap térfogat 25-30%-al csökken Hőmérséklet emelkedéssel jár a folyamat így a patogének is jelentősen csökkennek (55-60 C°) Egyszerű kialakítás, és üzemeltetés Hátrányok: Magas energiaigény Jelentős reaktor térfogat Nagy tartózkodási idő: 20 nap

25 További stabilizációs eljárások
Komposztálás (külön előadásban!) Aerob stabilizáció Alacsony víztartalom mellett Általában gépi víztelenítés után Mezőgazdaságban hasznosítható végtermék Rothasztás (külön előadásban) Anaerob stabilizáció Magas tartózkodási idő Biogáz hasznosítási lehetsőég

26 Felhasznált irodalom Dr. Benedek Pál, Valló Sándor: Víztisztítás- szennyvíztisztítás zsebkönyv. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1990. Dr. Juhász Endre (2002): ÚTMUTATÓ - A TELEPÜLÉSI SZENNYVÍZISZAP TELEPI ELŐKEZELÉSÉHEZ. MI /2: Településekről származó szennyvizek tisztító telepei: A szennyvíz és szennyvíziszap mennisége, minősége és befogadó terhelhetősége. Műszaki Irányelv OVH 1984. Dr. Öllős Géza (1993): Szennyvíztisztítás II. BME Mérnöktovábbképző Intézet. Budapest 1993. Nagy Tamás (2011): A bonyhádi szennyvíztisztító telep iszapvonalának felülvizsgálata, iszapsűrítő műtárgy tervezése. Szakdolgozat. PTE-PMMK Környezetmérnöki Szak 2011. Németh Nóra: A GÉPI ISZAPKEZELÉS LEHETŐSÉGEI ÉS AZ EHHEZ KAPCSOLÓDÓ TAPASZTALATOK Barótfi István (szerk): Környezettechnika – A szennyvíziszap kezelése Németh Zs. – Kárpáti Á.: Anaerob iszaprothasztás intenzifikálása ultrahanggal. Négy éb üzemi tapasztalatai a bambergi tisztítóműben. Maszesz Hírcsatorna P. Foladori et al: Sludge Reduction Technológies in Wastewater Treatment Plants. IWA Publishing, New York, 2010.

27 Köszönöm a megtisztelő figyelmet!