Szabó Anita Egyetemi adjunktus BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék. Előülepítő. Eleveniszapos Utóülepítő. Fölösiszap. Biogáz.

Átírás

1 Szabó Anita Egyetemi adjunktus BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék Nyers szv. Szennyvíztisztítás technológiai egységei Rácsszem. Elszállítás Csurgalékvíz Homok Rács Homokfogó Mechanikai tisztítás Zsírfogó Előülepítő Zsír Nyersiszap Biológiai tisztítás Eleveniszapos Utóülepítő medence Iszap recirkuláció Fölösiszap Tisztított szv. Sűrítő Biogáz Gáztartály Iszap Higienizálás Rothasztó 35 C Iszapkezelés Iszaptároló Használat (mezőgazdaság víztelenítés, szárítás, égetés, depónia) 1

2 Néhány alapfogalom Mechanikai tisztítás (fizikai folyamatok) Elő-mechanikai tisztítás Durva fázisszétválasztás, többnyire a szilárd és a folyadék fázisok Még az előülepítés előtt található Elő-mechanikai kezelés célja A nagyméretű, durva szennyezőanyagok eltávolítása Tipikus anyagok: Háztartási eredetű (rongyok, műanyag zsákok, intim betétek, óvszerek stb.) Tetőhéjalásról és útburkolatról a csatornába kerülő szilárd anyagok Homok (szilárd burkolatról) 2

3 Elő-mechanikai berendezések Rácsok, szűrők (screens) Kőfogók és kavicsfogók (grit tank, grit separator, degritting unit) Homokfogók (sand removal devices) Kőfogók Cél: a rács védelme (egyesített rendszernél) Egyszerű, általában gúla alakú műtárgy, a befolyó csatorna medenceszerű lemélyülése, ahol a görgetett anyagok (kövek, más nagysűrűségű durva anyagok) kiülepednek Az összegyűlt szilárdanyagokat markológéppel távolítják el 3

4 Rácsok Cél: dugulások elleni védelem, rácsszemét kiszűrése Durvarács: 6-60 mm Finomrács: 4-6 mm (egyre kisebb pálcaközű rácsokat alkalmaznak) Rácsszemét: 10 mm pálcaköznél dm 3 /leé/év vagy 3-5 g TS/leé/d A rácsok által visszatartott BOI 5 : 6 7% Rácsszemét mennyisége Pálcaköz mm 3-6 mm 1-2 mm < 1 mm l/leé/év préselés előtt l/leé/év préselés után

5 Síkrács (bar screen) Dobrács (drum screen) Kisebb telepeken alkalmazzák Rácsszemét-mosó csigapréssel kombinálva 5

6 Rács Dobrács (drum screen) Tervezési megfontolások Vízhozam Kis telep (50 m 3 /d-ig): kézi tisztítás Felette: gépi tisztítás (folyamatos, vagy kvázi-folyamatos) Visszaduzzasztás: ált. 5 cm (max. 10 cm) V min =0,5-0,9 m/s Üzemeltetés, karbantartás (tartós, alacsony költség) Rácsszemét gyűjtés, tárolás, elhelyezés (fertőzésveszély, munkaegészségügy) 6

7 Kialakítás Nagyobb szennyvíztisztítóknál 2 vagy több párhuzamos műtárgysor Fűtött rácsgépház fagyásveszély miatt Levegő megszívása - biofilteren történő tisztítás (3 4 szeres légcsere) Rácsszemét kezelése Nagyon büdös Rácsszemét préselése (screening compactor) (víztartalom csökkentése - dewatering) Csigás prés, vagy dugattyús prés Fertőtlenítés (disinfection) (NaOH, klór) Elhelyezés: általában hulladéklerakón, vagy elégetik 7

8 Csigaprés Homokfogó Cél: kiülepedések, lerakódások elleni védelem, gépészeti berendezések kopásának megakadályozása Ülepedési sebesség > 0,01 m/s Szemcse- átmérő: 0,1 0,2 mm Áramlási sebesség: v h = 0,3 m/s 8

9 Ülepedési sebesség (Hazen, 1904) v v 0 L t = V Q Q ω 0 H 0 V H A= Q t = 0 H 0 Q t = A Határeset v = 0 L t ω 0 H Q = 0 = t A Ülepedés feltétele Q ω ω0 = A V S q A H tól független! Hosszanti átfolyású homokfogó Alaprajz Fal v = 30 cm s -1 Metszet Homok 9

10 Méretezési sarokszámok Áramlási középsebesség: 0,3 m/s Szélesség Hossz: Q B 5 H H L = ω v Homokgyűjtő vályú: kb. 0,2 x 0,3 m Tangenciális homokfogó Bef. Elf. Homok 10

11 Levegőztetett homokfogó Levegőztetés spiráláramlás gerjesztésére Zsír Homok Levegőztetett homokfogó Zulauf Räumerbrücke Luftleitungen Ablaufrinne Sandfördereinrichtung Tauchwand 3,70 v = 30 cm/s 3,20 11

12 Levegőztetett homokfogó Cél: a homokot szinte teljesen, de a kisebb fajsúlyú ülepedő anyagokat nem leülepíteni Pozitív mellékhatás: az érkező szennyvíz felfrissítése a beoldódó oxigén által Merülőfal mögött áramlási holttér itt a felúszó anyagok (zsírok, olajok, hab) felúsznak és összegyűjthetők iszapkezelés Levegőztetett homokfogó v h < 0,2 m/s Q H : t 10 min. Q D : t 20 min Q MIN : t 40 min Medencemélység: 3-3,5 m Szélesség mélység B : H = 0,8 Szükséges fajlagos levegőmennyiség: 0,5 m³/h/m³ - 1,3 m³/h/m³ 12

13 Homokfogó Homok mennyisége 2-6 l/leé/év, függően a csatornázási rendszertől (egyesített vagy elválasztott) víznyelők típusától, csatornahálózati műtárgyaktól burkolattípustól télen alkalmazott szóróanyagok típusától stb. Ülepítés A legnagyobb méretű reaktorok Cél: szilárd anyagok eltávolítása ülepítéssel Nyersiszap, eleveniszap, kémiai iszap Ülepítőből távozik az iszap és ülepített víz 13

14 Ülepítő medencék Alak: Kör, vagy négyszög alaprajzú műtárgyak Horizontális vagy vertikális átfolyás Anyag: vasbeton, acél Üzem: Gravitációs üzem (néhányszor tíz cm nyomáseséssel) Előülepítők célja általában biológiai fokozat tehermentesítése, de önálló egységként is működhet - nyersiszap (ülepedő szerves anyagok) leválasztása kevert iszapok (nyers és eleveniszap) együttes ülepítésére (javítja az ülepítés hatásfokát) kismértékben tározóként is, de a késleltetés csupán néhány*10 perc Ülepedési sebesség tartomány: v S > 2-4 m/h Méretezés alapja a hidraulikai tartózkodási idő (t = 0,5 1,5 h) és a felületi terhelés (q A ) 14

15 Tervezési alapelvek Felületi (hidraulikai) terhelés (m 3 /m 2 /h, azaz m/h) Hydraulic loading rate (surface load, overflow rate) Felületi lebegőanyag terhelés (kgla/m 2 /h) Solids loading rate (solids flux) Térfogati lebegőanyag terhelés (kgla/m 2 /h) Sludge volume loading rate Bukóél terhelés (m 3 /m/h) Weir overflow rate Tartózkodási idő (h): csak ellenőrzésként! Iszap tartózkodási idő (h) (kotrószerkezet sebessége) Előülepítők tervezése Felületi terhelés alapján: q A =Q/A Q: vízhozam (m 3 /h) óracsúcs tényezővel számítva a napi áltagos szennyvízmennyiségből A: felület (m 2 ) hasznos felület (bukók, merülőfal nélkül) q A =1,2-4,0 m/h között Tartózkodási idő alapján: t=v/q (0,5-1,0 óra között, ha EI rendszer előtt van) Maximum 6 óra (ellenőrzés Q min -re) De a t=1,5-2,5 óra, ha pl. intenzív előkezelést (pl. CEPT) alkalmazunk Bukóél terhelés 3-5 m 3 /m/h Kotróhíd sebesség: 2-5 fordulat/h 15

16 Előülepítő Leválasztási hatásfok% Előülepítők leválasztási hatásfoka Sierp diagramm LA BOI Hidraulikai tartózkodási idő h Előülepítő Nyers szv Hidr. tart. Idő az előülepítőben Q t 0,5-1,0 h 1,5-2,0 h BOI 5 KOI LA N P , , ,6 Az előülepítés leválasztási hatásfoka g/le.d 16

17 Négyszög alaprajzú előülepítő Befolyó szv. Elfolyás Iszapzsomp láncos kotró pajzsos kotró kotróhíddal Kör alaprajzú előülepítő Bevezetés Elvezetés Elvezetés Bevezetés Nyersiszap 17

18 Kör alaprajzú előülepítő Räumerbrücke Zentralschacht Überlauföffnung mit Überlauf Tauchwand Zulaufdüker Schlammräumer Schlammtrichter Schlammablassrohr zum Schlammschacht Kainz et al.2002 Előülepítő Medencehossz (hasznos méretek): L Medence szélessége: B Medence átmérője: D Felületi terhelés: q A Hidraulikai tartózkodási idő: t Medencemélység: H Hossz-szélesség arány: L / B Mélység-hossz (átmérő) arány: H/L; H/D 18

19 Előülepítő Paraméter Négyszög Kör q a [m/h] 1,0-4,0 0,8-4,0 t [h] 0,5-1,5 0,5-2,0 B [m] 1,5-3,0 1,5-2,5 B : L 1:3-1:6 --- H : L 1:10-1: H : D --- 1: 15-1: 25 Kör alaprajzú ülepítő 19

20 Kotró hajtás Bukó Vízelvétel A vízbevezetés és elvezetés típusai és hatása a hidraulikai viszonyokra Iszap elvezetés Befolyó víz Központi vízbevezetés Vízbevezetés Vízelvétel Iszapelvétel Medence szélén történő vízbevezetés Előülepítő - vízbevezetés Grundriss Schnitt Schnitt Grundriss 20

21 A lamellás (csőköteges) ülepítés Kis ülepítők elhelyezése az ülepítő térben: Az ülepedés hosszának csökkentése A turbulencia csökkentése (Reynolds-szám) Alakja: Kör keresztmetszet Hatszög Négyzet (négyszög) Stb. Mire jó? Hidraulikai kapacitásnövekedés Kétszer akkora (azonos LA eltávolítás mellett) Hirtelen terhelésváltozásokra kevésbé érzékeny (elsősorban csapadékvíz tisztításnál fontos) Hatékonyabb LA eltávolítás 21

22 Kétszintes ülepítő = Előülepítés hideg anaerob iszapstabilizációval Ülepítőtér Iszapelvétel Talajvíz 10 C Hideg anaerob iszapstabilizáció Biogáz fejlődés 22