Víz- és szennyvízmenedzsment külső megbízásban, fémfeldolgozó és galvántechnikai vállalatnál

Átírás

1 VÍZGAZDÁLKODÁS ÉS SZENNYVIZEK 3.5 Víz- és szennyvízmenedzsment külső megbízásban, fémfeldolgozó és galvántechnikai vállalatnál Tárgyszavak: szennyvízkezelés; víz; vállalkozó; fémfeldolgozás; galvántechnika. A Saxonia EuroCoin GmbH Galvanik und Ronden szászországi telephelyén (Halsbrücke) pénzérméket, nemesfém korongokat és galvánbevonatú műanyagelemeket gyárt, ugyanitt a Saxonia Edelmetalle GmbH Recycling und Verarbeitung nemesfémből kész- és félkésztermékeket állít elő. E folyamatok szennyvizeit nehézfémek (réz, nikkel, ezüst) kromátok és cianidok, valamint komplexképzők, oxidálószerek és különféle szerves anyagok, pl. tenzidek terhelik. A szennyezők összetételének és koncentrációjának ingadozása, a hagyományos kezeléseken kívül (kromátredukálás, cianid-méregtelenítés, nehézfémlecsapás), valamint a szennyvíztisztítóba való bevezetés megkívánja további, a piac által igényelt gyártmányokhoz rugalmasan igazodó víztisztító eljárások használatát. A Saxonia EuroCoin GmbH 2004-ben úgy határozott, hogy vízgazdálkodását hosszú távú szerződés keretében külső szolgáltatóra bízza, outscourcing (más szóval contracting) formájában. A kiválasztott szakvállalat (a contractor ) koncepciója műszaki optimáló intézkedéseket, gazdasági előnyöket helyezett kilátásba. Contracting-modellek az ipari szennyvíztisztításban A termeléstől távol álló, de nélkülözhetetlen vállalati tevékenységekkel külső szolgáltató megbízásának hátterében elsősorban a költségcsökkenés szándéka (legalábbis reménye) áll. Ilyen contracting-, azaz szerződéses keretben végzett munka leggyakoribb formája

2 a belső üzemi logisztika, a karbantartás és gyártóközegek: gőz és/vagy hideg előállítása és szállítása. Az elmúlt években több vállalat, pl. a Henkel, a BASF, a GEA Group, kötött hasonló szerződéseket vízellátásra és szennyvíztisztításra. Azóta teljes körű gazdálkodási kínálat alakult ki a piacon, kellő műszaki felszereléssel és felkészültséggel. Kiindulási helyzet a Saxoniánál A halsbrückei telephelyen 1996-ban évi m 3 -re létesített szennyvíztisztítót, a termelés bővítése során 2001-ig többször kiegészítették kb. 16 m 3 /h permeátum teljesítményű, fordított ozmózissal működő, köráramú ioncserélős kezelőrendszerrel. Mára azonban a víztisztító mű elérte kapacitásának teljes kihasználtságát, sőt a nem egyenletes szennyvízképződés miatt szűk keresztmetszetek alakulnak ki, amelyek ha nincs mód a szennyvíz átmeneti tárolására a termelésben is fennakadásokat okoznak. cianidos szennyvíz m 3 /év savas/lúgos szennyvíz m 3 /év krómtartalmú szennyvíz m 3 /év réz- és nikkeltartalmú szennyvíz, 3000 m 3 /év térfogat: 33 m 3 térfogat: 50 m 3 térfogat: 10 m 3 térfogat: 11 m 3 térfogat: 3x10 m 3 1. méregtelenítés H2O2-vel és UVsugárzással 2. fémlecsapás átáramlás, meszes lecsapás térfogat: 3x30 m 3 semlegesítő lecsapás térfogat: 10 m 3 krómátredukálás nátriumbiszulfittel és meszes lecsapással előkezelés, elektrolízis, ioncsere térfogat: 17 m 3 1. UI/H2O2 2. semlegesítő lecsapás ülepítés szűrés ioncsere végső semlegesítés 1. ábra A szennyvízkezelés vázlata

3 A jelenlegi tisztítómű négyféle szennyvizet kezel, a mindegyikhez tartozó és az erősen ingadozó beáramlást némileg kiegyenlítő gyűjtőmedencékkel (1. ábra). A savas/lúgos, rezet és nikkelt tartalmazó részáram a szennyvízmennyiség 75%-át képezi, de a heti ingadozás elérheti a 100%-ot. Máshol, így a meszes lecsapásnál és a kiegészítő ioncserénél az átlagos napi 200 m 3 átfolyás 400 m 3 -ig nőhet. Egy másik, főként a biztonságot veszélyeztető gond a kezelő vegyszerekkel való ellátás. Az elmúlt években csak nátronlúgból és sósavból kb t/év fogyott el méregtelenítésre és lecsapásra. Ilyen módon a raktárkapacitások egyéb nagyobb mennyiségű vegyszerekből csak néhány napos készlet tárolását engedték meg. Új szennyvíztisztítási koncepció A Saxonia 2003-ban megbízta a RENOBIS Aqua céget a szennyvíztisztítás optimálási koncepciójának elkészítésével. Az ehhez szükséges információs bázis felállítását megkönnyítette és az egyszerű állapotfelvételen túli részletekkel gazdagította a megbízó és a contractor között kialakult termékeny partneri viszony. E munka részei: a technikai állapotfelvételt az üzemi adatok értékelése követte, kiegészítve a külső cég saját elemzésével, különösen a kritikus terhelési állapotok jellemzésére, a megbízó a szennyvízkezeléssel összefüggő valamennyi költségtételt, azok értékelésével együtt rendelkezésre bocsátotta, az alkalmazott kezelőeljárások valós szennyvízmutatókkal végzett vizsgálata alapján feltárták a lehetséges megoldási változatokat, a megbízott cégnek a helyzetfelmérés során hasonló, de veszélyes anyagokkal erősebben terhelt szennyvizekkel folytatott üzemi kísérleteiből belső benchmark-értékeket vezettek le az aktuális teljesítőképességre és gazdaságosságra, egy 10 évre szóló szerződéses koncepció kifejlesztéséhez kritikai vizsgálatnak vetették alá az eljárásmódosítások és beruházások hatását annak érdekében, hogy az átállás, a tisztítóteljesítmény csökkenése nélkül, a megrendelő számára gazdasági előnyökkel járjon. Az előterjesztett koncepciót, annak belső megvitatása után, közösen dolgozták át megvalósításra kész, szerződéses üzemeltetési megbízássá.

4 Üzemeltetési szerződés A szerződés célja a vízgazdálkodás és -menedzsment feladatainak hosszú távra szóló átadása. Az alapkoncepcióban a nyújtandó teljesítmény és a költségek definálása mellett meg kell hagyni bizonyos szabad döntési és terjedelmi tartományokat, hogy a szerződés keretein belül reagálni lehessen a keretfeltételek, pl. hatósági előírások vagy a vízminőség megváltozására. A megbízó szempontjából leginkább a szennyvízmennyiség és -minőség meghatározásában kell a lehetséges távolabbi fejlődést figyelembe venni. A szerződés műszaki és gazdasági előnyeinek megtartása érdekében kompromisszumra van szükség a berendezések lehető legnagyobb kihasználtsága és az optimálás vízkezeléshez szükséges beruházások között. Az üzemeltetési szerződésbe nyilvánvalóan bele kell foglalni a telephelyhez kötődő megállapodásokat is, de a szükséges szabályozások jellege és szerkezete a legtöbb contracting-modellben hasonló, és a lényeges pontok közösek: a teljesítményt a szennyvíztisztítás mennyiségének és minőségének, valamint az üzemeltetési felelősség pontos meghatározása jelöli ki, ideértve a karbantartás, az analitikai vízminőségfelügyelet és a tisztításiiszap-hasznosítás feladatait is, a szolgáltatás minőségének szavatolása az üzemeltetési szerződés lényeges eleme, amelyen belül a felek szükséges biztosítási kereteit is szabályozzák, a megbízót olykor előnyösen tehermentesíti az üzemeltetés átadásával egyidejű tulajdonosváltás, amely lehetővé teszi a felelősségek világosabb elhatárolását, célszerű a fő szerződéshez csatlakozva a személyzet átvételét is rögzíteni, ehhez a megbízó rendszerint ragaszkodik, de a folytonosság, a helyi tapasztalatok és a fennálló kommunikációs pályák okán a szolgáltató számára is kedvező lehet, a szolgáltatás ellenértékét fel kell osztani egy állandó, a tervezett beruházások tőkeköltségét, a személyi és a karbantartási költséget tartalmazó, valamint egy változó, közvetlenül a szennyvíz mennyiségétől függő részre (anyagok, energia, iszapkezelés), a mindig hosszú távra szóló szerződésnek, a már említett bekövetkezhető változások mellett alkalmazkodnia kell az értékesítés változó feltételeihez is, speciális árindexek és az inflációs ráta beszámításával.

5 A piac ismeretében a szolgáltatónak ugyanis módja van meglevő esetleg betervezett többletkapacitások kihasználására, pl. erősen terhelt idegen szennyvizek együttes tisztításának formájában. A szerződésnek ehhez és az ebből származó jövedelmek egyezményes elosztásához is biztosítania kell a keretfeltételeket. A Saxonia által 2004 novemberében tíz évre megkötött üzemeltetési szerződés megfelel a felsorolt pontokkal definiálható szerkezetnek, amely a szolgáltató számára is bevált már több projekt esetében is. A szerződésben foglaltak megvalósítása A szerződés magába foglalta a biztonságos üzemhez elengedhetetlen szabadtéri tárolók létesítését a vízkezelés fő vegyszerei (sósav, nátronlúg, hidrogén-peroxid, nátrium-biszulfit) számára. Ennek gyors megvalósítása után végrehajtották mindazokat az eljárásbeli módosításokat, amelyek az említett összehasonlító laboratóriumi kísérletek alapján hasznosnak bizonyultak. Az ipari méretben nem kellő eredménnyel járó vagy a tisztítóteljesítményt veszélyeztető megoldások mindennemű költségét a szolgáltató viseli. A Saxoniánál bevezetett technológiai optimálások: a befolyóoldali savas/lúgos részáramban mennyiséget és terhelést kiegyenlítő puffertérfogat létrehozása, a komplexképzők elroncsolásának optimálása a cianidméregtelenítés folyamán, a szennyvízvezetés rugalmasságának fokozása. A kezelőtartályba befolyó sav/lúg részáramhoz nélkülözhetetlen puffertérfogat csatlakoztatása az ezt követő műveletek rugalmasabb irányításához. Az adott telepen uralkodó helyhiány azonban a tartálytérfogatot 100 m 3 -re korlátozta. A puffertartályok a már említett funkciók mellett alkalmasak több részáramban fellépő semlegesítő potenciálok észszerű kihasználására is. A galvonotechnikai szennyvíztisztítás kémiai reakciói A kombinált cianidméregtelenítés során a hidrogén-peroxidból az UI-sugárzás hatására részben rendkívül agresszív szabad OH-gyökök

6 képződnek, amelyek elbontják a cianid-fémkomplexeket, miközben a megmaradó peroxid oxidálja a komplexből kiszabadult CN-gyököt. A folyamat sikere szempontjából igen fontos a reagens, valamint a sugárzás aránya és adagolása. Ennek célszerű módosítása és a kettő elkülönítése által az új méregtelenítő folyamat hidrogén-peroxidot takarít meg, és a lehetővé teszi a biztosabb ellenőrzést. A következőkben a meglevő üzem savas/lúgos részáramait a méregtelenítés szennyvizével a közös leválasztóba vezették, a komplexekből származó szerves savak és a cianidnitrogént tartalmazó ammónia lecsapása céljából, hogy ne zavarják a végső ioncserét. rézkoncentrációk az ioncserélőből kifolyó vízben átépítés után átépítés előtt rézkoncentrációk az ioncserélőkbe beáramló vízben az ionregenerálások száma, nap az ioncserélő-regenerálások száma/nap, ill. rézkoncentráció, mg/l 2. ábra A végtisztítás teljesítőképességének megjavítása módosított részáramvezetéssel Az előzetes laboratóriumi kísérletekből azonban kiderült, hogy a leválasztó lépés a savas/lúgos részáramoknál a kis koncentrációknál fogva nélkülözhető. Ezt a megfigyelést néhány hónapos üzem ipari méretben is bebizonyította, így a cianid-méregtelenítés egyidejű optimálása mellett sikerült összességében megnövelni a teljesítőképességet. Az átalakítás által csökkent az ioncserélők rézterhelése (2. ábra), ugyanakkor a szennyvízáramok szétválasztása, s ezáltal a méregtelenítő szennyvízben intenzívebbé vált a meszes lecsapás, végül a megjavított komplexbontás együttesen a Saxonia fémfeldolgozó és a galvánüzem összes szennyvizeinek hatásosabb tisztítását eredményezte. Erről a ki-

7 sebb anyagfogyasztáson kívül az ioncserélők szükséges regenerálásainak kisebb száma is tanúskodik. Összeállította: Dr. Boros Tiborné Lebek, M.; Simon, G. stb.: Wassermanagement für die galvanotechnische/chemische Industrie. = KA Abwasser, Abfall, 52. k. 9. sz p Meierling, L.: Innovative Abwasserlösungen am Beispiel der Metallindustrie. = Wasserwirtschaft, Wassertechnik, 5. k. 36. sz