Vízvédelem KM011_ /2016-os tanév II. félév. 5/B rész: Szennyvíztisztítás

Átírás

1 Vízvédelem KM011_1 2015/2016-os tanév II. félév 5/B rész: Szennyvíztisztítás Dr. habil. Zseni Anikó egyetemi docens Széchenyi István Egyetem AHJK, Környezetmérnöki Tanszék Kommunális szennyvíztisztítás I. mechanikai (elsődleges) tisztítás II. biológiai (másodlagos) tisztítás) III. fizikai-kémiai (harmadlagos) tisztítás Szennyvíztisztító telep elvi ábrája 1

2 I. Mechanikai tisztítás: cél: durva szennyezőanyagok, ülepíthető és finom lebegőanyagok eltávolítása 1. rácsok (durva szemét) Kézi tisztítású pálcás rács (Öllős,1994) Gépi tisztítású íves rács 2

3 Mechanikus tisztítású síkrács győri szennyvíztisztító - rácsok 3

4 2. homokfogó: szennyvíz sebessége lecsökken kb. 30 cm/s-ra, homokszemcsék kiülepednek Homokfogó Vízszintes átfolyású, iker elrendezésű homokfogó keresztmetszete Légbefúvásos, uszadékgyűjtős homokfogó keresztmetszete 4

5 Zsírfogó ha a homokfogóban nem távolíthatók el megfelelő mértékben a zsíros anyagok kellően kis átfolyási sebesség a győri szennyvíztisztító telep homokfogójának épülete a felújítás előtt 5

6 rács: az épületben zsírfogó homokfogó (győri szennyvíztisztító, felújítás előtt) a levegőbefúvás ezeken a csöveken át történik az olajfogót a homokfogótól elválasztó lemezek az üres homokfogó 6

7 az olajfogót a homokfogótól elválasztó lemezek a homokfogóról kikerülő szennyvíz ezeken a csöveken jut a föld alatt az ülepítőmedencékbe 7

8 győri szennyvíztisztító homokfogó: felújítás után Ülepítés 0,2 mm-nél kisebb, víznél nehezebb anyagok 1 cm/s áramlási sebesség az ülepítőmedencék az önálló mechanikai szennyvíztisztításon kívül biológiai és kémiai tisztítóberendezéseknél elő- és utóülepítőként használatosak 8

9 Hosszanti átfolyású, ikerelrendezésű ülepítő terhelés: m 3 /nap mélység: 1,5-2,5 m, szélesség: m fenéklejtés a zsomp felé: 1-2%, kotrószerkezet: 1-3 cm/s Hosszanti átfolyású ülepítő 9

10 Sugárirányú ülepítők terhelés: m 3 /nap d = m h = 1,5-2,5 m h/d = 1:20-1:25 fenéklejtés: 2-3% kotrószerkezet: max. 6 cm/s (utóülepítőknél: max. 3 cm/s) Dorr-ülepítő Dorr-ülepítők Miskolci szennyvíztisztító telep 10

11 ülepítőmedence (Dorr-típusú) (győri szennyvíztisztító) iszapkaparó lemezek a szennyvíz itt folyik be az iszapkotró körbeforgó hídja a medence alja középpontosan enyhén lejt (iszapkotrás) a víz itt folyik ki a medencéből (fogazott bukóél, gyűjtőcsatorna) üres ülepítőmedence (győri szennyvíztisztító) 11

12 győri szennyvíztisztító Dorr-ülepítő, bukóél győri szennyvíztisztító Dorr-ülepítő, bukóél 12

13 Függőleges átfolyású tölcséres ülepítők utóülepítőként használják d 8 m V 100 m 3 dortmundi-ülepítő Graever-ülepítő 13

14 Az ülepítés elősegítése flokkulálás: flokkulálószerekkel kisebb szemcséket összetapasztják, nagyobb szemcse már le fog ülepedni (nagy molekulatömegű láncpolimerek) lakossági szennyvizek előülepítésénél nem használják: polielektrolit maradéka megváltoztatja a víz viszkozitását rontja az oxigénbevitel lehetőségét az eleveniszapos részben nem előnyös a maradék koaguláló hatás derítés: vegyszerekkel az oldott állapotú anyagokból csapadékot képeznek, ami leülepedik (vas(iii)- és alumínium sók) flotáció: vegyszer + alulról átbuborékoltatják a vizet, olaj-, zsírcseppek felülúsznak II. Biológiai szennyvíztisztítás cél: szervesanyag-eltávolítás, nitrifikáció biokémiai úton 1. mesterséges módszerek: a, csepegtetőtestes; b, eleveniszapos; c) biofilmes + utóülepítés kell mindháromnál 2. természetes vagy természet közeli módszerek mikroorganizmusok hatása: enzimekkel lebontják a nagy szerves molekulákat felfalják és szervezetükbe beépítik vagy energiaforrásként felhasználják aerob (szaprofiták: gombák, élesztők és baktériumok (nitrifikáló-, kénfaló-, vas-, metánoxidáló-baktérium)) anaerob (denitrifikáló baktériumok) 14

15 Csepegtetőtest - biológiai hártya a töltőszemcsék felületén - alulról átszellőzés műanyag töltet bazalt-tufa, salak, habkő, tégla, speciális műanyagtöltet Utóülepítés! 15

16 Eleveniszapos szennyvíztisztítás legelterjedtebb eleveniszapos medence: lebegőágyas, folyamatosan táplált bioreaktor, amelyben pelyhes szerkezetű eleveniszapként lebegnek a vízben a mikroorganizmusok Eleveniszapos technológia 16

17 anaerob reaktor: nincs levegőbevitel szerves anyagot mikroorganizmusok felveszik (KOI csökken) O 2 mentes környezetben a sejten belüli szervesanyagoxidáció nem indul el a szervesanyag-felvétel energiát igényel: ATP bontás víz foszfátkoncentrációja megemelkedik aerob reaktor: levegőbevitel történik az akkumulált szerves anyag elégetése a felszabaduló energiát ATP-ben megkötik (vízből foszfort felveszik) a sejtszaporulatban (eleveniszapban) felszaporodik a foszfor a folyamatosan eltávolításra kerülő fölösiszappal eltávolítják a foszfort is 17

18 anoxikus reaktor: cél: nitrogén eltávolítás nincs levegőbevitel oxigént csak kémiailag kötött formában (NO 3- -ban) tartalmaz a víz NO 3- forrás: belső iszaprecirkuláció a levegőztetett medencében nitrifikálódott a szennyvíz ammónia- és szerves nitrogén-tartalma a baktériumok a nitrát-ion oxigénjét használják a légzéshez denitrifikáció: a felszabaduló N 2 gáz távozik 18

19 iszapnövekmény: fölösiszap, visszatáplálás keverés: az élő iszap lebegésben tartása levegőztetés (felületi levegőztetők, mélylevegőztetők, ejektoros levegőztetők) a szennyvíztisztítás energiaköltségének mintegy 50-65%-a a levegőztetőknél jelentkezik, ezért fontos a jó hatásfok, a jó szabályozás biztosítása Vasbeton eleveniszapos medence (felülnézet) 19

20 keverőlevegőztető Levegőztető berendezések Eleveniszapos rendszerek technológiája folyamatos átfolyású rendszerek (megfelelő iszaprecirkulációval) kiépítése történhet: csőreaktor tökéletesen kevert tankreaktor jelleg 20

21 az árnyékolás az adott térrész(ek) levegőellátását érzékelteti: minél világosabb, annál több az oldott oxigén egyenletes eloszlású levegőbefúvatás, a betáplálási pont környékén nagy oxigén-igény van, ezért lecsökken a koncentrációja ahol kevesebb levegőt adagolnak be, ott a kisebb keveredés miatt megnő az iszap tömörödésének, kiülepedésének kockázata 21

22 22

23 gyors felhígulás: - csökken a szennyvíziszap lemérgeződésének lehetősége - ugyanakkor nő annak az esélye, hogy a szennyvíz csak részben tisztul meg megoldás: reaktorkaszkád oxidációs árok kis és közepes szennyvíztisztító telepeken lóversenypálya alak, trapéz keresztmetszet mélység: 0,9-1,25 m fenékszélesség: 1-2,5 m keverés, levegőztetés 23

24 24

25 Csatornamedencés levegőztető nagyobb tisztítótelepek nagyobb méret, vasbeton 25

26 Eleveniszapos medence Miskolci szennyvíztisztító telep győri szennyvíztisztító az előülepítés után osztó műtárgyak kormányozzák a vizet az eleveniszapos medencékbe 26

27 győri szennyvíztisztító eleveniszapos medencék (recirkuláltatják a vizet: anoxikus aerob anoxikus) győri szennyvíztisztító aerob eleveniszapos medence (levegőztetett) 27

28 győri szennyvíztisztító anoxikus eleveniszapos medence Legjellemzőbb biológiai eredetű üzemeltetési probléma: Fonalasodás 28

29 Fonalasodás Fonalasodás, habképződés 29

30 A fonalasodás kezelésének lehetőségei Prevenció: rendszeresen elvégzett mikrobiológiai vizsgálat Egységes Mikrobiológiai Vizsgálati Rendszer (EMVIR): Magyar szabadalom: módszer és eljárási rend települési szennyvíztisztító telepek optimális oldottoxigénkoncentrációjának és iszapterhelésének biológiai visszacsatolásokkal történő beállítására Az általános indikáció elve: Indikáció Minden élőlény megjelenését és elterjedését a környezet rá ténylegesen ható tényezői befolyásolják. egy adott élőlény jelenlétéből (vagy hiányából) következtethetünk a környezet állapotára (biológiai vízminősítés) Az élőlények valamely környezeti faktorral szemben szűk-, illetve tág tűrésűek lehetnek. Az Egységes Mikrobiológiai Vizsgálati Rendszer (EMVIR) a fénymikroszkóppal azonosítható, bizonyos környezeti tényezőre nézve leginkább a szűk tűrésű élőlények és élőlénycsoportok indikációjára épül. 30

31 Az eleveniszap indikátorszervezeteinek csoportjai Fonalas baktériumok: jól azonosíthatók morfológiai, valamint festődési (Gram, Neisser) tulajdonságaik alapján Csillós egysejtűek: helytülő formáik, valamint szabadon úszó genusaik mozgásuk, és morfológiai bélyegeik alapján jól meghatározhatók Ostoros egysejtűek: egyes genusaik mozgásuk alapján azonosítható a legegyszerűbben (pl.: Bodo sp.) Többsejtűek: a kerekes-, és fonálférgek, kevéssertéjűek, medveállatkák, és csillóshasúak képviselői. Hogyan, és mit jeleznek ezek az élőlények az eleveniszapban? 31

32 Ezen a réten élnek-e rágcsálók? Ha csak ennyi információ áll rendelkezésre, nehéz biztos választ adni Így már könnyebb dolgunk van 32

33 Ebben az iszapban aktívak-e a nitrifikáló baktériumok? Egy rápillantással nem lehet megállapítani Az Aspidisca genus fő táplálékai a nitrifikáló baktériumok 33

34 Milyen a hőmérséklet ezen a területen? Ennyi információ alapján nem lehet pontosan megállapítani Így már pontosabban megállapítható 34

35 Gátolják anaerob hatások az eleveniszapunkat a működésben? Nem állapítható meg biztosan A Beggiatoa sp. fonalas baktérium anaerob hatások jelenlétét indikálják Magabiztosan megállapítható az anaerob gátlás jelenléte! 35

36 győri szennyvíztisztító hosszanti átfolyású utóülepítő a biológiai tisztítás után az eleveniszap ülepítésére győri szennyvíztisztító hosszanti átfolyású utóülepítő a biológiai tisztítás után az eleveniszap ülepítésére (a vízben a lebegő eleveniszap látszik) 36

37 győri szennyvíztisztító hosszanti átfolyású utóülepítő a biológiai tisztítás után az eleveniszap ülepítésére győri szennyvíztisztító az utóülepítés után megtisztult vizet a Mosoni-Dunába vezetik el 37

38 győri szennyvíztisztító az utóülepítés után megtisztult víz Az eleveniszapos szennyvíztisztítás alapvető problémái az ammónium oxidáló autotróf mikroorganizmusok (nitrifikálók) lassú szaporodása a heterotróf nitrát redukció (denitrifikáció) korlátossága a heterotrófok nagy iszaphozama lakossági szennyvizeknél: elfolyó vizek összes nitrogéntartalmára előírt szigorú határérték betartása télen: nitrifikáció lelassulása (lehűl a szennyvíz) nyáron: nitrát redukciójához szükséges szerves tápanyag hiánya lakosság kis vízfogyasztása tömény szennyvizek ipari szennyvizeknél: a szennyvíz biológiailag nehezen vagy alig bontható szerves szennyezőinek nagyobb részaránya (nagy maradék KOI) 38

39 A denitrifikáció problémája az eleveniszapos eljárások denitrifikációs hatásfoka döntően a nitrátos iszapos víz recirkulációjának mértékétől függ az iszaprecirkuláció korlátossága miatt a nitrát eltávolítási hatásfoka is korlátos egyik megoldás: utódenitrifikáció kiépítése (ld. Bardenpho technológia ábrája) nagy beruházási és üzemeltetési költség többlet szerves tápanyag igény újabb két további medencetér keverése, levegőztetése szükséges másik megoldás: szimultán csepegtetőtestek alkalmazása nincs kellő térfogati teljesítmény az egységnyi térfogatban lévő kis biomassza tömeg miatt (fajlagos felület: bazalt töltet: 50 m 2 /m 3, műanyag: m 2 /m 3 ) Öt iszapteres utódenitrifikációs Bardenpho technológia Kárpáti, anoxikus medencében: külső tápanyag adagolás kell a denitrifikációhoz pótlevegőztetés: nitrogén kiűzése, 2. anoxikus zónában képződő ammónium nitrifikációjához 39

40 Denitrifikáció a csepegtetőtestek biofilmjében biofilm hordozón kialakuló 0,5-2 mm-es vastagságú biofilm külső, oxigénnel jól ellátott részben (0,1-0,2 mm): szerves anyagból CO 2 és biomassza alakítása, ammónium oxidációja történik (oxigént elfogyasztják eközben!) nitrát átjárja az egész biofilmet mélyebb, oxigénhiányos rétegben: denitrifikáció mikroorganizmus szelekció a biofilmben: oldott és finom lebegő tápanyagok, oxigén, ammónium, nitrát, foszfát biofilmbe való bejutási sebességeinek különbözőségei nitrifikáló teljesítményük arányos az adott térfogatban működő biofilm felületével csepegtetőtestekben ez korlátozott (ld. előbb) biofilm nagyobb darabjai leválnak, de ez döntően elhalt sejtek sejtfalanyaga fajlagosan csak kis iszapmennyiség az eltávolított szennyező anyagra vonatkoztatva! eleveniszapos rendszer nagy iszaphozama Kárpáti,

41 Biofilmes szennyvíztisztítás Biofilmek előnye: nagyobb fajlagos felület, mint a csepegtetőtestekben, és kisebb iszaphozam, mint az eleveniszapos rendszereknél a főágban a nitrifikációt javíthatja, különösen a hidegebb vízhőmérsékletnél, egyidejű iszaphozam csökkentés mellett az eleveniszap és a biofilm vegyes kialakítása hozta igazán a jobb és olcsóbb N-eltávolítást Technológiák Eleven iszapos rendszerbe merülő rögzített biofilm hordozók (elárasztott biofilmek) Fajlagos nitrifikációs teljesítmény növelése mozgó biofilmmel Fajlagos nitrifikációs teljesítmény növelése nitrifikáló szűrőkkel Mozgó ágyas hibrid rendszerek főági nitrogéneltávolítás intenzifikálására Biofilmes rendszerek a nitriten keresztül történő nitrogéneltávolításra Eleveniszapos rendszerbe merülő rögzített biofilm hordozók (elárasztott biofilmek) Kárpáti,

42 Kárpáti, 2009 elárasztott álló ágy, műanyaglemezes biofilm hordozóval 42

43 Fajlagos nitrifikációs teljesítmény növelése mozgó biofilmmel forgótárcsás megoldás: mozgó biofilmes rendszer, részlegesen elárasztva (Svájc) Kárpáti, 2009 több sorba kapcsolt forgótárcsás egység (USA) Kárpáti,

44 Mozgó ágyas hibrid rendszerek új típusú, 1-2 centiméteres, strukturált hordozó, nagy fajlagos felülettel, vízhez közeli sűrűség előállítása nem különösebben nehéz műszakilag az iszapos víztől egyszerűen visszatarthatók hibrid rendszerben szeparáltan is működtethetők (anaerob vagy anoxikus zónákban nincs) ülepítőbe nem kerül be levegőbevitel hagyományosan Kárpáti, 2009 Németo: poliuretán habszivacs kockák 44

45 Mozgó ágyas hibrid rendszerek (folyt.) fajlagos felület: m 2 /m 3 térfogat hányaduk az iszapos vízben: 50-60% 400 m 2 /m 3 biofilm felület ami 1-1,5 mm biofilm vastagság esetén, csak a belső felületet véve figyelembe maga is 0,2-0,3 m 3 iszap denitrifikáció az eleveniszapban is! Kárpáti, 2009 ez másfél-kétszeresére növeli az iszaptömeget, a szerves anyag lebontó teljesítményt, sőt a biofilm révén a nitrifikáló teljesítményt is a biofilm nagyobb iszapkora révén Kárpáti,

46 Természet-közeli szennyvíztisztítási technológiák a szerves anyag lebontása energiaigényes levegőbevitel nélkül, a természetes öntisztulási folyamatokra alapozva valósul meg ugyanúgy mikroorganizmusok végzik a lebontást oxigén utánpótlás lassúbb: diffúzió algák fotoszintézise makrofitonok fotoszintézise hosszabb tartózkodási idő nagyobb helyigény Természet-közeli szennyvíztisztítási technológiák beruházási, működési költségük kisebb, mint az eleveniszapos technológiáké működtetésükhöz különösebb szaktudás nem kell energiaigényük csekély zömében környezetbe illő, környezetbarát technológiák korábban a biológiailag tisztított szennyvíz utótisztítására eleveniszapos biológiai fokozat kiváltása házi szennyvíztisztítás háztartási szemétlerakó helyek csurgalékvizének tisztítása 46

47 Természet-közeli szennyvíztisztítási technológiák Szilárd hordozójú rendszerűek: szennyvízszikkasztás szennyvízöntözés homok- vagy talajszűrés gyors beszivárogtatás gyökérzónás/növényágyas szennyvíztisztítás az üzemi vízszint a felszín alatt van eljárások közti különbség: makrofitonok részvétele, megengedhető fajlagos terhelés nagysága Szennyvízszikkasztás a világon a legelterjedtebb természet-közeli módszer USA: 20 millió db családok, kisebb közösségek szennyvizének kezelése csatornázatlan területeken a szerves anyag, lebegő anyag és a foszfor eltávolítása közel 100%-os, az ammónium teljes mértékben nitrifikálódik, az összes nitrogén eltávolítása kb. 40% helytelenül megépített szennyvíztároló aknák (szikkasztóként működnek) talajvíz szennyezése 3 rész: előülepítő biológiai tisztítást biztosító egység felszín alatti elosztó csőhálózat 47

48 Szennyvízöntözés oxidációs tavakban vagy más módon biológiailag tisztított szennyvizet haszonnövény kultúrák öntözésére használják a száraz területeken elterjedt utótisztítási eljárás (nagy párolgás miatt azonban talaj elszikesedhet!) hidegebb éghajlaton: szennyvíztározó tó szükséges nehezen szabályozható a növények tényleges tápanyagszükségletének fedezése is, ezért fennáll a talajvíz szennyezés veszélye (főként a nitrát szennyezés) a nyitott rendszer miatt a tisztított víz minősége nem ellenőrizhető elterjesztését nem javasolják, csak egyedi specifikus alkalmazások hazánk: nyárfás szennyvíz elhelyezés 48

49 Magyarországi gyakorlat Árkos elosztás Drénhálózat Talajszűrés és lassú homokszűrés az öntözéses szennyvíztisztításhoz hasonló kis terhelésű módszer különbség: legfontosabb cél a szennyvíztisztítás száraz területeken a talajvízhiány pótlása is kiegészítő cél a talaj vízvezető képessége határozza meg az alkalmazható legnagyobb hidraulikai terhelést talajszűrés: nyitott rendszer, a tisztítás hatékonyságáról kevés adat lassú homokszűrés: zárt rendszer (homokszűrő árok vagy mező) 49

50 Gyors beszivárogtatás a lassú homokszűréstől csak a hidraulikai terhelésben tér el a nagy hidraulikai terhelhetőség miatt helyigénye kicsi tisztítási mechanizmus hasonló szennyvizet egy homokkal töltött földmedencébe engedik, az átszivárgás során tisztul meg vegetáció jelenléte nem szükségszerű, de ha van, jelentősége a tápanyag eltávolításban sokkal kisebb, mint a homokszűréses eljárásban szakaszos üzemeltetés (terheléses és száraz periódusok szűrőágy eltömődésének veszélye csökken) talajvíz felé általában nyitott (megsüllyesztik vagy drénezik a talajvíztükröt) hatékonyság megfelelő, így ha szigetelés vagy pl. vízzáró altalaj biológiailag tisztított szennyvíz utótisztítása ülepített szennyvíz tisztítása 50

51 Gyökérzónás/növényágyas tisztítás az egyik legelterjedtebb természet-közeli szennyvíztisztítási technológia földmedencében lévő szilárd hordozóra (talaj, homok, sóder, kő) vízi-, mocsári növényeket telepítenek ülepített vagy biológiailag tisztított szennyvizet vízszintes vagy függőleges irányban átvezetik a szűrőágyon a tisztított szennyvizet összegyűjtik, elvezetik növényzet szerepe: oxigénutánpótlás a talaj vízvezető képességének megőrzése a talajpórusok elzáródásának megakadályozásával (megnövekedett baktérium tömeg elzárja a pórusokat) a tápanyagfelvétel kevésbé fontos talajbaktériumok élettevékenysége a fő alkalmazás: LE, elválasztott csatornahálózat kiszolgálása egyedi szennyvíztisztító kisberendezések (50 LE, kb. 8 m 3 /nap) LE = lakosegyenérték átlagos szociális feltételek között egy személy után keletkező szennyvízmennyiség ( l/nap) biológiai tisztításához szükséges oxigén mennyisége, amit a BOI 5 alapján határoznak meg: ez a helyi adottságoktól függően g O 2 /nap mértékegységül választott: 1 LE = 60 g O 2 /nap (BOI 5 -ben mért) 51

52 Gyökérzónás/növényágyas tisztítás (folyt.) Előtisztítás (ülepítő-, oldómedencék) (feliszapolódás, szagártalom, elosztó kavicsréteg eltömődése) Növényágy talajtest: homokos kavics, áteresztő képesség: k= m/s vízzáró szigetelés a növényágy fenekét a legmagasabb ismert vízszint sem érheti el vízszintes átfolyású növényágy: 50 cm talajtest függőleges átfolyású növényágy: 80 cm talajtest vízszintes felület fagyvédelem Kacorlak: nádágy Zalakaros, Zalakomár: nemes-nyáras Vízszintes felszín alatti átfolyású gyökérmező hosszmetszete mechanikailag tisztított szennyvíz, 2. elosztó zóna nagyméretű kövekkel, 3. szigetelő fólia, 4. töltet (talaj, kavics, homok, vagy zúzott kő), 5. növényzet, 6. az elfolyó víz gyűjtőcsöve, 7. gyűjtő zóna nagyméretű kövekkel, 8. a vízszint a túlfolyó magasságának állításával szabályozható, 9. elfolyó víz A leggyakrabban ültetett növényfajok: nád (Phragmites australis), pántlikafű (Phalaris arundinacea), vízi harmatkása (Glyceria maxima), gyékény (Typha sp.), sás, káka, kardliliom, békalencse 52

53 Nád-gyökérzónás, függőleges átfolyású tisztító szerkezete PERFORÁLT CSŐ KEMÉNY CSŐ SZAKASZOS BETÁPLÁLÁS A TELJES FELÜLETEN durva homok 25 cm ~ 8 cm ~ 15 cm 6 mm mosott kavics 12 mm mosott kavics mm mosott kavics ~ 10 cm ~ 15 cm 1 %-OS LEJTÉS GRAVITÁCIÓS VÍZELVEZETÉS LDPE SZIGETELŐ DRAIN CSŐ HÁLÓZAT NAGY KÖVEK tisztítás szakaszos ütemben talaj pórustere újra megteljen levegővel Gyökérzónás/növényágyas tisztítás korábban nem voltak egységes tervezési és működési irányelvek működtetési paraméterek közt jelentős különbség szennyvíz tartózkodás ideje: 1 nap - 2 hónap fajlagos felületigény: 0,9 m 2 /LE - 23 m 2 /LE eltávolítási hatásfokukra vonatkozóan is elég szélsőségesek az adatok BOI 5 : 51-96% LA: 60-98% N: 10-88% P: 11-94% 53

54 54

55 X. VII.-IX. balról jobbra IV.-VI. balról jobbra I.-III. balról jobbra 55

56 Természet-közeli szennyvíztisztítási technológiák Vizes rendszerűek: csörgedeztetéses rendszer (overland flow) szennyvíztisztító tavak - ülepítő (anaerob) tavak - nem levegőztetett (fakultatív tavak) - levegőztetett (aerob) tavak - utótisztító tavak úszó- vagy lebegő vízinövényes szennyvíztisztítás természetes vagy mesterséges nádastó (wetland) üzemi vízszint a felszín felett vízinövények (algák, makrofitonok) aktív részvétele Csörgedeztetéses rendszer átmenetet képez a szilárdalapú és vízalapú rendszerek között általában teraszos vagy lejtős terepadottságok esetén alkalmazzák a szennyvíz a talaj fölött vékony rétegben lefelé folyva tisztul meg különböző folyamatok révén: kiülepedés, adszorpció, szűrés, koprecipitáció (több komponens együttes leválása, kicsapódása), mikrobiális átalakulás és lebomlás a terület aljára érkező szennyvizet összegyűjtik és elvezetik hazánkban nem alkalmazzák 56

57 Csörgedeztetés Tavas szennyvíztisztítás Alkalmazás: házi szennyvíz v. ahhoz hasonló ipari szennyvíz tisztítására tápanyag eltávolításban fő szerep: algák A szennyvíztavak előnyei: tájba illő kialakíthatóság egyszerű, költségkímélő építési mód kevés gépi szükséglet csekély karbantartási költség a rendszeres üzemeltetési ellenőrzés mellett évente v. többévente jelentkező iszapeltávolítási igény nagy pufferkapacitás lehetőség csapadékvíz együttes kezelésére is 57

58 Tavas szennyvíztisztítás A szennyvíztavak hátrányai: viszonylag nagy területigény ingadozó tisztítási teljesítmény az évszak- és időjárásfüggő változások miatt szagártalom lehetősége alkalmanként nagy algafejlődés, nemkívánatos algaelúszás eltávolítási hatásfok: BOI 5,KOI: 80% körüli, a szezonális ingadozás kicsi N, P: 40-50%, a szezonális ingadozás nagy 58

59 Heréd község (Hatvan közelében) összegyűjtött szennyvizének megtisztítását egy természetközeli, oxidációs tavas tisztítórendszer végzi A szennyvíztavak típusai Ülepítő (anaerob) tavak: nyers szennyvízből ülepíthető anyagok leválasztása, leülepedett iszap rothasztása csapadékvíz kezelés is tófenék mélypont felé lejt (h 1,5 m) rézsűburkolás bevezetéshez: elosztó berendezések (merülőfal, terelőfal) rács és homokfogó előtte 50%-os szerves szennyeződés csökkenés iszap kitermelés: rendszerint évente altalaj védelme, szigetelés átfolyási idő: legalább 1 nap V LE 0,5 m 3 /LE 59

60 A szennyvíztavak típusai Nem levegőztetett (fakultatív) szennyvíztavak nagy kiterjedés, csekély mélység (kb. 1 m) 1000 LE alatt A LE 15 m 2 /LE biológiai tisztítás; csapadékvíz kezelése is O 2 bevitele csak természetes folyamatok által (klíma-függő) felső vízréteg rendszerint aerob fenekén ill. bevezetésnél: anaerob lehet 2-3 egységből álljon bevezetéseknél elosztó berendezések kifolyásoknál merülőfalak, szűrőgátak: úszó- és lebegő anyagok visszatartása átfolyási idő: 20 nap összekötő- és kifolyási berendezések: hetente ellenőrzés, tisztítás iszapeltávolítás: több évente 60

61 A szennyvíztavak típusai Levegőztetett (aerob) szennyvíztavak nyers v. mechanikailag tisztított szennyvízzel táplálják biológiai tisztítás műszaki levegőztető berendezés területigény csökken 5000 LE alatt célszerű két egymás után kapcsolt egység vízmélység: 1,5-3,5 m átfolyási idő: legalább 5 nap tisztító és fenntartási munkák iszapeltávolítás: 4-10 évente 61

62 A szennyvíztavak típusai Utótisztító tavak biológiailag tisztított szennyvizekkel táplálják lebegő anyagok, maradék szerves terhelés, szervetlen tápanyagok, higiéniai állapot javul rendszerint mesterséges levegőztetés nélkül 1-2 m-es vízmélység holt terek ne legyenek (alga-elszaporodás) célszerű a tófelületet több független tóra osztani 1-5 napos átfolyási idő 5-10 évente iszapeltávolítás 62

63 Úszó- vagy lebegő vízinövényes szennyvíztisztítás tápanyag eltávolításban fő szerep: makrofitonok vízililiom, Piscia Tratiotes, Alternanthera sp., Lemna sp., Myrophyllum heterophyllum, Elodea nutellii, E. canadensis a növények sűrű gyökérzetén rögzül a baktériumtömeg növényeket rendszeresen aratják előny, hogy a hidraulikai terhelésingadozásokra kevésbé érzékeny, az eltömődés veszélye nem áll fenn ha a növényfedettség 100%-os, algásodás nem jelentkezik hátrány: vízinövények felszíni vizekbe is szétterjedhetnek ülepített és biológiailag tisztított szennyvíz tisztítására is Élőgépes szennyvíztisztítási technológia (Living machines) Élőgépek-metszet (sorba kapcsolt reaktorok, mindben más típusú baktériumok más-más szennyeződéstől tisztítanak: aerob, anaerob, anoxikus körülmények) 63

64 Élőgépek rendszer technológiai ábrája. 1. szennyvíz bevezetés, 2. anaerob reaktor, 3. anoxikus reaktor, 4. zárt aerob reaktor, 5. nyitott aerob reaktor, 6. nyitott aerob reaktor, 7. ülepítő, 8. levegőztetett biológiai szűrők, 9. fúvó, levegőztető vezetékek, 10. fölösiszapelvétel és iszaprecirkuláció, 11. tisztított szennyvíz Az élőgépek biotikus közösségének eloszlása 64

65 Élőgépek (Harbor-Park, Nagytétény, Mo.) Magyarországon működő élőgépek szennyvíztisztítási technológia helyei 65

66 Noszvaj - két település szennyvizét kezelő tisztító 66

67 Nádastó felépítésben hasonló a gyökérzónás telephez különbség: a vízszint a talaj felett van vízmélység: cm a tisztítási folyamat nagy része a víztérben folyik, és nem a talajban a telepített növények is hasonlóak a kétféle rendszerben meglévő természet-közeli és mesterséges nádastavakat is használnak szennyvíztisztításra biológiai tisztítás után alkalmazzák általában, de ülepített szennyvizek tisztítására is alkalmas BOI 5, LA: megfelelő eltávolítási hatásfok ÖN, ÖP: 50% körüli eltávolítási hatásfok 67

68 68

69 IV. Harmadlagos (fizikai-kémiai) tisztítás célok/eszközök: finom lebegőanyag eltávolítása: homokszűrő, mikroszűrő foszfor eltávolítása: vegyszeres kicsapás nitrogén eltávolítása: ioncserélő, molekulaszita, algás tóban denitrifikáció sótalanítás: fordított ozmózis, elektrodialízis, desztilláció baktérium- és víruseltávolítás: aktív szén adszorpció, klórozás, ózonizálás stb. klórozás Fertőtlenítés klórozó-fertőtlenítő (tartózkodási idő: kb. 15 perc) 69

70 Fertőtlenítés ózonozás UV Sugár-intenzitás mérővel és tisztító szerkezettel ellátott, csatorna szakaszba meríthető UV sugárzó egység 70