Szennyvíztisztítás 9. ea.

Átírás

1 Szennyvíztisztítás 9. ea. Melicz Zoltán Vízellátási és Környezetmérnöki Intézet

2 A mai órán beszélünk: A szennyvíztisztítás hulladékairól Keletkezés helye Ártalmatlanítás lehet ségei Az iszapkezelésr l módszerek, berendezések, m tárgyak

3 Telepi hulladékok: Rácsszemét (rácsm tárgy) Homok (homokfogó) Zsír és olaj (zsírfogó) Nyersiszap (el ülepít ) Fölös eleveniszap (utóülepít ) Vegyszeres iszap (el -, vagy utóülepít ) Sz réssel visszatartott iszapok (biosz r k, egyéb utósz r k) Csurgalékvíz (az iszapkezelés során keletkezik) (csatornaiszap): nem a telepen képz dik

4 Szennyvíziszap fogalma Szennyvíziszapnak a szennyvíztisztítás során keletkez, Fizikai (pl. el ülepítés, sz rés) Biológiai (fölösiszap produkció) Kémiai (pl. kicsapás, koaguláció, oxidáció) folyamatok révén keletkez szilárdanyagokat, illetve annak szuszpendált állapotú formáját nevezzük.

5 Iszapok jellemz i Fizikai Nagy víztartalom Nyersiszap: 2-4% szárazanyag tartalom) Fölösiszap 1% szárazanyag tartalom) Biológiai instabil, azaz további bomlásra, átalakulásra képes Fert z mikroorganizmusokat tartalmazhat Kémiai

6 Milyen állapotúra hozzuk az iszapot? Kis víztartalom (szárazabb anyag) Kis térfogat (kisebb mennyiséget kell szállítani) Kismérték biológiai bonthatóság (már ne okozhasson környezeti problémát) Fert z képesség csökkentése, (már ne okozhasson egészségügyi problémát) megszüntetése A további felhasználhatóság szempontjai (mit akarunk még vele csinálni) Pl. energiát nyerni, tápanyagait hasznosítani stb.

7 Az iszapkezelés f lépései: Stabilizálás Víztartalom (és térfogat) csökkentés (kondicionálás, s rítés, víztelenítés) Elhelyezés

8 Az iszapkezelés f bb lépései: Stabilizálás Kondicionálás, (s rítés) víztelenítés Térfogatcsökkentés Elhelyezés

9 Stabilizálás Biológiai vagy kémiai, fizikai úton Aerob, vagy anaerob úton, mikroorganizmusok segítségével Aerob: leveg ztetett eleveniszapos medencében, teljes oxidációval Anaerob fermentációval, rothasztással Kémiai módszerrel H kezeléssel Cél: Az iszap további bomlásának (id szakos, vagy végs ) megállítása Szagot okozó anyagok elt ntetése, ezzel egy id ben a fert z képesség is csökken

10 A s rítés: Célja: az iszapok térfogatának (víztartalmának) csökkentése Módszerei: Gravitációs, Dinamikus, Flotálásos, Sz réses (esetleg membrános)

11 A kondicionálás: Célja: az iszapok térfogatának (víztartalmának) csökkentését el készíteni (kémiai/fizikai módszerek) Módszerei: Paszt rözés Termikus kondicionálás Mosatás Kémiai kondicionálás.

12 A víztelenítés: Célja: az iszapok víztartalmának csökkentése Módszerei: Természetes (szivárogtatás) Gépi víztelenít berendezések Statikus er hatással (kamrás sz r prések, szalagsz r k) Dinamikus víztelenít k, pl. dekanter centrifuga Szívó hatással (vákuumsz r k) Kombinált (vákuumos-statikus, dinamikus statikus stb.) Szolár szárítók, iszapszikkasztók

13 A térfogatcsökkentés módjai: Komposztálással Szárítással Égetéssel

14 Az elhelyezés módjai: Mez gazdaság Hulladéklerakó Leveg Tenger, óceán (EU-ban már nem megengedett) Egyéb (pl. autópályák rézsüjének füvesítésénél)

15 A s rítés megvalósítása Gravitációs s rítés Pálcás s rít k (speciális ülepít ): az ülepít térben lassú keverést alkalmazunk (pálcákkal), a képz d légbuborékok ki zésére, és a pelyhesedéshez 3-5% szárazanyag tartalomig (max: 6%) S rítéssel kb. harmadára csökkenthetjük a vízmennyiséget! Természetes s rítés

16 A pálcás s rít

17 Iszap szikkasztó (s rít ) ágy

18 Forrás: Gépi s rítés

19 A flotálásos s rítés Flotáló berendezés Szilárd-folyadék fázisszétválasztásra, f ként ipari alkalmazásokban oldott leveg s, illetve vegyszeradagolással kombinált típusok M ködése: nyomás alatt leveg bevitel, aztán normál légköri nyomás kiváló légbuborékok, amelyek felúsztatják a pelyheket

20 Flotálók Forrás: tankönyvtár.hu

21 A recirkulációs flotálásos s rít

22 Az iszapvíztelenítés Iszapágyakon % szárazanyag tartalomig, nagy területigény, hosszú id, Alagcsövezés (drénvezeték) B zhatások Fert zés veszélye (madarak, legyek stb.)

23 Gépi víztelenítés Vákuumdobsz r kkel elérhet szárazanyag tartalom: 16-18% Szalagos sz r préssel elérhet szárazanyag tartalom: 20-22% Kamrás sz r prések elérhet szárazanyag tartalom: 35-40%

24 Gépi víztelenítés Iszapvíztelenítés centrifugával (folyamatos m ködtetés) elérhet szárazanyag tartalom: 27-30% az iszapvíz KOI értéke több tízezer mg/l is lehet

25 Iszap kondicionálás A megfelel mérték iszapvíztelenítés csak abban az esetben biztosítható, ha az iszaphoz adalékanyagokat keverünk Szervetlen vegyszerek (vas(iii)-sók és mészhidrát) Szerves polimerek (els sorban kationos polielektrolitok) A megfelel elkeverés fontossága

26 Iszap stabilizálás aerob módszer Hosszú ideig tartó leveg ztetés (totál oxidáció), azaz az iszap biológiai lebontása Az aerob iszapstabilizáció alapvet folyamatai: Az iszap hidrolízise és sejtszaporodás A hidrolizált iszap és az elpusztult sejtek biológiai lebontása Predátor legelés

27 Iszap stabilizálás aerob módszer Minimális id tartama 15 nap, amennyiben a közeg h mérséklete nem kisebb 15 ºC-nál. Kisebb h mérsékletek, hosszabb id tartam kell. Az aerob iszapstabilizálás során mind a szerves anyagok, mind a nitrogén-vegyületek oxidációjára (nitrifikáció) sor kerül. A fajlagos oxigén-igény: 1,5-2,0 kg O 2 /kg szerves anyag A patogén mikroorganizmusok egyedszámának csökkentése nem biztosítható megfelel mértékben

28 Iszap stabilizálás anaerob módszer (rothasztás) Az alkalmazott h mérséklet-tartományok alapján a következ m szaki megoldások lehetségesek: Hideg rothasztás Mezofil rothasztás (32-36 ºC) Termofil rothasztás (50-55 ºC) Hideg rothasztás: földmedencék Mezofil és termofil: f thet zárt betontornyok

29 Iszap stabilizálás anaerob módszer (rothasztás) Hideg rothasztás: Kétszintes ülepít kben (el ülepít ) földmedencék Mezofil és termofil: f thet, zárt tornyokban

30 Iszap stabilizálás anaerob módszer (rothasztás) Alapvet folyamatok Hidrolízis Mikrobiológiai lebontás savtermelés További mikrobiológiai folyamatok metántermelés CH 3 -COOH CH 4 + CO 2 CO 2 + 4H 2 CH 4 + 2H 2 O A pillanatnyi ph jelent sége Az optimális ph tartomány : 6,8 7,2 Ha szükséges a ph és pufferkapacitás szabályozás, az mésztej adagolásával biztosítható

31 Iszap stabilizálás anaerob módszer (rothasztás) A kívánatosnál kisebb ph hatása: Felborul a savtermelés és a metántermelés egyensúlya Túl sok sav termel dik Csökken, esetleg megsz nik a metántermelés Rothasztók üzemeltetése Nem f tött rothasztók F tött rothasztók A keverés jelent sége A rothasztás szempontjából a 94-96%-os víztartalmú iszap a legkedvez bb

32 Rothasztás lépései I. S rítés Dezintegrálás (feltárás) - opcionális A s rített iszapot szivattyúkkal a rothasztó tornyokba adják fel Anaerob fermentáció: anaerob körülmények között folyik a lebontás, mely során metán fog képz dni Folyamatos keverés szükséges Tartózkodási id minimum 20 nap Nagyobb h mérsékleten (termofil rothasztó) kevesebb id is elég

33 Rothasztás lépései II. A rothasztó tetején megjelen biogázt kénteleníteni kell (mert korróziót okoz) A biogázt betározzák A biogázt gázmotorokba vezetik, majd elektromos áramot hoznak létre A maradék (fölös) gázokat elfáklyázzák A rothasztóból kivett iszapot vízteleníteni kell A képz d csurgalékvizeket kezelni szükséges (általában a telep elejére vezetik vissza)

34 Rothasztás - ökölszámok Minden kg adagolt szerves anyag 0,44-0,75 m 3 gázt produkál minden kg lebontott szervesanyagból 0,75-1,12 m 3 biogáz képz dik A biogáz %-a metán, %-a szén-dioxid, 1-2 %-át pedig egyéb gázok alkotják. A kéntartalom gondot okoz, ezt el kell távolítani a biogázból

35 Rothasztó m tárgy, Kecskemét

36 Kamrás sz r prés

37 Rothasztó

38 Debreceni rothasztók

39 Az Észak-pesti SZVT rothasztók

40 Gázmotor

41 Vegyszeres iszapstabilizálás A mikroorganizmusok tevékenységének befolyásolása ph szabályozással. Alkalmazott megoldás: mésztej, mészhidrát szuszpenzió adagolásával a ph értékét 10,0-hez közeli értékre állítjuk be. Az aerob és anaerob kezeléssel szemben ebben az esetben a biológiailag bontható szerves anyag nem csökken számottev en, ezért fennáll annak a veszélye, hogy a stabilizálás csak id szakos

42 Vegyszeres iszapstabilizálás A vegyszeresen stabilizált iszapban a ph esetleges csökkenése következtében a biológiai folyamatok ismételten megindulhatnak. A vegyszeres stabilizálás kedvez hatást fejt ki a patogén mikroorganizmusok egyedszám csökkentése szempontjából

43 H stabilizálás A mikroorganizmusok tevékenységét a h mérséklet szabályozásával csökkentjük, illetve megszüntetjük Az iszapban a ºC h mérsékletet célszer kialakítani a megfelel hatás eléréséhez A vegyszeres stabilizáláshoz hasonlóan a biológiailag bontható szerves anyagok mennyisége nem csökken számottev mértékben, de a patogén mikroorganizmusok egyedszáma csaknem zérusra redukálódik

44 A komposztálás Aerob módszer térfogatcsökkentésre Víztelenített iszap és egyéb szerves anyag tartalmú hulladék keverése Prizmák kialakítása Mikrobiológiai folyamatok (30, majd ºC) Id szakos átforgatás Két-három hónapos pihentetés Humusz-szer anyag kialakulása

45 Az elhelyezés módjai: Mez gazdaság Hulladéklerakó Leveg Tenger, óceán (EU-ban már nem megengedett) Egyéb (pl. autópályák rézsüjének füvesítésénél)

46 Iszap mg.-i elhelyezése A tápanyag-ellátottság, szervesanyagtartalmának növelése céljából hígtrágyák, kockázatos anyagokat nem tartalmazó szennyvíziszap talajba injektálása. El nyei: hulladékok mez gazdasági hasznosítása, a felületi szennyezettség és a b zhatás csökkentése. kockázata: felszín alatti vizek veszélyeztetése.

47 Iszap injektálás S rítés A homogenizált hígiszapot a felhasználás helyére, ahol pihentetik (fél évig) - anaerob stabilizálódás játszódik le Ezután a híg iszapot injektálással a talaj mélyebb rétegeibe viszik (20-40 cm)

48 Forrás: Markó András Injektáló gép

49 Iszap elhelyezés és hasznosítás Elhelyezésre és hasznosításra csak víztelenített és stabilizált iszap kerülhet Kémiai iszapkezelést követ en csak az elhelyezés következhet Termikus iszapkezelést követ en mind a stabilizálási, mind a víztelenítési követelmények teljesülnek

50 Iszap elhelyezés és hasznosítás EU rendelkezések: lerakás nem preferált Hasznosítani kell Magyarország: mez gazdaság! Ennek szigorú feltételei vannak Közvetlen felhasználású élelmiszereknél NEM! Fert z anyagokat nem tartalmazhat Mikroszennyez anyagokat (els sorban nehézfémeket) csak a megadott határértékeknél kisebb mennyiségben tartalmazhat

51 Iszap elhelyezés és hasznosítás A mez gazdasági hasznosítás el nyei Szerves anyag tartalma miatt kedvez a talaj számára, a talaj-szerkezetet javítja N és P tartalma miatt m trágyát helyettesíthet Szerves anyag tartalma a növények számára is kedvez

52 Iszap elhelyezés és hasznosítás Mg-i elhelyezés, nehézségek: Rendszeres és szigorú iszapvizsgálat (drága) Hatósági engedélyek beszerzése a felhasználáshoz (lassú) Befogadó intézmény és nyilatkozat (feltételek sora) Tartós szerz dések (?) Használat esetén rendszeres és szigorú talajvizsgálat (drága) Megfelel szárazanyag és tápanyag tartalom szükséges Kihordhatóság a term földre (akadályok)