Környezetmérnöki alapok (AJNB_KMTM013) 7. A vízvédelem alapjai. A vízkezelés technológiai alapfolyamatai.

Átírás

1 A vizek minősége Környezetmérnöki alapok (AJNB_KMTM013) 7. A vízvédelem alapjai 2018/2019-es tanév I. félév a vízben végbemenő fizikai, kémiai és biológiai folyamatok eredményeként a víz fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságainak összessége vízgyűjtő területet érő természetes és antropogén hatások vízminőség állandó változásban Dr. habil. Zseni Anikó egyetemi docens SZE, AHJK, Környezetmérnöki Tanszék 1 Vízszennyezések Vízminőségromlás oxigénhiány időben: rendszeres (folyamatos) rendkívüli (havária szerű) anyag szerint: klasszikus komponensek (sók, oldott oxigén, szerves anyagok, N-, P-vegyületek) mikroszennyezők (szervetlen, szerves) hőszennyezés radioaktív anyagok fertőzést okozó mikroorganizmusok eredet szerint: pontszerű diffúz megjelenési forma szerint: felszínen úszó vízben lebegő oldott ágazatok szerint: települési ipari mezőgazdasági közlekedési szennyvíz nyáron télen túlzott mértékben elburjánzott vízinövényzet nagyfokú bomlási/rothadási folyamatok jégréteg akadályozza az oxigén víztérbe jutását jégrétegre hullott hó árnyékoló hatása egyéb okok: szerves és szervetlen szennyező anyagok vízbe jutása kedvezőtlen hidrometeorológiai helyzet Vízminőségromlás eutrofizáció A vízkezelés technológiai alapfolyamatai ~: a vizek növényi tápanyagdúsulása által kiváltott biológiai reakció: a felszíni vizek elnövényesedése (algásodás, hínárosodás) a tavi elöregedés jellemzője, feltöltődéshez vezet természetes és mesterséges hatásokra következik be erózióval, deflációval a felszíni vizekbe jutó tápanyagok (főként a N- és P- tartalmú műtrágyák) és a szennyvizek elősegítik a folyamatot Oxidáció, redukció ph és pufferkapacitás szabályozása Kémiai kicsapás (oldott csapadék) Adszorpció Fázisszétválasztás (gáz-folyadék, szilárd-folyadék) Membrános eljárások A technológiák a fenti folyamatok kombinációjával alakulnak ki. 1

2 Fázisszétválasztás (szilárd-folyadék) Durva és finom szilárd részecskék eltávolítása Durva fázisszétválasztás: Gerebszűrés Makroszita szűrés Mikroszita szűrés Homokfogó Ülepítés Flotálás Finom fázisszétválasztás: Gyorsszűrés Szűrés előtt a kolloid részecskéket szűrhető formára kell hozni (pl. kémiai kicsapatással) Nyitott (gravitációs) dobszűrő Mikroszita szűrés Homokfogó Ülepítés Hosszanti átfolyású ülepítő medence 2

3 szűrőanyag A szőgyei vízkezelő mű nyitott szűrője Nyitott szűrők vízszóró rózsák Szűrés gyorsszűrés: kis, részben kolloidális méretű lebegő anyagok (4-10 m/h) Zárt szűrők lassú szűrés: biológiai-, íz-, szaganyagok (0,1 m/h) Zárt gyorsszűrő Membrános eljárások Győr-Révfalui Vízmű: szűrők MF: Mikroszűrés (lebegő, szilárd részecskék, pórusok: 0,1 1 µm) UF: Ultraszűrés (makromolekulák, pórusok: nm) NF: Nanoszűrés RO: Fordított ozmózis (ionok, kis molekulák) Membránszűrés: a szennyező anyag elválasztása Szennyező (magas koncentrációban) Permeátum (a membránon keresztüljutott víz) 3

4 Kívülről befelé szűrő membrán, alacsony vákuum mellett üzemel (6,9-55,2 kpa) Települési szennyvíztisztítás Mechanikai tisztítás Cél: durva szennyezőanyagok, ülepíthető és finom lebegő-anyagok eltávolítása 1. rácsok (durva szemét) gépi tisztítású íves rács 4

5 Mechanikai tisztítás (folyt.) 2. homokfogó: szennyvíz sebessége lecsökken kb. 30 cm/s-ra, homokszemcsék kiülepednek győri szennyvíztisztító homokfogó Mechanikai tisztítás (folyt.) zsírfogó 3. ülepítés ülepítőmedencék ülepítés elősegítése flokkulálás derítés flotáció üres homokfogó homokfogó (győri szennyvíztisztító) Sugárirányú átfolyású Dorr-ülepítő ülepítőmedence (győri szennyvíztisztító) iszapkaparó lemezek a szennyvíz itt folyik be a víz itt folyik ki a medencéből üres ülepítőmedence (győri szennyvíztisztító) 5

6 Biológiai szennyvíztisztítás Csepegtetőtest Cél: szervesanyag-eltávolítás, nitrifikáció 1. mesterséges: csepegtetőtestes, eleveniszapos, biofilmes 2. természetközeli módszerek: vizes rendszerűek: csörgedeztetés, szennyvíztisztító tavak, úszó- vagy lebegőnövényes, élőgépes szennyvíztisztítás, nádastó szilárd hordozójú rendszerűek: szikkasztás, öntözés, homokvagy talajszűrés, gyökérzónás/növényágyas szennyvíztisztítás biológiai hártya a töltő-szemcsék felületén utóülepítés szükséges a szennyvíztisztítást mikroorganizmusok végzik Eleveniszapos medence eleveniszapként lebegnek a vízben a mikroorganizmusok utóülepítés szükséges Eleveniszapos medence Miskolci szennyvíztisztító telep győri szennyvíztisztító az előülepítés után osztó műtárgyak kormányozzák a vizet az eleveniszapos medencékbe győri szennyvíztisztító eleveniszapos medencék 6

7 győri szennyvíztisztító aerob eleveniszapos medence (levegőztetett) győri szennyvíztisztító anoxikus eleveniszapos medence 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) győri szennyvíztisztító hosszanti átfolyású utóülepítő a biológiai tisztítás után az eleveniszap ülepítésére győri szennyvíztisztító az utóülepítés után megtisztult vizet a Mosoni-Dunába vezetik el 7

8 Élőgépes szennyvíztisztítási technológia győri szennyvíztisztító az utóülepítés után megtisztult víz Sorba kapcsolt reaktorok, mindben más típusú baktériumok más-más szennyeződéstől tisztítanak: aerob, anaerob stb. körülmények Gyökérzónás szennyvíztisztítás Élőgépek (Harbor-Park, Nagytétény, Mo.) Harmadlagos (kémiai) tisztítás Szennyvíziszapok kezelése célok/eszközök: finom lebegőanyag eltávolítása: homokszűrő, mikroszűrő foszfor- és nitrogén eltávolítása: derítés, kicsapás, denitrifikáció, ioncsere stb. sótalanítás: fordított ozmózis, elektrodialízis, desztilláció baktérium- és víruseltávolítás: aktív szén adszorpció, klórozás, ózonizálás stb. mechanikai víztelenítés és szárítás anaerob rothasztás és szikkasztás égetés komposztálás mezőgazdasági hasznosítás deponálás Fertőtlenítés 8

9 győri szennyvíztisztító iszaprothasztók 35,5-36,5 C, tele van iszappal, felső 1 m-ben van a keletkezett biogáz, 21 napos tartózkodási idő, győri szennyvíztisztító az iszaprothasztókban keletkezett biogáz tárolása Egyedi szennyvíztisztítási eljárások csatornahálózattal nem rendelkező területeken zárt tárolós megoldás oldómedencével egybekapcsolt szikkasztó a nagybani eljárásokhoz hasonló kisberendezések + szikkasztás sorbakapcsolt oldóaknák Csepegtetőtestes szennyvíztisztító kisberendezés ( lakosegyenértékig) 9