A kisméretű szennyvíztisztító továbbfejlesztése a megújuló energiaforrás előállítása és hasznosítása révén

Átírás

1 A kisméretű szennyvíztisztító továbbfejlesztése a megújuló energiaforrás előállítása és hasznosítása révén TET 08 RC SHEN Projekt Varga Terézia junior kutató Dr. Bokányi Ljudmilla egyetemi docens Miskolci Egyetem Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet

2 Iszap hasznosításának lehetőségei Mezőgazdasági felhasználás Komposztálás Égetés Anaerob lebontás

3 Anyagában Szennyvíziszap Mezőgazdasági felhasználás talaj szervesanyag ás tápanyag tartalmának javítása! toxikus- és környezetterhelő komponensek (pl. nehézfémek) - talaj, egészség károsítása - (nehézfémek eltávolítása kémiai úton vagy biolúgzással)

4 Szennyvíziszap Mezőgazdasági felhasználás Komposztálás - aerob stabilizálás mikroorganizmusokkal - optimális paraméterek (adalékanyag vagy mátrix) - technológia: 1. Agitált ágyas komposztálás 2. Statikus ágyas 3. Reaktoros 3. Komposztálási rendszerek összehasonlítása

5 Energetikai - Szennyvíziszap Termikus hasznosítás Égetés - szükséges előkezelés: kondicionálás, víztelenítés, előszárítás - az önfenntartó égés feltételei - nedvességtartalom: <50% - hamutartalom: <60% - szervesanyag tartalom: <25% Nyers iszap kj/kg sz.a. iszaptérfogat jelentősen csökken toxikus összetevők ártalmatlaníthatók a hamu szennyezőanyagoktól mentes termikus energia hasznosítható! tisztítási technológia - levegőszennyezés! hamu és szállópor kezelése! termékek korrozív hatásai Fölös eleveniszap Rothasztott iszap Rothasztott kevert iszap A települési szennyvíztisztító művek különböző iszapjainak jellemző fűtőértékei (Barótfi, 2000) Főbb berendezés típusok: - etázskemence - fluidágyas kemence kj/kg sz.a kj/kg sz.a kj/kg sz.a. - forgódobos kemence

6 Szennyvíziszap Termikus hasznosítás Égetés Anaerob lebontás - anaerob lebontás és stabilizálás (endoterm folyamat; C) - optimális paraméterek Feladás biogáz hasznosítható stabilizált iszap jó minőségű Rothasztó Biogáz Biogáz tárolás és tisztítás Stabilizált iszap Szeparálás Injektálás Mezőgazdaság Komposztálás (Opcionális) Jármű motor Transzport Motor vagy turbina Kombinált hő és energia Gázturbina /bojler Folyamat hő; fűtés

7 - A fölösiszap mikroorganizmusokat, ill. nagyméretű mikroorganizmus telepeket tartalmaz. A mikroorganizmusok akkumulálódnak és pelyheket képeznek, melyek olyan összetevőket tartalmaznak, mint önálló baktérium, baktérium aggregátok, sejt maradvány, szerves rostok vagy szervetlen alkotók. - A flokkok komponenseit extracelluláris polimer anyagok (EPS) tartják össze. Dezintegrálás hatásai: - a pelyhek roncsolását - szemcseméretcsökkenést, ezáltal fajlagos felület növekedést. - baktérium sejtek feltárása Dezintegrálási módok: - mechanikai - kémiai - biológiai - termikus - kombinált Eleveniszap mikroszkópi képe dezintegrálás előtt és után [Kocsis A., TDK, 2006.]

8 Szennyvíz Csigás rácsszűrő berendezés Tároló medence Rácsszemét MOBIL SZENNYVÍZTISZTÍTÓ BERENDEZÉS TOVÁBBFEJLESZTÉSE Mésztej Puffer tartály Koaguláló szer (vas-klorid) Koaguláló tartály Anox tér Szennyvíz recirkuláció Lamellás ülepítő Aerob tér Nyersiszap Iszapkezelés: - Anaerob lebontás - Ózonos fertőtlenítés Membránszűrő Fölösiszap UV-oxidáció Tisztított víz

9 - A sajóbábonyi mobil berendezésből származó iszap minták gáztermelő képességét vizsgáltuk mechanikai előkezeléssel és előkezelés nélkül - Alkalmazott berendezések Mechanikai dezintegrátor Igénybevétel: nyírás Fordulatszám: /perc Statikus biogáz berendezés Hőmérséklet: 54 C Kiindulási ph - 7

10 Fajlagos gázhozam [ml/g sz.sz.a.] KOI [g/kg] Össz. szárazanyag tartalom [%] Össz. szerves szén [g/kg] Feladás: membrán egységből származó iszap 4,4 4,3 4,2 4,1 4 3,9 3,8 4,33 3,88 4,22 4,28 4,19 1.minta eredeti minta 2.minta 1,5 perc dezintegrálás 3.minta 2,5 perc dezintegrálás 4.minta 3,5 perc dezintegrálás 5.minta 5 perc dezintegrálás , ,98 260, , ,422 1.minta eredeti minta 2.minta 1,5 perc dezintegrálás 3.minta 2,5 perc dezintegrálás 4.minta 3,5 perc dezintegrálás 5.minta 5 perc dezintegrálás 3,7 50 3,6 1. minta 2. minta 3. minta 4. minta 5. minta 0 1. minta 2. minta 3. minta 4. minta 5. minta , , ,28 704, , minta 2. minta 3. minta 4. minta 5. minta 1.minta eredeti minta 2.minta 1,5 perc dezintegrálás 3.minta 2,5 perc dezintegrálás 4.minta 3,5 perc dezintegrálás 5.minta 5 perc dezintegrálás minta eredeti+inokulum 2. minta eredeti 3. minta 1,5 p. dezaggr. 4.minta 2,5 p. dezaggr. 5. minta 3,5p. dezaggr. 6. minta 5p. dezaggr Idő [nap]

11 Feladás: lamellás ülepítő iszapja Ülepített iszap Dezaggregált iszap Ózonizált iszap Eleveniszap ph 7,87 7,32 7,42 7,36 KOI [mg/l] Össz. szárazanyag [mg/l] ,5 perces dezintegrálás -3 órás ózonizálás Fajlagos gázhozam értékek a bemért tömegére, ill. a szárazanyag tartalomra vonatkozóan

12 - A bemért minta tömegére vonatkozó fajlagos gázhozam értékek alapján az ülepítői iszap és a mechanikailag előkezelt iszap azonos gázmennyiséget eredményezett, míg a szárazanyag tartalomra vonatkozóan az előkezeletlen ülepítői iszap több gázt produkált. Megállapítottuk, hogy a mechanikai (kavitron) kezelés elhagyható, mivel alkalmazása nem jár együtt a számottevő biogáz-mennyiség növekedésével - Az ózonizálás az iszap kezelésére alkalmas megoldás lehet, azonban ezt követően biogáz nem állítható elő, így a kisméretű szennyvíztisztító berendezés iszapjának kezelésére vagy kizárólagos ózonizálást vagy kizárólagos anaerob lebontást alkalmazhatunk. A két kezelési módszer közül a gazdaságosabb, a környezetbarátabb és egyszerűbben kivételezhető anaerob lebontást (biogáz-termelést) javasoljuk. - Az anaerob lebontásnál a termofil hőmérséklet (50-60 C) alkalmazását javasoljuk

13 Feladás: lamellás ülepítőről és a membránszűrőről származó iszap Hőmérséklet : 54 C

14 TET 08 RC SHEN Projekt