VÍZÜGYI KUTATÁSOK A FENNTARTHATÓSÁG JEGYÉBEN Dr. Galambos Ildikó Pannon Egyetem, Soós Ernő Víztechnológiai Kutató-Fejlesztő Központ Hogyan tovább Magyarország az Európai Unióban, a globális világban? 2017. április 6.
Fenntarthatóság, fenntartható fejlődés 1987, ENSZ Brundtland-jelentés - A fenntartható fejlődés olyan fejlődés, amely kielégíti a jelen generáció szükségleteit anélkül, hogy veszélyeztetné a jövő generációk esélyét arra, hogy ők is kielégíthessék szükségleteiket. Környezet elhasználódását leküzdeni a gazdasági fejlődés, társadalmi egyenlőség és igazságosság igénye mellett Fenntartható fejlődési célok
Forrás: http://www.menszt.hu.
Célok TERMÁLVÍZ
Termálvíz Magyar termálvízkincs különleges adottság Több, mint 1.500 termálvízkút; 900 üzemel 30% balneológia 20% ivóvíz ellátás 50% hőhasznosítás Termálvíz vagy hévíz: felszín alatti réteg- vagy karsztvíz kifolyónál >30 C Forrás: Aquaprofit Zrt. Nyertes pályázat: GINOP-2.2.1-15 - K+F versenyképességi és kiválósági együttműködések Termál- és gyógyvizek optimalizált újrahasznosítása és környezetterhelő hatásának csökkentése innovatív mikrobiológiai, ipari, valamint kavitációs technológiák ötvözésével
Használt termálvíz elhelyezése Nagy mennyiségben kitermelt termálvíz használat utáni elhelyezése kérdés: 1.Visszasajtolás a felszín alatti rétegekbe KÖTELEZŐ, ha csak a hévíz hőtartalmát hasznosítják (energetika) TILOS visszasajtolni szennyezett, balneológiai célra használt termálvizet, (kibocsátás) 2.Felszíni vizekbe való bevezetés 3.Visszaforgatás, újrafelhasználás
Használt termálvíz elhelyezése Felszíni vizekbe való bevezetés Fontos a megfelelő mértékű kezelés: hőmérséklet <30 C, összes oldott sótartalom (28/2004. (XII.25.) KvVM rendelet a vízszennyező anyagok kibocsátásaira vonatkozó határértékekről és alkalmazásuk egyes szabályairól): energetika: <3.000 mg/dm 3, gyógyászat: <5.000 mg/dm 3, termálfürdő: <2.000 mg/dm 3 Megoldás: Környezetkímélő módon elhelyezés mesterséges vizes élőhelyeken Természet-közeli tisztítási módszerek alkalmazása Bevezetés előtt vízkezelési technológiák használata
Vízvisszaforgatás Környezetterhelés csökkentés Vízkészlet-gazdálkodás: az elfolyó termálvizek (gyógy) visszaforgatása /technológia K+F/ csökkenthető a kitermelt felszín alatti vizek mennyisége Problémák: mikrobiológiai szennyeződés, mikroszennyezők vizsgálata Technológiák: - töltetes oszlopok, kavitációs bontás
Töltetes oszlopok Homok vagy üveggyöngy? a) Bányászott homok - elterjedt - olcsó - szilárd szennyező anyagok bizonyos hányada a homokhoz tapad hatékonyság csökken - intenzív visszamosás sokszor nem kellően hatékony több vegyszer, biocid adagolás b) Üveg alapú töltet - negatívan töltött megakadályozza, hogy a tölteten baktériumok tapadjanak meg, biofilm kialakulás csökken - üveghez a szilárd anyagok csak enyhe kölcsönhatással tapadnak ez visszamosás alatt megszűnik, könnyebben tisztítható
Vizsgálatok A szemcsék 90%-ának mérete (mm) Szitasűrűség (mm), átjutás (%) Felületkezelés Velox 1216 CP00 Velox 1619 CP00 Velox 1619 CP0203 Tört üveg Velox 5000 425-850 250-425 250-425 1000-2000 0,5-19,3 1000 100 500 100 500 100 45 100 850 90-100 425 90-100 425 90-100 n.a. 24 99-100 425 0-20 250 0-10 250 0-10 12 75-97 nincs nincs van nincs nincs Aquasorb 1000-2000 n.a nincs Mikroszkópos kép - Multimédia töltetek Tartamkísérletek Visszamosás, tisztítás Prototípus fejlesztés
CFU/100 ul CFU/100 ul CFU/100 ul CFU/100 ul CFU/0,1 ml CFU / 0,1 ml CFU / 0,1 ml Eredmények I. 37 C-os csíraszám A kisebb terheltségű víz esetében lényegesen csökkent az összcsíraszám A túlterhelt víz esetében hatástalannak bizonyult a mechanikai szűrés 2000 1500 1000 500 Összcsíraszám változása (37 C) Spheriglass 1216 CP00 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2000 1500 1000 500 0 Összcsíraszám változása (37 C) Spheriglass 1619 CP00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2000 1500 1000 500 Összcsíraszám változása (37 C) Green sand 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Mérések sorszáma Mérések sorszáma Mérések sorszáma Összcsíraszámok (37 C) átlaga Aquasorb Összcsíraszámok (37 C) átlaga Spheriglass 1216 CP00 Összcsíraszámok (37 C) átlaga Spheriglass 1619 CP00 Összcsíraszámok (37 C) átlaga Green sand 48 000 46 000 44 000 42 000 40 000 38 000 46 333 39 867 46 500 40 000 30 000 20 000 10 000 0 21 025 16 625 14 700 26 050 33 525 60 000 50 000 40 000 30 000 20 000 10 000 0 46 333 42 433 51 933 51 133 40 467 30 000 25 000 20 000 15 000 10 000 5 000 0 21 025 18 275 12 225 24 825 17 200 36 000 Kezeletlen 2. minta 4. minta
Kavitáció Kavitáció: Fizikai jelenség Amikor egy anyag folyadék fázisból hirtelen gáz fázisba megy át a nyomás esése következtében. Folyadék sebessége hirtelen megnő nyomása leesik (energiamegmaradás tv.) Keletkező gőzbuborék hirtelen összeroskad, az egymásnak csattanó folyadékfelületek erős akusztikus lökéshullámot keltenek környező szilárd testek eróziója
Kavitáció Kavitációs üregek összeomlása során: magas hőmérsékletek (~10 000 K) és nyomások (~500 bar) állhatnak elő lokálisan a folyadékban fizikai és kémiai változásokat eredményeznek Alkalmazás: fertőtlenítés: a kavitációs mikrobuborékok összeomlásával roncsolunk mikrobákat Az eljárás nem csak optikailag átlátszó folyadékokra alkalmazható, mint az UVfertőtlenítés, hanem kolloid oldatokra, sőt, teljesen átlátszatlan (pl. szennyvíziszap) oldatokra is. Forrás: Cobley, A.J., Mason, T.J., Circuit World, 33, 29-34 (2007)
Vizsgálatok Labor és félüzemi méretben Batch kísérletek (szakaszos) vagy átfolyó rendszerben (folyamatos), műveleti paraméterek hatásának vizsgálata Prototípus fejlesztés
Konklúzió Az üveg alapú szűrőtöltetek alkalmazás - kisebb terheltségű használt gyógyvíz visszaforgatására/elfolyó termálvíz kezelésére, kezelés időtartama meghatározandó A túlterhelt használt gyógyvíz - alkalmazott töltetek nem érték el a kívánt eredményt megoldás lehet a folyamatos kezelés Továbbiak: üveg alapú töltet tartamkísérletek, több paraméter vizsgálata, különböző gyógy- és termálvizek vizsgálata Kavitációs vizsgálatok: hatékonyság vizsgálata, hőmérséklet és nyomás hatásának vizsgálata, tartamkísérletek Prototípusfejlesztés
Köszönöm a figyelmet!