KÖRNYZETVÉDELMI MŰVELETEK ÉS TECHNOLÓGIÁK I. 7. Előadás Szennyvíztisztítási technológiák 2. Bodáné Kendrovics Rita ÓE RKK KMI 2010
III. Fokú tisztítási technológia N és P eltávolítása Természetes és mesterséges eljárások Nitrogén eltávolítása DENITRIFIKÁCIÓ Feltétel: Oxigénmentes állapot Szerves anyag jelenléte Nitrogén nitrát formában való jelenléte (anoxikus állapot és anaerob állapot között a különbség?)
a. Szimultán denitrifikáció b. Váltakozó denitrifikáció c. Elődenitrifikáció Eleveniszap Befolyó szennyvíz Anoxikus medence Biológiai medence utóülepítő d. Elő és szimultán denitrifikáció kombinációja Recirkulációs iszap Fölösiszap
Foszfor eltávolítása 1. Vegyszeres eljárás 2. Biológiai eljárás 3. Öntözéses eljárás
1. Vegyszeres eljárás -Elő, -szimultán, -utókicsapatás Cél: a foszfor kicsapatása» Vasklorid Fe 2 Cl 3» Alumíniumszulfát Al 2 SO 4» Mésztej Ca(OH) 2 adagolásával, majd a szennyvíz utóülepítése. Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Ca(HCO 3 ) 2 2Al(OH) 3 +3CaSO 4 +6CO 2 Al 3+ + H x PO 4 3-x AlPO 4 + xh + Fe 3+ + H x PO 4 3-x FePO 4 + xh +
2. Biológiai foszforeltávolítás Aerob és anaerob fázis beiktatásával bio-p(lantomonas) baktériumok közreműködésével. Befolyó szennyvíz Anaerob anoxikus aerob utóülepítő Recirkulációs iszap + Eleveniszap Fölösiszap
3. Öntözéses eljárás korlátozás nélkül hasznosíthatók a nem toxikus jellegű, fekálisan nem szennyezett szennyvizek. korlátozással hasznosíthatók a házi szennyvizek és azok az ipari szennyvizek, melyek mérgező anyagot nem tartalmaznak a megengedettnél nagyobb mértékben, de bakteriálisan szennyezettek. nem hasznosíthatók a mérgező ill. radioaktív anyagot tartalmazó szennyvizek.
Biológiailag tisztított szennyvíz (pl. aerob tóban) növénykultúrák öntözésére. Pl. nyárfás öntözés, husángfűz (Salix Viminalis Sp.) energetikai célra
Hasznosítás energiaültetvényen Husángfűz (Salix Viminalis Sp.) Párolgás: 15-20 liter/nap N felvevő képessége: 600-800 kgn/ha/év Terület Terhelési értékek kg/ha.év BOI 5 ön öp Hidraulikus Terhelés mm/év Termesztési ideje: 25-30 év Egy éves fűz: 22,1-27t/ha/év Két éves nemesnyár: 19,5-32,5 t/ha/év Négy éves akác: 17,5 t/ha/év Talaj Növényzet nélkül Husángfűz 1 éves 3 éves 3-4.000 200 20-30 1.000 4-5.000 3-400 30-40 1-1.500 5-6.000 5-600 40-50 1,5-2.000 5 éves 6-8.000 6-800 50-60 2-2.500
Előny: Alternatív vízforrás Növények tápanyagellátása és vízellátása Műtrágya felhasználás csökkentése Hátrány: Összetevők pontos ismerete és szükség szerinti kezelés Szigorú környezetvédelmi és egészségügyi szabályozás
Aparthant község
Gyula Városi Szennyvíztisztító és Elhelyező Telep (1970)
Fertőtlenítés Fertőtleníteni kell a szennyvizet, ha: a befogadó olyan állóvíz, melyből ivóvíz hasznosítás, vagy öntözéses hasznosítás történik szennyvízbevezetés alatt 5 km-en belül lakott terület van 5-15 km-en belül» ivóvízkivétel» fürdővíz, sport» öntözés Fertőtlenítésre alkalmazzák: klórgáz, nátriumhipoklorit
Természetközeli szennyvíztisztítások Vízkészletek utánpótlása Mindazon eljárások, melyekben a szervesanyag lebontása energiaigényes levegőbevitel nélkül, a természetes öntisztulási folyamatokra alapozva valósul meg. Előnyök: Kisebb beruházási, üzemeltetési költség Nem igényel magasabb szaktudást Csekély energiaigény Környezetbarát technológia - javítja a tájképet, új életteret hoz létre
Hátrány: Nagy helyigény Télen csökkentett hatásfok Elhanyagolt üzemmód mellett nagy környezetszennyezés felszín alatti víz elszennyezése
Két fő csoport: 1. Szilárd hordozó alapú rendszerek Szennyvízszikkasztás Szennyvízöntözés Talajszűrés Gyors beszivárogtatás Gyökérzónás tisztítás 2. Vízalapú rendszerek Csörgedeztetéses eljárás Stabilizációs tó Lagúnás tisztítás Úszó, vagy lebegő növényes tisztítás Nádastó
1.Szennyvízszikkasztás Jól megépített szikkasztó részei: Előülepítő biológiai előtisztítást biztosító egység felszín alatti elosztó hálózat pl. perforált csövek kavicsrétegben Ellenőrizhetetlen!!!! Meghibásodást jelzi: nedves kellemetlen szagú sáv megjelenése új mező
2. Szennyvízöntözés Biológiailag tisztított szennyvíz (pl. aerob tóban) növénykultúrák öntözésére, csak harmad fokú tisztításként Pl. nyárfás öntözés, husáng fűz energetikai célra
Előny: Alternatív vízforrás Növények tápanyagellátása és vízellátása Műtrágya felhasználás csökkentése Hátrány: Összetevők pontos ismerete és szükség szerinti kezelés Szigorú környezetvédelmi és egészségügyi szabályozás
3. Talajszűrés 3/1. Növénnyel fedett területen a lassú beszivárogtatás Felszínen Árokban Permetezéssel történő kihelyezése. Fő cél: tisztítás
3/2.Gyors beszivárogtatás Talajjal kitöltött medencébe vezetik a szennyvizet Növények nincsenek túl nagy a terhelés Utótisztításra, vagy mechanikailag tisztított szennyvíz kezelésére nitrifikáció/denitrifikáció Foszfor talajszemcsékhez kötődik
Legalább egy méter a felső és alsó dréncső között
4. Gyökérzónás szennyvíztisztítás
A szervesanyagok eltávolításában biológiai folyamatok vesznek részt, míg a lebegőanyagokéban a szűrés A növényi tápanyagok eltávolítása növényi felvétel, talajszemcsékhez kötődés és biológiai folyamatok során megy végbe
ELŐNYEI: Megfelelő hatékonyság Alacsony működési költség Ellenőrizhető működés Kis energia igény pl. lejtés miatt Nincs szükség regionális csatornahálózatra 8-10 év élettartam, de cserélni kell kavicsot, növényeket HÁTRÁNYOK: Nagy terület igény Gyenge növényi tápanyag eltávolítási hatásfok Kevés üzemi tapasztalat
5. Csörgedeztetés A szennyvíz egy megfelelő lejtésű, fűvel borított, teraszosított lejtőn folyik le tisztítási folyamatok: kiülepedés szűrés adszorpció mikrobiális átalakítás lebontás
növényzet (fűféleség) biztosít közeget a tisztításban szerepet játszó mikroorganizmusoknak, akadályozza az eróziót és fölvesz növényi tápanyagokat Csak kis vízáteresztő-képességű talaj esetén (pl.agyagos), mert nagy a talajvízszennyezés veszélye Ülepített, biológiailag tisztított szennyvíz tisztítására
6. Tavas szennyvíztisztítás Alkalmas: Oldott és ülepíthető szennyezőanyagok patogén mikroorganizmusok eltávolítására fejlett országokban inkább utótisztításra, de lehet önálló tisztítási fokozat a különböző típusú tavak kapcsolásával Előnyök: Alacsony költségek Jó hatásfok Rugalmasság Csekély iszapelhelyezési probléma
Hátrány: Nagy helyigény és tartózkodási idő Szaghatás Éghajlatfüggő Algaszaporodás Fő típusai a technológiába való helyük alapján: 1. Stabilizációs tó nyers szennyvíz 2. Oxidációs tó előülepített szennyvíz 3. Utótisztító tó biológiailag tisztított szennyvíz
Működési elv szerint: 1. Aerob 2. Fakultatív 3. Levegőztetett 4. Anaerob 5. utótisztító
6/1. Aerob tó Jellemzői: -kb. 1 m mélység -oldott oxigén / fotoszintézis( algák), levegő és szennyvíz együttesen Tartózkodási idő: 2-6 nap Alkalmazható: Magas szervesanyag tartalmú (de kevés lebegőanyagot tartalmazó)szennyvizek előülepítését követően Anaerob tó utáni utókezelésre Részleges tisztítás után utókezelésre
6/2. Fakultatív tó Jellemzői: -1,5-2 m mélység 3 vízréteg -természetes körülmények legáltalánosabb tótípus -hosszú tartózkodási idő ( 7-120 nap) Alkalmazás: Anaerob tó után utókezelésre / 80% hatásfok Előkezelésre / kb. 30 % hatásfok
6/3. Levegőztetett tó Jellemzői: levegőztetéssel aerob viszonyok 3-5 m mélység Túlterhelt fakultatív tavak helyreállítása gépi lebegőztetéssel Alkalmazás: Főleg ipari szennyvizek előkezelésére, szennyezőanyagok átalakulása
6/4 Utótisztító tó Aerob, vagy fakultatív tó Anaerob tó Fakultatív tó Utótisztító tó
6/5. Anaerob tó Jellemzői: -2-5 m mélység -nincs oldott oxigén -szaghatás erős -részlegesen, de hatékonyan tisztít Tartózkodási idő: 20-50 nap Alkalmas: Nagy szervesanyag tartalmú szennyvíz előkezelésére Élelmiszeripari szennyvizek előkezelésére
Pl. Biogeist tó -Vasbeton medence kezelő épületekkel -50-10 000 fő -Szagtalan -150-700 m 3 /nap -Vízmélység 3,5-5 m
7. Úszó-lebegő vízinövényes növények szerepe: vízfelszín beterítése - alganövekedés megakadályozása a kiülepedést is elősegítik Pl.vízi jácint gyökérzetén mikroorganizmusok tudnak megtelepedni, valamint oxigént juttat a vízbe a gyökerén keresztül rendszer
Az Élőgép folyamatábrája Anaerob reaktor Anoxikus reaktor Ülepítő aerob reaktorok Levegőztetett biológiai szűrő
8. Nádastó Hasonló a gyökérzónás eljáráshoz, de a tisztítási folyamatok itt a vízben zajlanak szabad vízfelületű gyökérmező a víz szintje a talajszint felett helyezkedik el vízmélység: 10-80 cm A szennyezőanyag-eltávolítási folyamatok nagy része a vízben zajlik le, a talajnak kisebb a szerepe A növényzet víz felett lévő szára, levelei gátolják a fény bejutását a vízbe, így szabályozva az alga növekedést
Előnyei: Vízi élőlények kiváló lakhelye Könnyű karbantarthatóság Hatékonysága hasonló a vízszintes átfolyású gyökérmezőhöz, csak nincs benne kavics Hátrány: Nagy területigény