Energetikai célra használt termálvizek felszíni kezelése és elhelyezése, mint a visszasajtolás szükséges és lehetséges alternatívája Dr. Pekár Ferenc ny. főigazgató-helyettes vízökológus Halászati és Öntözési Kutatóintézet, Szarvas
Az előadás vázlata Miért szükséges a visszasajtolás helyett más, alternatív megoldást keresni? Az alternatív megoldás hiányának várható következményei Miért lehet alternatívája a felszíni kezelés és elhelyezés a visszasajtolásnak? Hogyan lehetséges megvalósítani? Kísérleti eredmények, tudományos bizonyítékok
2004-2010: felszíni befogadóba vezetés helyett visszasajtolási kötelezettség 2004-ig: hűtőtavas átmeneti tározás után felszíni befogadóba vezetés, kibocsátási határértékek rendeletben történő meghatározása 1984-től 2004-ben: visszasajtolási kötelezettség törvényi előírása (kivéve: meglévő létesítmények) 2010-ben: általános visszasajtolási kötelezettség előírása (meglévő létesítmények esetében is!) Kötelező visszasajtolás (a VGT alapján): - 2014-től a mennyiségileg gyenge állapotú termál víztesteknél - 2020-tól a mennyiségileg jó állapotú termál víztesteknél
Miért szükséges a visszasajtolás helyett más megoldást keresni? A 147/2010. (IV.29.) Kormányrendelet visszasajtolásra vonatkozó rendelkezései (77. és 78. ) végrehajthatatlanok, mivel: - nem áll rendelkezésre üzemszerűen alkalmazható, gazdaságos visszasajtolási technológia (jelenleg még kísérleti stádiumban van); - nem áll rendelkezésre a megfelelő beruházási összeg (~200 visszasajtoló kút: ~30 Mrd Ft); - 2014-ig nem áll rendelkezésre elegendő idő a visszasajtoló rendszerek kiépítésére; - 2010-től a felkészülésre sem állt rendelkezésre elegendő idő (a meglévő létesítmények esetében).
Miért szükséges a visszasajtolás helyett más megoldást keresni? Ezeket a nehézségeket az esetleges néhány éves határidő hosszabbítás sem oldja meg! Ráadásul: A 220/2004. (VII.21.) Kormányrendelet 38. (1) d), ill. 38. (4) a) rendelkezései szerint: - az energetikai célú termálvíz hasznosítás esetén a türelmi idő 2012. december 31.; - a használt termálvíz kezelése nélkül 100 %-os mértékű vízszennyezési bírság négy éven keresztül (2010-2013), amely bizonyos területeken elérheti a 30-40 millió Ft-ot is, évente és kutanként.
Miért szükséges a visszasajtolás helyett más megoldást keresni? Mindezeken túlmenően: A 220/2004. (VII.21.) Kormányrendelet 37. (5) rendelkezése szerint: - amennyiben a kibocsátó a kibocsátási határértéket nem teljesíti a türelmi idő lejárta utáni első év végéig (2012. dec. 31. + 1 év = 2013. dec. 31.), - a szennyező tevékenységet a felügyelőség felfüggeszti, korlátozza vagy betiltja.
Várható következmények A meglévő energetikai célú termálvíz-hasznosító létesítmények tömeges bezárása, munkahelyek ezreinek megszűnése A visszasajtolás előzőekben részletezett nehézségei miatt új beruházások és új munkahelyek létesülésének elmaradása Mindezek miatt komoly veszélybe kerül az NCsTben vállalt geotermikus célkitűzések teljesítése: - a geotermikus energia fűtési célú hasznosítása 2020-ra több mint háromszorosára nőhet (4,23 PJ-ról 16,43 PJ-ra, valójában közel 4x).
Visszasajtolás helyett felszíni kezelés: Miért egy lehetséges alternatíva? A visszasajtolás az EU Víz Keretirányelve szerint nem kötelező, hanem indokolt esetben megengedett megoldás (Farkas Csamangó, 2007) A visszasajtolás műszakilag bonyolult és igen költséges technológia, jelenleg nem elérhető A VKI ismeri az aránytalanul nagy költség fogalmát, amely erre a problémakörre is alkalmazható (Szilágyi és Clement, 2010) Az ilyen esetekben a jelenleg elérhető legjobb technológiát kell alkalmazni
Visszasajtolás helyett felszíni kezelés: Miért egy lehetséges alternatíva? A felszín alatti vízkészletek mennyiségi védelme: - az energetikai célú termálvíz kitermelés az összes felszín alatti vízkitermelésnek kevesebb mint 10 %-a. Energetikai célú termálvíz kitermelés: - a hivatalos statisztika szerint: 12-14 millió m 3 /év - szakmai becslés alapján: ~30 millió m 3 /év Összes felszín alatti vízkitermelés: - 800-900 millió m 3 /évről 600-700 millió m 3 /év-re, más források szerint 500 millió m 3 /évre csökkent Az energetikai célú termálvíz kitermelés NCsT-ben tervezett közel négyszeres növekedése esetén sem fogja meghaladni a 20 %-os arányt
Visszasajtolás helyett felszíni kezelés: Miért egy lehetséges alternatíva? A felszíni befogadók minőségi védelme: - termálkút-befogadó párok elemzése alapján (806 db termelőkút és 232 db befogadó); - a teljes kútkapacitással számolva a felszíni befogadók 30 %-a esetében nem biztosított a megfelelő mértékű hígulás; - ez a hazai összes vízfolyás kevesebb mint 6 %-a (Szilágyi és Clement, 2010). A befogadók minőségének védelme érdekében: - hosszabb időtartamú tározással és kezeléssel, - azaz a szennyezőanyagok lebontásával, átalakításával, eltávolításával és visszatartásával, - tovább csökkenthető a fenti, korlátozott kiterjedésű és mértékű káros környezeti hatás.
Miért kell kezelni (tisztítani) kibocsátás előtt az energetikai célra használt termálvizeket? A legtöbb esetben magas szennyezőanyag tartalom: összes szervesanyag (fenolok, szerves mikroszennyezők), ammónia, összsó (nátrium) Mért jellemző paraméterek: KOI, BOI, fenolindex, PAH, ammónia, összsó, Na-eé% Felszíni befogadóba történő bevezetés esetén kormányrendelet által meghatározott kibocsátási határértékeket kell teljesíteni 2012. dec. 31-ig 2004-től: szigorú szabályozás (igen alacsony határértékek, drasztikus mértékű bírságemelés)
Visszasajtolás helyett felszíni kezelés: Hogyan lehetséges megvalósítani? A meglévő hűtő-tározó tavak felhasználásával, szükség szerinti bővítésével, új tavak építésével Átmeneti tározás helyett hosszabb időtartamú tározás a termálvíz minőségétől függően Elegendő időt kell biztosítani a szennyezőanyagok biológiai úton történő ártalmatlanításának A biológiai lebontás, átalakítás, eltávolítás intenzitásának növelése emberi beavatkozásokkal Eredmény: a használt termálvíz tisztítása olcsó, biológiai, természetközeli módszerekkel Emellett értékes, szikes vizes élőhelyek létrehozása (természeti és rekreációs értékekkel)
Felszíni kezelés és elhelyezés ún. létesített vizes élőhelyeken Előzetes, biztató eredmények az 1980-as évek közepén (az ún. szentesi modell) Ezt megerősítő eredmények a települési és ipari szennyvizek ún. természetközeli kezelésében További, bizonyító erejű tavas elfolyóvíz kezelési eredmények az 1990-es évek végétől napjainkig A termálvizes kutatási program újbóli elindítása Szarvason 2009-ben (az ún. szarvasi modell) Bizonyító erejű eddigi kísérleti eredmények
Használt termálvizek hűtő-tározótavas kezelése és elhelyezése (az ún. szentesi modell) Hűtőtó: 24 ha Tározótó: 117 ha Tartózkodási idő: 33 nap 165 nap Tápanyag- és szennyezőanyag eltávolítás: Ammónia: 94 % 1140 kg N/ha év Foszfor: 78 % 70 kg P/ha év Fenol: 50 % 50 kg/ha év A tározótóban a víz halasítható minőségű! Forrás: Oláh és mtsai, 1987
A gyakran emlegetett szentesi termáltó - mint értékes vizes élőhely 117 ha
A szarvasi termálvizes kutatási program helyszínei Therm-Organ Kft. 9 ha Gyógy-Termál Kft. (tervezett helyszín) 40 ha HAKI Gyógy-Termál Kft. 0,5 ha Barex Kft. 8,5 ha Barex-GOP projekt
A tározás hatásának vizsgálata: helyszíni vizsgálatok (HAKI) víz és üledék laboratóriumi vizsgálata (HAKI KAK Labor) mikrobiológia vizsgálatok (ELTE Mikrobiológiai Tanszék)
2010. március A THERM-ORGAN Kft. használt-termálvíz tározója 2010. tavaszán 2010. május 2010. május
Vízi élőlények a Therm-Organ Kft. tározójában kékalgák kékalgák baktériumok egysejtűek
KOIk (mg/l) Ö-fenol (mg/l) 12 10 8 6 4 2 0 2010.03 2010.07 2010.09 TOCS TOT 1 TOT 2 TOT 3 TOT 4 TOT 5 TOT 6 TOT 7 A fenol és a KOI csökkenése a Therm-Organ Kft. hűtő-tározójában A fenol koncentrációja a határérték alá, a KOI koncentrációja a határérték közelébe csökkent. 1 200 1 000 800 600 400 200 0 2010.03 2010.07 2010.09 TOCS TOT 1 TOT 2 TOT 3 TOT 4 TOT 5 TOT 6 TOT 7
mg/l mg/l mg/l A KOI-formák változása a Therm-Organ Kft. hűtő-tározójában 1200 1000 800 600 400 200 0 2010. 03. KOIk (összes) KOIk (formált) KOIk (oldott) TOCS TOT 1 TOT 2 TOT 4 TOT 6 1200 1000 800 600 400 200 0 2010. 07. TOCS TOT 1 TOT 2 TOT 4 TOT 6 1200 1000 800 600 400 200 0 2010. 09. TOCS TOT 1 TOT 2 TOT 4 TOT 6 A formált KOI arányának növekedése az élővízzé alakulást bizonyítja.
Laboratóriumi (mikrokozmosz) kísérletek hipermangános és oltott meszes kezelés levegőztetés
Mezokozmosz kísérletek A kísérletben használt termálvizek: kísérleti kádak 2009 2010 12 db kád TOCS GYCS 12 db kád TOT BCS 12 db kád GYT BT élőbevonatos kezelés Kezelések 2009-ben és 2010-ben: 1. 10% Körös víz hozzáadása ( beoltás ) 2. mesterséges alzatok alkalmazása 3. az 1. és 2. számú kezelések együttes alkalmazása 2010-ben sertéshígtrágya hígfázisával és tisztított szennyvízzel is végeztünk kísérleti beoltásokat.
A szennyezőanyag eltávolítás hatékonysága: az eddig elért kísérleti eredmények összefoglalása Paraméter Jellemző koncentrációk Kibocsátási határértékek Szükséges csökkentés mg/l mg/l % Eddig elért csökkenés (%) tározók (6 hónap átlaga) mesocosmos (12 hét átlaga) KOI k 931 100 89 53 39 BOI 5 708 30 96 73 66 ammónium-n 13 10 23 70 99 összes-fenol 9 2 78 66 66 Na-egyenérték 98 % 45 % 54 1 -
Az eddigi eredmények összefoglalása (1) A tározás hatása: már a hideg téli időszakban is bekövetkezik kisebb mértékű szennyezőanyag eltávolítás, melynek intenzitása a nyári meleg periódusban jelentős mértékben fokozódik. A laboratóriumi mikrokozmosz kísérletekben tesztelt fizikai-kémiai és biológiai kezelések nem csökkentették lényeges mértékben a szennyezőanyagok koncentrációját. A félüzemi mezokozmosz kísérletekben vizsgált biológiai módszerek hatásosnak bizonyultak. Kiemelendő, hogy már egyszerű tározással is csökkenthető a szennyezőanyagok koncentrációja, amely további biológiai beavatkozásokkal fokozható.
Az eddigi eredmények összefoglalása (2) Következtetés: a biológiai módszereken alapuló, tavas kezelés és tározás egy lehetséges, alternatív megoldás. Pénzügyi eredmények rövid távon: vízszennyezési bírság megtakarítás (a szarvasi termálkutak esetében jelenleg évi 15-20 mft, később évi 30-40 mft). Gazdasági eredmények hosszabb távon: a termálvíz-hasznosító gazdasági társaságok jogszabályoknak megfelelő, nyereséges működése hosszabb távon is. Az eredmények hasznosulása más ágazatokban: a kidolgozandó technológia alkalmazható gyógy- és termálfürdők elfolyó használt vizének, valamint egyéb használt vizek és szennyvizek kezelésére is.
Köszönöm a megtisztelő figyelmet!