Ugrás a tartalomhoz

Környezettechnika

dr. Barótfi István

Mezőgazda Kiadó

3.4. A szennyezés csökkentésének technológiai lehetőségei

3.4. A szennyezés csökkentésének technológiai lehetőségei

A különféle termelő tevékenységek során a nyersanyagok átalakítási folyamatai zajlanak a késztermék létrehozása céljából. A termelési tevékenységek kisebb-nagyobb mértékben a víz használatával járnak együtt, s a vízhasználatok a víz különböző mértékű szennyeződését eredményezik. A szennyeződés mértékét alapvetően a termelési technológia és a termelés volumene határozza meg. A termelés során keletkezett hasz-nált-szennyezett vizeket az üzemi vízgazdálkodási rendszerben kezelik, hasznosítják, vezetik el. Az üzemi vízgazdálkodás biztosítja egyrészt a termelés mennyiségi – friss vízhasználat – és minőségi – friss vízminőség – vízigényét, és az üzemi vízgazdálkodás tesz eleget, másrészt a környezetvédelmi – hatósági igények – a szennyvízkezelés és a kibocsátható szennyvízminőség – kielégítésének is.

Az iparban tehát a káros szennyeződés csökkentésének lehetőségei a termelési technológiában, illetve az üzemi vízgazdálkodásban egyaránt megtalálhatók. Ezek általánosságban:

  • a termelési technológiához szükséges nyers-, segéd-, és üzemanyagok változtatása, helyettesítése, kiváltása;

  • a termelési folyamat, technológia megváltoztatása;

  • a keletkezett használt és szennyezett vizek visszaforgatása, megfelelő kezeléssel;

  • a szennyvíz kezelése a befogadóba való bevezetés előtt.

A szennyezés csökkentésének legradikálisabb eszközei a termeléstechnológiai megoldások:

  • vízkímélő technológiák (pl. zárt, visszaforgatásos hűtések, takaréköblítők),

  • anyaghelyettesítő és visszanyerő technológiák (pl. ciánmentes galvánfürdők, öblítővíz újrahasznosítás, nehézfémek visszanyerése, hulladékpapír újrafelhasználása stb.).

Ezekre a megoldásokra az egyes iparágak tárgyalásánál konkrét példákkal visszatérünk; ugyanitt tárgyaljuk a szennyvízek tisztításával történő szennyezőanyag-csök-kentési lehetőségeket is a befogadó védelme érdekében.

Az adott körülmények között alkalmazandó lehetőségek megválasztásánál döntő szempont a telje srendszerben történő gondolkodás és a maradék szennyező anyag elhelyezési megoldása is.

A szennyvíz a település, valamint az ipar szempontjából valójában olyan másodlagos anyag, mely hasznos beltartalma alapján – korlátozott feltételek mellett – alkalmassá tehető primér anyagok, illetve engeriaféleségek kiváltására, vagy pótlására. A szennyvíztisztítás, illetve ipari szennyvizek esetében az előtisztítás célja, hogy mindazon környezetre káros és veszélyes anyagokat, melyek akár a befogadóba (élővíz, talaj stb.) történő bevezetést, akár bármely formában történő hasznosítást gátolják, megfelelő technológiai rendszer kialakításával visszatartsa. Különösen jelentős e meghatározás az ipari üzemekre, mivel az azok által kibocsátott szennyvizek nagy része gyakran tartalmaz olyan összetevőket, mely – közcsatornába történő bevezetés esetében – a teljes szennyvíz, illetve szennyvíziszap hasznosítási lehetőségét akadályozza, vagy lehetetlenné teszi.

A szennyvízelvezetés minden esetben magába foglalja

  • gyűjtés (csatornarendszer),

  • kezelés (tisztítás, előtisztítás),

  • elvezetés, illetve elhelyezés (befogadóba vezetés, hasznosítás, iszaplerakás stb.) teljes láncolatát.

E zárt folyamat legkritikusabb tényezője akár a folyadék, akár az iszapfázis esetében az elhelyezés. Ezért feltételrendszere meghatározó szerepet tölt be, s befolyásolja, pontosabban közvetlenül visszahat a kivezetésre, vagy iszap esetében a szállításra, s ezzel együtt meghatározza a tisztítótelepen belüli technológiai rendszer szükséges minőségét, illetve hatékonyságát.

A hasznosítást gátló „közegidegen” anyagok hálózatba jutását meg kell akadályozni. Az elhelyezési-hasznosítási mód és a kezelési technológia már együttesen visszahat az ipari előkezelés szükséges műszaki megoldásaira. A települési tisztítótelep hatékonysága csakis abban az esetben képes feladatát betölteni, ha az ipari előkezelés vele kellő mértékben egybehangolt.

A termelési folyamatokból a csatornába kerülő folyékony fázis szükséges (elő)ke-zelése, az abban előforduló káros anyagok kivonása tehát mindenkor a gyártási folyamat – attól elválaszthatatlan – preventív jellegű utolsó szakasza, melynek elmulasztása a közcsatornát üzemeltető számára minden esetben beláthatatlan következményeket jelent. Az előtisztítás visszahatását a gyártástechnológiára a 3.13. ábra szemlélteti.

3-13. ábra - A szennyvíztisztítás és a gyártástechnológia egymásrahatása

A szennyvíztisztítás és a gyártástechnológia egymásrahatása


Az ipari előkezelés-előtisztítás és a városi elvezető és tisztító rendszer összehangolása általános környezetvédelmi szempontok figyelembevételét igényli, a jogszabályokban rögzített kibocsátási határértékek komplex kezelésével. Minden esetben figyelembe kell venni a városi hálózat és tisztítótelep terhelhetőségét, a hígítási arányokat és célszerű az adott szennyvíz bonthatóságának, illetve toxicitásának meghatározása.

Ezek elmulasztása sok esetben a befogadó városi szennyvíztisztító telep működésének ellehetetlenülését okozza. Figyelembe kell venni a mikroszennyezők biológiai tisztításra gyakorolt hatását (C és N bontás), valamint a biológiai úton tovább nem bontható, de határértékként meghatározott anyagok hatását a városi tisztítótelep elfolyó vízminőségére.

Gazdaságossági mérlegelést igényel az ipari szennyvizek tisztításával szembeni igény, az ipar anyagi terhelhetősége – tűrőképességének figyelembevétele annak összes vonzatával együtt (munkahelyek fennmaradása, esetleg emiatti megszűnése).

A komplexitás elvének érvényesülése egy létesítmény esetén rendkívüli szerteágazó ökonómiai és műszaki vizsgálatot igényel, mely a rendszer minden elemére ki kell hogy terjedjen. (A tisztán jogszabályi megközelítés sok későbbi vita alapját képezi.)

Mindezeket figyelembe véve definiálható, hogy a szennyvíztisztítási rendszer egyfelől az elhelyezés módjától, másfelől az érkező szennyvíz minőségétől függő célszerűen megválasztott technológiai elemek sorozata.

A továbbiakban ismertetjük a csatornázás, a szennyvíz-és iszapkezelés, valamint az elhelyezés és hasznosítás gyakorlatban leginkább alkalmazott technológiai elemeit, s néhány elsősorban élelmiszert előállító iparág tisztítási technológiájának rendszerét.

3.4.1. A szennyvizek gyűjtése, csatornázás

A szennyvizek gyűjtése alapvetően két fő csoportra osztható:

  • elválasztott rendszerű csatornák,

  • egyesített rendszerű csatornák.

Az elválasztott rendszerű csatornázás alatt települések esetében a szennyvíz és a csapadékvíz külön-külön történő gyűjtését és a befogadóba (tisztítótelep, csapadék-víz-víz recipiens) juttatását kell érteni. Ipari üzemek esetében a gyártási folyamatból származó szennyvizeket elsősorban tisztíthatóság szempontjából célszerű különválasztani. Így itt a szociális szennyvíz, a csapadékvíz és az ipari szennyvíz – a befogadási lehetőségek függvényében – más-más vezetéken jut rendeltetési helyére. Speciális ipari üzemek esetében, ahol veszélyes anyagok visszatartása, illetve újrahasznosítása a célkitűzés, a gazdaságosság szempontjából általában kedvezőbb a szeparált kezelés érdekében a szennyvizeket az előkezelőig külön-külön vezetni (pl. felületkezelő üzemek különféle nehézfémtartalmú vizei, bőrgyári szennyvizek stb.), ha arra mód és lehetőség van.

A csatorna-kialakítások elvi alapjait ismertnek feltételezve ez a fejezet a gyűjtőrendszer két alapvető elemével, azaz

  • a szennyvizek átemelőivel, valamint

  • a hálózati rendszerben esetleg előálló minőségváltozás, illetve az azt kiküszöbölő szaghatás csökkentését szolgáló berendezések ismertetésével foglalkozik.

3.4.1.1. Szennyvízátemelők

A gépészeti berendezések folyamatos fejlődése lehetővé tette, hogy a gravitációs lehetőségeken túlmenően ma már egyre nagyobb területekről lehet a szennyvizeket közös rendszerbe foglalni, sőt több alrendszert – nyomócsövek segítségével – egységes, ún. térségi, vagy regionális rendszerré alakítani.

A szivattyúk védelmére korábban ülepítőket, rácsot, sőt homokfogókat is építettek be, melyek egyrészt jelentős építményigénnyel, többletkezeléssel és anyagelszállítással, nemkülönben meleg időben bűzhatással jártak.

A dugulásmentes szivattyúk ezeket a problémákat zömmel megoldották, s az üzemeltetést leegyszerűsítették.

A szennyvízátemelők régóta ismert és igen megbízható típusa az ún. csigaemelő,mely valójában 2 vagy 3 bekezdéses nyitott lapátkerekű szivattyú. Ennél fogva képes nagyobb méretű (pl. tégla, konzervdoboz stb.) úszó darabos anyagok emelésére is. Teljesítőképessége a csiga átmérőjétől (d), a fordulatszámtól (n), a hajlásszögtől (a°) és a csigakerék bemerülési mélységétől (h) függ. Egylépcsős formában – hálózati emelőként–h= 2,0–6,0 m emelőmagasságig használják.

Az alacsony energiafogyasztás és a terhelhetőségi rugalmasság mellett hátránya a viszonylag nagy területigény, a csapágyazás érzékenysége, a páraképzés stb. Ma elsősorban nagyobb szennyvíztelepek fogadójaként, vagy recirkulációs iszapátemelőjeként használják.

Alkalmazott gyártmánycsaládok: Flygt, EMU, KSB, ABS, Pumpex, INTERSZIGMA, Presskan, EMU, Hydrostal, Grundfoss, Tsurumi, Sarlin a teljesség igénye nélkül.

Az elterjedt átemelő megoldások közöl legismertebb a 2,0–2,5 m átmérőjű nedvesteres átemelő típus. Az előregyártott elemekből készített akna a csatornamélységekhez egyszerűen illeszthető. Kapacitásuk általában q = 3–5 dm3/s-tól q = 150 dm3/s-ig terjed. Nagyobb és változó szennyvízmennyiség esetén az előzőek sorbakapcsolással, vagy egyedi, nagyobb átmérőjű aknák kiképzésével lehet a feladatot megoldani. A 3.14. ábra egy nedvesaknás ún. „Flygt” szivattyús átemelőt ábrázol.

3-14. ábra - OBV-FLYGT átemelő telep

OBV-FLYGT átemelő telep


A Flygt kifejlesztett egy „öntisztító” fenékkialakítást, mely a lebegő anyag kiülepedését szinte kiküszöböli. A fenékrész előregyártott műanyag elemből készül, beépítése egyszerű. Számos előregyártott átemelő ismert, mely vagy műanyag, vagy vasbeton elemekből épül fel. A beépítés során a gyártók alkalmazási utasítást adnak az átemelők szakszerű megépítése érdekében, figyelembe véve a talaj és talajvíz viszonyokat.

A hagyományos átemelőkkel kombinált gravitációs elveken kialakított szennyvízelvezetési módszerek mellett egyre több helyen lehet találkozni az ún. kényszeráramoltatós műszaki megoldásokkal.

Ezek között is megkülönböztetünk:

  • alacsony nyomással működő,

  • magas nyomással működő,

  • vákuummal működő rendszereket.

A szennyvízátemelés jelenlegi uralkodó géptípusa a centrifugál szivattyú. A nagy teljesítményintervallum (emelőmagasság, szállító kapacitás), kis helyigény, egyszerű beépítés és karbantartás, a kiépített szervizhálózat, a kedvező energiafelhasználás stb. mind-mind hozzájárult alkalmazási területük kiszélesedéséhez.

A szivattyúkat nedves-és szárazaknás beépítési feltételeknek megfelelően alakítják ki.

Az országban átemelésre a leggyakrabban ez a típus került alkalmazásra.

Az egyéb módszereket az alacsonyabb beruházási költség, a jelentős gépészeti hányad, a magasabb fajlagos enegiafelhasználás, a szakszerű karbantartási igény jellemzi. Alkalmazhatóságát a helyi feltételek alapján a létesítési és üzemeltetési költségek együttes figyelembevételével kell mérlegelni.

Szinte minden szivattyúgyártó cég kifejlesztette a maga rendszerét, melyben a cég hagyományos szivattyúinak e célból való terjesztését célozta meg. Egyes cégek számítógépes módszerrel való méretezést is kifejlesztettek.

A példaként bemutatott Presskan-rendszer felépítését a 3.15–3.16. ábrák mutatják be.

3-15. ábra - PRESSKAN-csatornázás

PRESSKAN-csatornázás


a) nyomóvezetékének hálózati képe b) átemelők kiosztási lehetőségei

3-16. ábra - PRESSKÁN aknák

PRESSKÁN aknák


a) vákuumszelep-akna b) vákuumgépház főbb egységei

A rendszer egyik leglényegesebb eleme az aprítóval ellátott beemelő szivattyú, mely jellegénél fogva majdnem azonos hozamot szállít változó nyomómagasság mellett.

A nagy nyomástartomány lehetővé teszi a kis keresztmetszetű csövek alkalmazását, így a beruházási költségek kedvezően alakulnak. A rendszer méretezését az előzőek figyelembevételével kell elvégezni. Célszerű a méretezés során felhasználni az ÉTE (Építőipari Tudományos Egyesület) által 1988-ban kiadott részletes ismertetőt.

3.4.1.2. A szennyvízcsatorna-hálózatban keletkező szaghatások kiküszöbölése

A szennyvíz jellegénél fogva tartalmaz olyan anyagokat, melyek bomlásnak indulva, bűzös szaghatást okoznak. Ezeket kiválthatja a csatornában szükséges szellőzés hiánya – a hosszú úsztatási idő, a szennyvíz hőmérséklete stb. Az általában 6 órát meghaladó úsztatási időn túl (ez 0,8 m/s átlagos vízsebesség esetén 17–18 km hosszat jelent), ha nincs beépítve közbenső átemelő a biológiai bomlás beindul.

Ez a 17–18 km pusztán elméleti szám, mivel a napi, illetve szezonális hozamingadozásokat nem veszi figyelembe. Az éjszakai kis hozamok tartóssága akár megnegyedelheti az előző értéket. A hozamtartósságok és gyakoriságok vizsgálata többek között az előzőek miatt is rendkívül fontos.

Fontos tehát a lerakódásmentes és rövid tartózkodási idejű átemelők kialakítása, mert ez előnyös – elsősorban az éjszakai kishozam miatt bekövetkező – minőségváltozásokkal szemben. A szaghatás leggyakrabban a téli-nyári terhelésingadozású üdülőkörzeti regionális rendszerekben jelentkezik.

Különös figyelmet érdemel az ipari előtisztítók közcsatorna-hálózatra gyakorolt hatása, valamint a kisrégiók kialakításának következménye. Elsősorban az élelmiszeripar, döntően a húsipar okoz szinte helyrehozhatatlan károkat a „hagyományos” rendszerekben, mivel a szaghatás megjelenése egyértelműen utal a korróziós folyamatok megjelenésére, melyek súlyos betonkorróziót okoznak (koporsószerű beomlások a gyűjtőkben, az átemelők szerkezeteiben a betonacélok „megjelenése”).

A kisrégiók, a maguk perifériális gyűjtőrendszereinek térben és időben elhatárolódott formációival a hálózatot biokémiai reaktorrá változtatják, a szennyvízminőség radikálisan megváltozik, a tisztítótelepre a kénvegyületek agresszív formában (gyors O2 emésztés) érkeznek, mintegy elszívva az oxigént a tisztítást végző aerob mikroorganizmusok elől.

Miután az O2 fogyasztás itt szinte pillanatreakcióként jelentkezik, a biológiai egység az időbeni részleges O2 hiányra szinte azonnal reagál, az esemény hatásfokromlást, felúszásokat és szaghatásokat indikál.

Feltétlen le kell rögzíteni, hogy a szaghatás kialakulásának, azaz a bomlási folyamatok beindulásának preventív meggátlása minden esetben gazdaságosabb, illetve előnyösebb, mint a képződött bűz bármely más eljárással történő tisztítása. Amennyiben valamely rendszerben a megelőzés már nem járható út a hatás megszüntetésére, költséges berendezések beiktatását helyezik előtérbe.

Szagtalanítás és eszközei

A csatornahálózatok, miután időben változó minőségű anyagot szállítanak, a minőségváltozás következtében másodlagos környezetszennyezés forrásaivá válnak, és szennyvízben lévő szerves anyagok a baktériumok és más élőlények hatására, azok enzimrendszerének segítségével bomlásnak indulnak és a köztes bomlástermékek mind a vízben, mind a légtérben megjelennek. Hatásuk nem kedvező sem a csatornahálózat állagára, sem a hálózatot körítő légtérre. Az emberi szervezet és annak részét képező orrnyálkahártya rendkívül érzékeny, szinte mai eszközeinkkel nem is mérhető koncentrációkat érzékel, néhány molekula/m3 nagyságrend kimutatására is alkalmas. A szaganyagok zöme szerves, vagy szervetlen gáz. Oldatba létüket, vagy a légtérbe való kilépésüket a légtér parciális nyomása befolyásolja. (Az alacsony légnyomású időben a csatornák „bűzösek” ilyenkor a legmarkánsabb szaganyagok a külső parciális nyomás lecsökkenése miatt kilépnek a légtérbe.)

A csatornában kialakul a frissen beömlő szennyvíz, illetve hosszabb tartózkodási idő utáni helyzet, a légtér és a víz, illetve a biológiai fázis kölcsönhatása. Meghatározóvá válik az oldott O2 jelentősége és meghatározó voltát a teljes rendszerben érvényesíti.

A biokémiai folyamatok, illetve a nyers szennyvíz egy sor szaganyag forrása, mely szaganyagok kimutatását csak a korszerű méréstechnika tette lehetővé. A 10–6 % koncentrációig terjedő mérési módszerek a gázkromatográfiát használják fel.

A szaganyagok biológiai rendszerek termékei. A szennyvíz „frissességét” vagy „állottságát” jól jellemzi a szennyvíz pH-ja és redoxipotenciálja, mely szoros kapcsolatban áll a szennyvíz oldott O2-tartalmával. Hazai és külföldi kutatási eredmények alapján megállapítható, hogy az oldott O2-tartalom, illetve az ezt jó korrelációval tükröző EH és pH egyértelműen jelzi a szaganyagok megjelenésének körülményeit, egyben ezek időbeni prognosztizálása alapján előre lehet jelezni a szagok megjelenését. Az oldott oxigén és redox, valamint szagjelenségek összefüggéseit jól mutatja be a 3.17. ábra.

3-17. ábra - A szaghatás összefüggése a redoxpotenciáltól és az oldott O2-től

A szaghatás összefüggése a redoxpotenciáltól és az oldott O2-től


Az ábra alapján világosan érthető az a kettős törekvés, mely az okokat, illetve az okozatokat kívánja megszüntetni. A redoxpotenciál-változtatása biológiai rendszerek külső (akár vegyszerekkel, akár csak természetes anyagokkal való) befolyásolását jelenti, eszközei vegyszerek és az azokat adagoló berendezések.

A szóba jöhető vegyszerek erős oxidálószerek, melyek a rendszer redoxpotenciálját tolják el az „oxidált” alak felé. Külföldi megoldásoknál tiszta oxigén, klórvegyületek, hidrogén-peroxid a főbb alkalmazot anyag.

Az aktív megelőzés mellett a passzív „tüneti” kezelés is elterjedt. A szagtalanítás a szagot okozó anyagok oxidálását jelenti, mely oxidáció fizikai, kémiai, illetve biológiai úton történő oxidáció lehet.

Az eszközök az előzőekben kifejtett elveket valósítják meg, így jelenleg a

  • katalitikus,

  • tőzegágyas (biológiai) és

  • kémiai szagtalanítók ismertek.

A katalitikus szagtalanítók katalizátorok segítségével magas hőmérsékleten oxidálják a szagot okozó anyagokat (540–750 °K). Egy lehetséges megoldást mutat be a 3.18. ábra.

3-18. ábra - A katalitikus szagtalanító vázlata

A katalitikus szagtalanító vázlata


1. reaktortest; 2. kerámia töltet; 3. perforált lemez; 4. katalizátor töltet; 5. villamos fűtés; 6. reverziós szelep; 7. gázkilépés, az elszívó ventilátor

A berendezés működéséhez szükséges magas hőmérsékletet elektromos energiával állítják elő. A rendszer hátránya a magas energiafelhasználás, mely néhány esetben a szennyvízátemelő energiafelhasználását is meghaladja.

A kémiai szagtalanítók erős oxidálószerek felhasználásával működnek, különböző vegyszerkombinációk alkalmazásával. A rendszer hátránya az egyre dráguló vegyszerek költségeiben található.

A tőzegágyas adszorpciós és biológiai szagtalanító a tőzeg tulajdonságait, valamint a mikroorganizmusok táplálkozási rendszerét használja fel a szaganyagok eltávolítására.

A szagtalanító biológiai rendszer és mint minden biológiai rendszer számos korláttal rendelkezik, ilyen létesítmény tervezésénél-megvalósításánál a berendezés gyártójával fel kell venni a kapcsolatot és a megvalósítás során speciális szakismereteit messzemenően figyelembe kell venni.

A szagtalanító berendezés fejlesztése napjainkban is folyik, az előzőeketől eltérő elven működő más rendszerek is ismertek. (Pl. eleveniszapos szagtalanítás.) A fejlesztés fő célja a hatásfoknövelés mellett az energiatakarékos berendezések kialakítása. (Kellő szennyezőanyag-koncentráció mellett (1,5–5,5 g/m2) endoterm folyamat alakulhat ki, minimalizálva a villomosenergia-felhasználást.)

3.4.2. A települési szennyvíztisztítás technológiai elemei

Az e fogalomba tartozó szennyvizek tisztítási lépcsőit a gyakorlat három fő csoportba sorolja, úgymint:

  • a mechanikai tisztítás, ezen belül

    • mechanikai előtisztítás,

  • a biológiai szennyvíztisztítás, ezen belül

    • a különféle elven működő mesterséges egy-és többlépcsős tisztítási módok,

    • a különféle természetes tisztítási módok (tavas, talajszűrés, öntözés),

  • a III. tisztítási fokozat

    • tápanyag-eltávolítás (P, N)

    • szennyvíz-fertőtlenítés

    • fizikai-fiziokémiai eljárások (pl. fordított ozmózis stb.).

A tisztított szennyvíz elhelyezésével – hasznosításával – kapcsolatos csoportosításra ajánlható:

  • a mezőgazdaság területén történő hasznosítás (pl. öntözés),

  • az ipar területén történő újrahasznosítás (pl. hűtővíz, hidrotranszport stb.).

A szennyvíztisztítási folyamat során másodlagos anyagként iszap képződik, melyek volumene bár mintegy két nagyságrenddel kisebb a folyadék mennyiségénél, ám a környezeti és egészségügyi feltételeket kielégítő elhelyezéséhez, illetőleg hasznosításához a szükséges létesítmények beruházási költsége a teljes beruházás 50%-át is megközelíti.

A szennyvíz-iszapkezelés technológiai elemei az alábbiak szerint csoportosíthatók:

  • Sűrítés

    • gravitációs sűrítők (tölcséres, pálcás keverős)

    • flotációs sűrítők

    • dinamikus sűrítők (vibrációs, centrifugás)

    • sűrítés szűréssel

  • Kondicionálás

    • fizikai (termikus)

    • kémiai (vegyszeres)

    • biokémiai (stabilizálás)

      • = aerob

      • = anaerob

      • = enzimatikus

  • Víztelenítés

    • természetes

    • mesterséges

  • Szárítás

  • Égetés

  • Komposztkészítés

  • Szállítás

  • Elhelyezés, hasznosítás.

3.4.2.1. A mechanikai szennyvíztisztítás elemei

Amechanikai tisztítás célja: a nem oldott halmazállapotú, víztől eltérő fajsúlyú – úsztatott és lebegő anyagok szennyvízből való leválasztása. Ez egyben a különféle gépi berendezések (szivattyúk, kotrók stb.) védelmét is szolgálja, ugyanakkor a biológiai és az iszapkezelő berendezések szilárdanyag-terheléseit is csökkenti.

A technológiai elemek egymás utáni elhelyezési sorrendjét a leválasztó anyagok, valamint a tisztítástechnológia és annak gépészeti megoldása alapján kell meghatározni.

3.4.2.2. Rácsok és szűrők

Az egyesített rendszerű csatornahálózatnál – bizonyos körülmények mellett az elválasztó rendszerben is – jelentős hordalékmennyiség kerülhet a hálózatba, mely záporok esetén képes nagyobb mennyiségű görgeteget a tisztítótelepre szállítani. A kő- és kavicsfogók feldata ennek az 5–20 cm nagyságrendű anyagnak a megfogása. A kavicsfogók a bevezető rendszerbe beépített min. 1,0 mély, 1,0–2,0 m széles „láda” formájú csapdák, melyből a visszatartott anyagot a levonult zápor után markolókkal konténerbe emelik és depóniába szállítják.

A durvarács (gereb) feladata az 50 mm feletti úszó-lebegő hordalékok (faág, állati tetemek, deszka, gumicsizma stb.) visszatartása. A rács pálcaosztását 50–100 mm szabad nyílással kell megválasztani. A rácsot a vízfolyás irányában 2:1 hajlásszöggel úgy kell beépíteni, hogy előtte és utána az óracsúcshoz tartozó középsebesség 0,6–0,8 m/s, míg a hasznos felületére számított sebesség 0,8–1,0 m/s legyen, s a visszaduzzadás ne haladja meg a 30 cm-t.

A rácsot nyílt csatornába, vagy külön műtárgyba kell elhelyezni. Ha a beépítési mélység meghaladja a 4,0 m-t, vagy a rácsszemét mennyisége 40,0 m3/a, akkor kézi tisztítás helyett gépi leszedést kell megvalósítani. Várható rácsszemét menynyiség ~1,0–3,0 m3/1000 leé/a.

A hagyományos finomrács feladata az 50 mm-nél kisebb úszó és lebegő anyagok visszatartása.

Az újabban megvalósuló szennyvíztechnológiák egyre nagyobb igényeket támasztanak az előtisztítással szemben, így technológiától függően már 2–2,5–5,0 mm-es lebegő anyag leválasztási igény is jelentkezik. A biológiai egység ilyen irányú védelme elsősorban az oldott anyagok lebontását végző korszerű biológiai rendszerek igénye.

A rácspálcák közötti szabadnyílás 10–50 mm. A szivattyú védelme érdekében a 15 mm-es szabadnyílás választása az irányadó. A finomrácsot minden esetben a homokfogó elé kell elhelyezni.

Elválasztott rendszerű csatornák esetében kétszintes ülepítő és oldómedence előtt nem szükséges rács. 5000 leé terhelésig kézirács (750 m3/d-ig alkalmazható rácskosár is), ennél nagyobb kapacitású telepeken a gépi tisztítású finomrács az alkalmazásra ajánlott. (A kézirács beépítését a visszaduzzasztást jelző szondákkal a 3.19. ábra mutatja be.)

3-19. ábra - Kézirács beépítési vázlata

Kézirács beépítési vázlata


Kis és közepes telepeken Qd 2000–5000 m3/d általában íves vagy síkrácsot alkalmaznak, melynek hasznos pálcaköze 15–20 mm. A megengedhető visszaduzzasztás tiszta állapotban legfeljebb 5 cm lehet. A rácson átfolyó víz sebessége v = 0,5–0,9 m/sec legyen.

Nagyobb tisztítótelepeken, valamint 4,0 m-t meghaladó folyásfenék esetében már a síkrácsok alkalmazása indokolt. (A gépi tisztítású finom rácsok megkerüléséről minden esetben gondoskodni kell.) AQ=12500m3/d szennyvízhozamig kézi, azon felül gépi tisztítású tartalékrácsot célszerű kiépíteni. Iker elrendezésű rácskialakítás esetében megkerülésre nincs szükség.

A 10 mm pálcaközű rácsokról lakóegyenértékenként 12–15 dm3/a, a 200 mm-ről pedig 6–7 dm3/a rácsszeméttel lehet számolni. A technológiai méretezés során a rácsok által visszatartott BOI5-csökkenés 6–7%.

Szitaszűrőknek nevezik a 10 mm-nél kisebb lyukbőségű szalag,vagy dobszűrőket, melyek alkalmazhatók finom rács után, csapadékvíz kiömlőknél, vészkiömlők előtt, túlnyomásos flotálásnál. A települési nyers szennyvíz szűrőn történő előkezelésekor lyukbőségtől függően 5–10%-os BOI5 és 5–20%-os lebegőanyag-csökkenéssel lehet számolni.

A szitaszűrők jelenleg reneszánszukat élik, számos cég készít az alapelveket megvalósító, de nagyon kompakt és egyéb szolgáltatást is kielégítő berendezést. A szitaszűrők ezen új generációjára jellemző:

  • automatikus üzem (szintről vezérelve),

  • a rácsszemét kifogása mellett annak tömörítése – részleges víztelenítése,

  • a téli üzem fagyveszélyének kiküszöbölése,

  • a téli üzemben esetleg kidermedt anyag mosatása, a szőrű ilyen értelemben való regenerálása,

  • a szennyvíztisztító rendszer központi üzemellenőrzési és irányítási rendszeréhez való csatlakozás biztosítása.

Jelentős szálas, vagy textilanyag-szennyezés esetén korábban ún. késes(barminutor) aprítókat, továbbá darabos anyagok aprítására a már szintén ritkábban alkalmazott ún. komminutorokat (3.20. ábra) építettek be. Ezek feladata elsősorban a gépi berendezések védelme. Hasonló feladattal alkalmazták korábban az ún. aprító szivattyúkat, melyek feladata a rácsszemét feldarabolása és ezáltal továbbúsztatása (rácsszemét mennyiségének csökkentése) volt a cél. Ez utóbbiakat ma már csupán egyedi esetekben alkalmazzák.

3-20. ábra - Komminutor és beépítése

Komminutor és beépítése


Az új generáció speciális tartozékokkal is rendelkezik, melyek a nyers szennyvíz fizikai tulajdonságait veszik figyelembe a gép jobb hatásfokának biztosítása érdekében. Ezen gépek gyártói, illetve forgalmazói a teljesség igénye nélkül:

  • Huber

  • Noggerath

  • Akvi-Patent.

(Mindegyik külföldi cég hazai képviselettel és szervizhálózattal rendelkezik.)

A rácsok, illetve szitaszűrők kialakításánál figyelembe kell venni a

  • tervezési értéket meghaladó hozamok továbbítását,

  • a karbantartás lehetőségének biztosítását,

  • a keletkező rácsszemét közegészségügyileg megfelelő gyűjtését, kezelését és a szállítás és elhelyezés feltételeinek biztosítását,

  • a munkavédelem és egészségvédelem szempontjainak érvényesítését.

A rácscsalád egyik leggyakrabban alkalmazott típusa az ívszita. Felhasználási területe döntően az ipar, noha speciális esetben a kommunális szennyvizek tisztításánál is alkalmazásra kerül.

A rácsszélesség (pálcaköz) 0,1–1,5 mm között változik a kiszűrendő anyag függvényében, míg a teljes szélesség a vízhozam függvényében 0,25–2,0 m között a gyártó cégek palettája szerint szerezhető be.

Ívszitát mutat be a 3.21. ábra. Az élelmiszer, a textil-és könnyűipar területén Magyarországon is elterjedt.

3-21. ábra - Ívszita működési elve

Ívszita működési elve


A rácsokon visszatartott anyag víztartalma jelentős, ezért a szállítási és elhelyezési (pl. elégetési) költségek csökkentése érdekében ún.rácsszemétpréseketalkalmaznak. A prések egy részénél az anyag robosztus acélhengerek között halad át, ahol aprózódik és vizének nagy részét elveszti. Gyakori megoldás az ún. dugattyús, vagy csigás tömörítés, mely esetben a préselt anyag a szakaszos beadagolás következtében 20–30 cm átmérőjű, s a tömörítő fogadókamrájától függően 50–60 cm hosszú „hurkákban” jelenik meg. A rácsszemét fertőző anyag, melyet elégetnek, vagy megfelelő fertőtlenítés után elföldelnek.

A rácsok kiválasztásánál a gyártók általában csak tiszta vízre adják meg a berendezés adatait. A rácsok ilyen adatait konvertálni kell az érkező szennyvíz minőségére és jellegére (pl. konzervipar, vágóhíd) vagy mért, vagy a gyártók által javasolt mértékben.

Ez a probléma különös figyelmet igényel az ipari előtisztítók esetén.

A rácsszemét felaprítása és a biológiai rendszerbe való vezetése általában zsákutcának bizonyult a korszerű légbeviteli és technológiai rendszerek megjelenésével, mivel azok érzékenyek a darabos szennyezőkre.

Speciális feladat ezen a téren a szippantott szennyvizek fogadása. A szippantott szennyvizek minősége igen változó, így azok fogadása a kommunális szennyvíztisztító telepeken előkezelést, előtisztítást igényel.

A minőség meghatározása vagy laboratóriumi vizsgálatokkal vagy annak hiányába a német A. T. V. ajánlásainak figyelembevételével lehetséges. A szippantott vizek rácsszemét és homok eltávolítása szinte minden esetben elkerülhetetlen, hiszen a biológiai egység lökésszerű terhelése ezen anyagokkal súlyos üzemeltetési gondok forrása.

Több cég foglalkozik ilyen jellegű kompakt berendezések gyártásával (Hubert, Noggerath, Akvi-Patent stb.), mely berendezések beépítése során a gyártóval minden esetben konzultálni kell. A megfelelő működés csak a gyártók által igényelt peremfeltételek biztosítása esetén várható.

Ezen berendezések betervezése és beépítése is komplex feladat, mivel a biológiai egység és az azt kiszolgáló segédberendezések (pl. légbevitel, fázisszétválasztás) a feladható anyagáramot és annak minőségét bizonyos határok között korlátozzák.

A lyukbőség és a csőátmérő a szennyvízhozam és a megkívánt visszatartandó szemcseméret függvényében a gyártmánysorozatból kiválasztható. A folyadékfázis a csőrácson keresztül átáramlik, míg a szilárd fázis a beépített csigaemelő által konténerbe, vagy egyéb technológiai vezetékbe kerül. A csiga egyben víztelenítési és tömörítési feladatokat is ellát.

Homokfogók

A homokfogó feladata a 0,2 mm-nél nagyobb szemcseátmérőjű anyagok szennyvízből történő eltávolítása, egyben ezeknek a rothadó szerves anyagoktól való elválasztása, gépi berendezések kopás elleni védelme.

Alkalmazási területe:

  • egyesített és vegyes rendszerű csatornahálózat esetén,

  • elválasztott rendszerű hálózatnál, ha Qd //>// 1000 m3/d, ill. ha a biológiai egység kialakítása azt indokolja.

A homokfogókat a biztonság érdekében célszerű minimum két kamrával építeni. A hidraulikai méretezésnél ajánlatos az első kamrát a szárazidei szennyvízre, míg a mértékadó csapadékvízre szükség szerint további kamrá(ka)t betervezni. A homokfogót mindig a rács után kell telepíteni, s gazdasági okokból célszerű azzal egy műtárgyba helyezni.

A homokfogók szerkezetét, méreteit, gép berendezéseit a hozzá csatlakozó csatornahálózat által levezetett mértékadó vízhozam óracsúcsára kell méretezni.

A homokfogók fajtáik szerint lehetnek:

  • vízszintes átfolyású,

  • függőleges átfolyású,

  • köráramlási (légbefúvásos),

  • forgólapátos,

  • tangenciális típusúak.

A típus megválasztását az építési (helyigény, talaj, talajvíz, magassági elhelyezés, gépészeti kialakítás) szempontok, továbbá az üzemeltetés (szennyvízhozam, -minőség, érkező szemcsés anyag mennyisége és szemcseátmérők eloszlása, kiemelésének és elszállításának módja, az elhelyezés vagy hasznosítás lehetősége stb.) feltételei határozzák meg.

Vízszintes átfolyású rendszereknél a mennyiségtől függetlenül a v = 0,3 m/s körüli középsebességet kell biztosítani.

Kézi kiemelésű homokfogó általában 2–4000 m3/d-ig alkalmazható. Ha a homok mennyisége nagy, vagy kimutathatóan fertőzőképes, akkor az alsó határértéknél is a gépi homokkiemelés ajánlható. Függőleges átfolyású homokfogókat általában ott alkalmaznak, ahol a vízhozam közel állandó, vagy az építési szempontok (helyhiány stb.) azt indokolttá teszik.

Ismertek automatikus homokeltávolítással és víztelenítéssel rendelkező berendezések (pl. Multiprojekt Kft. Purator), melyek kompakt kialakításuknál és egyszerűségüknél fogva kedvező alternatívát kínálnak.

A kifogott homok továbbkezelése, hasznosítása környezetvédelmi, egyben gazdaságossági kérdés, mely eddig hazai viszonylatban eléggé elhanyagolt terület volt. A lerakási helyek szűkülése, valamint az igénybevétel egyre emelkedő költsége – hasonlóan Nyugat-Európához – ezen technológia fontosságát egyre inkább előtérbe hozza.

A közepes, illetve nagyobb telepeknél a levegőbefúvásos megoldás az elterjedt, melynek előnye, hogy vízhozamról vezérelt levegőbevitel esetén a terhelésre a berendezés kevésbé érzékeny. A légbefúvásos rendszert a jó kiülepedési hatásfok, a kevés maradék (8–12%) szervesanyag-tartalom jellemzi.

A 3.22. ábra egy légbefúvásos homokfogót, lengőrostás homokkihordóval a 3.23. ábra, egy kör alakú vízszintes áramlású, szintén lengőrostás homokkihordóval egybeépített megoldást mutat be, ahol a lengőkihordó egyben vízteleníti is a homokot. A különféle (mammutszivattyús, csigás, centrifugál szivattyús, lengőrostás stb.) gépészeti berendezésekkel kiemelt homokszemcsékre többnyire olaj is tapad, továbbá tartalmaz szerves anyagot is, mely nem teszi alkalmassá közvetlen felhasználásra.

3-22. ábra - Légbefúvásos homokfogó lengőrostás homokkihordóval

Légbefúvásos homokfogó lengőrostás homokkihordóval


3-23. ábra - Vízszintes átfolyású homokfogó lengőrostás homokkihordóval (Dorr-típus)

Vízszintes átfolyású homokfogó lengőrostás homokkihordóval (Dorr-típus)


Amennyiben a homokot építőipari célra kívánják újrahasznosítani, az olajszennyeződést általában költséges kiégetéssel lehet eltávolítani. A homokfogóból kikerült anyag fertőzöttnek tekintendő, ezért akár lerakás (depónia, töltés), akár egyéb felhasználás esetén az egészségügyi előírások feltétlen betartandók. A homok víztelenítésére gyakran alkalmaznak homokszárító ágyakat, vagy ülepítő tartályokat is.

Gyakran előfordul, hogy a szennyvíz jelentős mennyiségben tartalmaz víznél alacsonyabb fajsúlyú zsírokat, olajokat. Bár ezek eltávolítása egyértelműen a hálózatba történő bevezetés előtt kell, hogy megtörténjen (ipari előtisztítás), mégis sok esetben jelenléte rontja a tisztítás hatékonyságát, ami miatt a tisztítótelepen is szükségszerű beavatkozni. A zsír- és olajeltávolítást az ülepítés előtt, többségében a homokfogóval egybeépítve végzik, kihasználva a levegőbefúvás flotációs hatását.

A homokfogók kialakítása sok bizonytalansági tényezőt rejt magába, ezért méretezése és működtetésének kialakítása különös figyelmet érdemel.

Az alapadatok meghatározása mind hozamok, mind minőség vonatkozásában a tól-ig értékek, illetve a legnagyobb gyakorisággal megjelenő értékek rögzítésére kell hogy kiterjedjen. Ezen vonatkozásban lényeges szempont a térség geológiai felépítése, valamint a bejövő anyag szemeloszlási görbéje is, így az általános ajánlásoknál pontosabb méretezés végezhető el (mennyiség, minőség).

Ülepítők

Az ülepítők feladata a szennyvízből az ülepíthető – rácsok és homokfogók által el nem távolított – finom szemcsék, úszó és lebegő anyagok visszatartása.

Alkalmazási területük:

  • önálló mechanikai tisztító berendezésként,

  • szennyvízöntözés előtti előtisztításként,

  • biológiai szennyvíztisztító rendszerben elő-és utótisztítóként,

  • kémiai tisztítórendszer elő-és utóülepítőjeként,

  • csapadékvíz tárolására és ülepítésére.

Az ülepítők fajtái:

  • oldó (rothasztó) medencék,

  • egyszintes ülepítők,

  • kétszintes (Imhoff) medencék (csak előülepítésre).

A leggyakrabban alkalmazott egyszintes ülepítők osztályozása:

  • hosszanti átfolyású ülepítők gépi kotró berendezéssel (pl. lipcsei tip.),

  • sugárirányú átfolyású ülepítők gépi kotróberendezéssel (pl. Dorr típ.),

  • függőleges átfolyású tölcséres ülepítők (pl. dortmundi típ.),

  • lemezes (betétes) ülepítők.

A méretezett hasznos ülepítőtér nagysága szerint a javasolt alkalmazási területük:

  • hosszanti ülepítők 140–2000 m3/d között,

  • sugárirányú átfolyású ülepítők 300–400 m3/d felett,

  • függőleges (tölcséres) átfolyású és kétszintes ülepítők 100 m3 ülepítőtér alatt.

Az ülepítőket felhasználási helyüktől függően felületi hidraulikus terhelésre (m3/d); szükséges elméleti tartókozodási időre (h); felületi lebegőanyag-terhelésre (kg/m2 × h), függőleges, illetve vízszintes átfolyási sebességre (cm/s); bukóélterhelésre (m3/m×h) méretezik. Nem elhanyagolandó szempont a kritikus sebesség vizsgálata sem.

Hosszanti átfolyású ülepítők

Alkalmazható önálló mechanikai tisztítóberendezésként, öntözés előtti előtisztításhoz, biológiai elő-és közbenső, illetve utóülepítőként, csapadékvíz ülepítőként.

A műtárgy átlagos mélysége 1,5–2,5 m, a kotrószerkezet miatt a szélességi méret 4,0–8,0 m, a mélység és hosszúség ajánlott aránya 1:20–1:30. A fenéklejtés az iszapzsomp irányában 1,5–2,0% legyen. Megszívott ülepítők esetében (csak utóülepítőként használják) a középvályú felé való lejtés 5%. A 3.24. ábra egy tolólapos hosszanti ülepítőt mutat be. A folyamatos iszapeltávolítás érdekében a tolólap elrendezés helyett gyakran „láncos” iszapkotró szerkezetet építenek be. A kotrás sebessége általában 1–3 cm/s.

3-24. ábra - Tolólapos hosszanti ülepítő kialakítása (Iker elrendezés)

Tolólapos hosszanti ülepítő kialakítása (Iker elrendezés)


A hagyományos iszapeltávolítási – gyűjtési módok továbbfejlesztett változata az Axel–Johnson cég által kifejlesztett hidraulikus iszapkotró szerkezet. Újabb fejlesztés a műanyag elemekből kialakított és a hosszanti ülepítőkbe beépíthető kotró és usza-dék-eltávolító szerkezet, mely a hagyományos „láncos” kotrók technikai problémáit küszöböli ki (egyenlőtlen lácnyúlás, korrózió stb.).

A zsompba került iszap továbbítása centrifugál vagy mammut szivattyúval történik. Nagyobb tisztítótelepeken a recirkulációs iszap számára a gyakorlat szívesen alkalmaz csigaemelőt (csigaszivattyút), mivel az eleveniszap pelyheit kevésbé „aprítja”.

Vízszintes átfolyású sugárirányú ülepítők elő-, közbenső és utóülepítőként egyaránt felhasználhatók.

A 18–20 m átmérőjű medenceméretek az ajánlottak, mivel 40 m felett a szél zavaró hatása fokozottan érvényesül. A közepes vízmélység (h = 1,5–2,5 m) és az átmérő egymáshoz való aránya: h/D = 1:20–1:25 között legyen. A medence fenéklejtése 2–3%. A leülepedett iszapot forgókotró tolja az iszapzsompba. Az ülepítű kotrójának kerületi sebessége legfeljebb 6,0 cm/s, míg az utóülepítőé legfeljebb 3,0 cm/s lehet. A vízfelületen képződő általában magas zsírtartalmú uszadékot egy tolólap a műtárgy külső oldalán elhelyezett uszadékcsapdába sodorja, ahonnét azt gravitációsan, vagy szivattyúval továbbítják a sűrítőbe. Ezen kívül más megoldások is ismertek.

A 3.25. ábra egy Dorr típusú ülepítő kialakítását mutatja be.

3-25. ábra - Dorr-rendszerű ülepítő forgókotróval

Dorr-rendszerű ülepítő forgókotróval


A több lépcsőben épülő kis-és közepes tisztítótelepek gyakran alkalmazott utóülepítő műtárgyai a függőleges átfolyású tölcséres formájú ún. dortmundi ülepítők, melyeket egyéb helyeken vegyszeres kezelés derítőjekén is alkalmaznak.

Elsősorban a kör alakú típust alkalmazzák (Dmax = 6,0 m). Egy telepen legfeljebb 4 db ülepítő megvalósítása célszerű. Négyszög alaprajzú ülepítőt csak különleges helyi körülmények mellett javasolt létesíteni. A műtárgy hasznos térfogata ne haladja meg a 100 m3-t.

Az ülepítők kiválasztása részletes technológiai és hidraulikai számítások elvégzését igényli.

Számtalan tényező hat a fázisszétválasztás hatékonyságára, melyek közül a következő szempontok figyelembevétele elengedhetetlen:

  • a szélsőséges hőmérsékletek és meteorológiai tényezők hatása a műtárgyra,

  • a biológiai egység technológiája (a nitrogénformák kezelési szintje),

  • az iszapgyűjtő zsomp léte, vagy nemléte, a recirkuláció mértéke,

  • a biológiai egység technológiai paraméterei (pl. iszapkoncentráció, iszapindex, iszapkor stb.).

A szennyvíztisztító telepek fázisszétválasztó egysége azonos fontossággal bír, mint a levegőztető egység, fontossága az elmúlt időszak kutatási eredményeinek emelkedő számú publikációinak tükrében is érzékelhető. A rosszul méretezett utóülepítő egy tökéletesen kialakított biológiai egység eredményét is tönkre teheti. Hiába bontja le a biológia a szerves anyag oldott fázisát szinte tökéletesen, ha a hibás fázisszétválasztóból elúszó lebegő anyag ezt az eredményt tönkreteszi. (A lebegő anyag – annak szerves hányada – az elfolyó víz részét képezi és az elfolyó víz összesített minőségét befolyásolja, lerontja).

3.4.2.3. A biológiai tisztítás technológiai elemei

A biológiai tisztítás feladata a szennyvízben – mechanikai tisztítás után – megmaradó lebegő szerves részecskéknek, valamint az oldott és kolloidális szerves szennyeződéseknek biokémiai folyamatok segítségével történő lebontása.

A folyamat történhet természetes és mesterséges körülmények között.

A technológiai elemek és berendezések feladata, hogy optimális körülményeket teremtsenek a lebontást végző mikroorganizmusok számára.

Műszaki megoldás szerint megkülönböztethetők:

  • fixfilmes (aerob és anaerob),

  • természetes és mesterséges diszperz és

  • vegyszerrel kombinált rendszerek. A fixfilmes aerob rendszerek közül hazánkban az ún. csepegtetőtestesrendszerek a legismertebbek.

A biológiai csepegtetőtesteknél a lebontást a biológiai hártya (film) végzi. Lebontás során anyagtranszport folyamatok juttatják el a tápanyagot és az O2-t a helyhez kötött mikroorganizmusokhoz, valamint eltávolítják a biofilmekből a lebontás termékeit. A film aerob és kis részben anaerob mikroorganizmusokat tartalmaz, az életközösségek típusai a csepegtető test kialakítása és tápanyag függvényében változnak.

A folyamatosan vastagodó sejtréteg egy idő után leválik, s mint humusziszap a töltetből eltávozik. A leváló iszapot mennyiségtől függően (nagyterhelésű rendszer) ülepítőkben visszatartják. A biokémiai folyamathoz szükséges oxigénmennyiséget (aerob folyamat) a testen átáramló levegő biztosítja.

Megjelenési formáik szerint:

  • hagyományos töltőanyagú (bazalttufa, habsalak, érdes felületű szilárd kőzet stb.),

  • műanyagbetétes,

  • tárcsás (forgótestes) csepegtető testek ismertek.

A hagyományos töltetű csepegtetőtesteket akkor célszerű alkalmazni, ha a tisztítási hatásfokigény alacsony, az érkező szennyvíz szennyezettsége nem magas (BOI5 //<// 360 g/m3), a lefolyás viszonylag egyenletes, azaz nincsenek lökésszerű ingadozások, továbbá jó minőségű töltőanyag gazdaságosan beszerezhető.

A töltőtest terhelése szempontjából megkülönböztethetők:

  • kisterhelésű,

  • közepes terhelésű és

  • nagyterhelésű csepegtető testek.

A kisterhelésű csepegtetőtestes megoldás akkor alkalmazható, ha a szükséges lebontási hatásfok h = 85–92%, az elfolyó szennyvíz BOI5 koncentrációja legfeljebb 25 mg/dm3, az összes nitrogéncsökkenés legfeljebb 40%.

A napi átlagvízhozam (Qd) BOI5 koncentrációja alapján a töltőtestre megengedhető fajlagos BOI5 terhelést Lb = 175 g/m3.d, míg a szintén a napi átlagvízhozamra (Qd) vonatkoztatott felületi terhelést 0,08–0,16 m3/h értékre lehet felvenni.

A töltet célszerű magassága 2,5–3,0 m.

Kisterhelésű csepegtetőtestes rendszernél visszaforgatás (recirkuláció) nem szükséges. Ha az elfolyó szennvíz KOI értéke meghaladja a 75 m.g/dm3-t, akkor utótelepítőt kell alkalmazni, melyben a szennyvíz tartózkodási ideje a nappali átlagvízhozamra számítva legalább 1,5 órás valós tartózkodást kell, hogy elérjen.

Közepes terhelésű csepegtetőtestes berendezést általában ott alkalmaznak, ahol a szennyvíz mennyisége legalább 200 m3/d és a teljes biológiai tisztítás mellett a nitrogénvegyületek részleges oxidációja is végbe megy. A testre vezetett szennyvíz BOI5 koncentrációjának lebontási hatásfoka a recirkuláció figyelembevételével legalább 75%, az elfolyó szennyvíz BOI5 koncentrációja legfeljebb 30 m.g/dm3, az összes várható nitrogéncsökkenés legfeljebb 25%.

A töltőtest fajlagos BOI5 terhelése (Lb) 450–470 g/m3.d, a felületi hidraulikus terhelés értéke pedig 0,4–0,8 m/h kell, hogy legyen. Az utóülepítő alkalmazására vonatkozóan a kisterhelésű testnél rögzítettek értelemszerűen érvényesek.

Nagyterhelésű csepegtetőtestes rendszert célszerű alkalmazni a szennyvíz biológiai résztisztítási igénye esetén, vagy a legalább 200 m3/d szennyvízhozam biológiai teljes tisztítása szükségességénél. A testre vezetett szennyvíz BOI5 koncentrációjának lebontási hatásfoka a recirkuláció figyelembevételével legalább 70%, az elfolyó szennyvíz BOI5 koncentrációja legalább 45 mg/dm3.

A test térfigati terhelése BOI5-ben kifejezve 750–1100 g/m3.d, a felületi hidraulikus terhelés pedig 0,7–1,5 m/h között kell, hogy legyen.

Nagyterhelésű rendszer esetén a min. egyszeres recirkulációs arányt minden esetben biztosítani kell.

Nagykörös recirkuláció esetében a többletvízhozamot és a humusziszapot az előülepítő méretezésekor figyelembe kell venni.

Kiskörös visszaforgatás csak a nagykörös rendszer visszaforgatása kiegészítéseként alkalmazható, ügyelve arra, hogy az esetleg testre kerülő iszap ott eltömődést ne okozzon. A felületre jutó fajlagos hidraulikus terhelésnél a recirkuláltatott vízmennyiséget is figyelembe kell venni.

A csepegtetőtestek töltőanyaga nagy fajlagos felületű, fagyálló nem porló, lehetőleg közel azonos kiterjedésű és meghatározott szemcseszerkezetű anyagból legyen.

A töltőtestet rétegesen kell kialakítani. Legalulra kerül a 20–30 cm vastag támasztó réteg, melynek szemcseátmérője 8–12 cm, ezt követi a tényleges test 4–8 cm szemcseátmérőjű anyaggal töltve.

A köpenyfal monolit betonból, vagy előregyártott elemekből egyaránt épülhet. A köpeny alsó részén a természetes szellőzés számára nyílásokat kell kiképezni. Ha a testmagasság meghaladja a 2,0 m-t, a szellőzést kettős fenékkiképzéssel kell megoldani.

A vízelosztás kisebb testeknél osztóvályúkkal, nagyobbaknál a hozamtól függően kettő, vagy annál többkorú forgópermetezővel (Segner-kerék) történhet.

Műanyagtöltetűcsepegtetőtesteket általában élelmiszer-ipari szennyvízzel kevert települési, vagy magas szerves szennyezettségű ipari szennyvizek biológiai résztisztítására alkalmaznak. A töltet fajtájától függően előtisztításra van szükség, melyre finomrács, ívszita, rövid idejű ülepítés stb. alkalmazható. A műanyag csepegtetőtest 50–80% BOI5 koncentráció csökkentésre képes.

A hagyományos töltettel szemben ezeknél a fajlagos térfogati BOI5 terhelés 1,6–6,0 kg/ m3.d (átlag 3,0–3,5 kg), míg a felületi hidraulikus terhelés 1,5–5,0 m/h között változik.

A töltőanyag magasságának megválasztásánál az elemek önhordó képessége a mértékadó, melyet a gyártó cégek ajánlataikban rögzítenek.

A szükséges utóülepítőt úgy kell kiképezni, hogy a hidraulikai felületi terhelés 3,0 m/h-t ne haladja meg.

A töltőtestről lekerülő humusziszap szárazanyag-tartalma 1,0 kg lebontott BOI5 után átlagosan 0,5 kg, szárazanyag-tartalma 5–6%.

A tárcsás (merülőtestes rendszereket teljes biológiai tisztítás igényénél Q //<// 150 m3/d szennyvízhozamig alkalmazzák, általában minimum kétlépcsős elrendezéssel, mely esetben a BOI5 lebontás hatásfoka ~85%.

A lépcsők számának növelésével a lebontási hatékonyság emelkedik.

A könnyű, vékony műanyagból kialakított 1,5–3,0 m átmérőjű tárcsákat vízszintes tengelyen egymástól 2,0 cm távolságra helyezik, s azt 16–25 cm/s kerületi sebességgel a szennyvízbe merítik. A szervesanyag-lebontást a tárcsákon megtapadó biohártya végzi. Az időjárás viszontagságaitól óvandó berendezést jól szellőztethető fedett helyiségben kell telepíteni. A tárcsákról levált iszap jól ülepedik, ennélfogva csak 1,5 órás tartózkodási idejű és 1,5 m/h felületi hidraulikus terhelésű utótelepítőt igényel.

A hagyományos fixfilmes rendszerek mellett az elmúlt évtizedben számos új megoldás jelent meg, melyek egyrészt energetikai, másrészt környezetvédelmi igényeket kívánnak megoldani. Az új megoldások mintegy „fejra állították” a hagyományos fixfilmes elveket és a klasszikus megoldást teljesen új alapokra helyezték. Megoldásukat tekintve az elv nem változott, hiszen a mikroorganizmusok ezen megoldásnál is helyhez kötöttek, azonban nem lepelszerű vízmozgás, hanem oxigénnel dúsított vízfázis a miliő, melyben dolgoznak. Az aerob szervezetek szükséges 02 igényét a szennyvízben mesterségesen oldott oxigén biztosítja, technikailag több módon megvalósítva a beoldást.

Lényeges szempont a fix felület térben és időben való elhelyezése, melynek alapján megkülönböztetünk

  • klasszikus fixfilmes (betétes)

  • lebegőágyas és

  • fluidágyas rendszereket.

Mindhárom rendszerre jellemző a hagyományos eleveniszapos rendszerektől eltérő, nagyon magas biomassza/reaktor arány (térfogategységre vonatkoztatva), valamint ennek következtében a nagyon magas tisztító teljesítmény.

A hordozóanyag kialakítása nagy hatással van az üzemeltetésre, rendszer és geometriafüggő a tisztítási végeredmény.

Általánosságban megállapítható, hogy ezen rendszerek – jellegüknél fogva – eltérő tulajdonságokat mutatnak a hagyományos eleveniszapos rendszerekkel szemben, mely eltéréseket a következőben lehet összefoglalni:

  • a lökésszerű terhelésekre érzékenyen reagálnak tisztítási hatásfokot illetően,

  • a toxikus, ill. túlterhelésből adódó „sokkot” gyorsabban kiheverik, mint a hagyományos rendszerek,

  • fajlagos (reaktortérfogatra vonatkozó) teljesítményük sokszorosa a hagyományos rendszerekének,

  • speciális feladatok elvégzésére is alkalmasak (nitrifikáció, denitrifikáció, tisztán szerves szén bontás),

  • híg és nagyon tömény szennyvizek (pl. szennyezett csapadékvíz) tiszítására is alkalmasak.

Az elmúlt évek kutatásai és kísérletei alátámasztják ezen megállapításokat, azonban a rendszerek kiválasztásánál, adaptálásánál rendkívül körültekintően kell eljárni, mert a különböző rendszerek beruházási és üzemeltetési költségei jelentősen eltérőek (rendszer-és hordozóelem specifikusak).

Megkerülhetetlen kérdés a rendszer iszaptermelése, a „back-wash” igény (hordozó anyag mosása – tisztítása) valamint az adott szennyvíz tulajdonsága (elsősorban az iparból származó szervesanyag-tartalmú szennyvíz bonthatósága).

Ilyen jellegű technológiák, ill, berendezések kifejlesztése, tesztelése és értékesítése minden nagyobb szennyvíztisztítással foglalkozó cégnél jelenleg folyik. (Oswald– Schulze, Krofta KWI, Philip Müller, Degremont stb., hazai vonatkozásban a Pan-dan–Gyulavári cég.)

A mesterséges és természetes diszperz módszerek

A szennyvíztisztítás műszaki megoldásai között jelenleg – de várhatóan még hosszú ideig – a legkiterjedtebben alkalmazott műszaki megoldás az ún. eleveniszaposbiológiaitisztításieljárás.A technológiai folyamat során a tulajdonképpeni biológiai fokozatot a levegőztetés, és a kapcsolódó fázisszétválasztás (ülepítés) alkotja, melynek technológiai szempontból szükséges és elmaradhatatlan része (néhány egyszerűbb megoldás kivételével) a recirkuláció. A levegőztető medencében mennek végbe azok a biokémiai folyamatok, melyek során a mechanikai (elő)tisztítás után még megmaradt alakos, kolloid és oldott szerves szennyezést a mikroorganizmusok (baktériumok) változó körülmények mellett lebonyolítják.

A szennyező anyagok (a baktériumpopuláció szempontjából tápanyagok) lebontásához a mikroorganizmusoknak oxigénre van szükségük, melynek oldott folyadékfázisába történő bejuttatásához ún. levegőztető berendezések szolgálnak. Ezek feladata, hogy a konstrukciójának megfelelően kialakított medencében (reaktorban) a baktériumok oxigénszükségletének folyamatos kielégítése mellett a sejttömeg kiülepedésmentes, egyenletes eloszlással történő lebegésben tartása megtörténjen annak érdekében, hogy azok a tápanyaghoz hozzáférhessenek, s a folyamat végtermékei is egyenletesen oszoljanak el.

Az oxigénellátást és az iszapelegy lebegésben tartását biztosító keverést általában egy gépegység látja el, azonban a kettős funkció gazdaságos energiafelhasználása érdekében az utóbbi időben az iszap mozgatásához külön keverőket építenek be, mely által elérhető, hogy mindkét funkció képes megközelíteni az optimális működést.

A levegőztető berendezéseket gépészeti kialakításuk és beépítési helyeiktől függően csoportosíthatók:

  • felületi levegőztetők

  • függőleges tengelyűek

  • vízszintes tengelyűek

  • felszínközeli levegőztetők

  • fenék közelében elhelyezett levegőztetők (ejektorok, levegőztető gyertyák, levegőztető lemezek stb.)

  • tiszta vagy dúsított oxigénnel kombinált rendszerek.

Minden levegőztető rendszer működési elve a nagy felületen történő O2 abszorpción alapul, így a bevitel hatékonyságát

  • a kontakt felület, valamint a

  • beoldott O2 folyadéktér felé való intenzív továbbítása határozza meg.

A légbevivő berendezéseket gyártó cégek célja: minél hatékonyabb O2 bevitel elérése. (OC/N = kgO2/kWh) a beoldott O2 teljes reaktortérbe való elosztásával (W/m3). Napjainkban kombinálja a megoldandó feladatot szimultán denitrifikációs technológia esetén az O2 bevitel és ülepedésmentes keverés időben elválasztott volta. Számos cég éppen ezen feltételek kielégítésére kombinált gépeket fejlesztett ki, melyek mindkét feladat ellátására alkalmasak. (Pl. Nokia, Tsurumi, Fuchs-ABS stb.) Ismertek és alkalmazottak a kétfunkciós megoldások is, légbevivők és keverők mint külön gépek kombinációjával (Flygt, DHV stb.)

A felületi levegőztetők az oxigént egyrészt folyadékcseppek szétszóródása által, másrészt a folyadékfelszínen belépő levegőbuborékok képzése segítségével viszik be az elegybe. A függőleges tengelyű levegőztetőket a víz felszíne felett fix hídra, vagy úszótagra helyezik. A villamos motorok forgássebességét a hajtóművek úgy redukálják, hogy a különböző profilkialakítású levegőztető kerekek (rotorok) kerületi sebessége vk 5,0 m/s legyen. Ezáltal a kerékátmérők függvényében a fordulatszám percenként f = 40–120 között változik. Az oxigénbeviteli képesség általában 1,3–1,8 kg O2/kWh. A bemerülési mélység és a fordulatszám állításával az O2 beviteli teljesítmény változtatható. A medencék méreteinek megválasztásához a gyártó cég beépítési útmutatásai az irányadók. A vízmélységek általában 2,0–4,0 m között változnak. Egy medencében egymás mellett és egymás után több egység is beépíthető, azonban minden esetben az egymásra hatást – főleg kiülepedés szempontjából – figyelembe kell venni (pl. szomszédos turbinák ellenkező irányban való forgatása).

A függőleges felületi levegőztetők tovább fejlesztett változatai az ún. turbinás levegőztetők gyártmánytípusa. Ezeknél a rotor-lapátozás alá csövön levegőt, vagy tiszta oxigént vezetnek be nagybuborék formájában, melyet a rotor apró buborékokká tördel.

A felületi levegőztetők másik nagy családja a vízszintes tengelyű ún. forgókefés (Kessener-típusú) berendezések alkotják. A kefék átmérője 0,5–1,0 m között változik. A kefék fémből, vagy műanyagból készülnek egyenes „v”, vagy „u” profillal. Az egy-két cm széles idomokat megfelelően méretezett tengelyre úgy helyezik fel, hogy a pálcák mintegy spirált alkossanak. A gyártó cégek az O2 bevitelt a bemerülési mélység és a fordulatszám függvényében általában 1 fm hosszon adják meg. A fajlagos oxigénbevitel 1,1–1,6 kg O2/kWh. Különösen hosszú tengelyek esetében fontos a csapágyak azonos szintre történő pontos beállítása, továbbá azok védelme, mert az előbbi eset a csapágyak tönkremenetelét, a szennyező anyagok csapágyba jutása pedig bemaródást eredményez. A rotorok bemerülési mélysége ne haladja meg az átmérő 25%-át.

Az utóbbi évtizedben a szennyvíztisztítás területén felhasználható légfúvók biztonságos üzeme és hatékonysága olyannyira fejlődött, hogy az O2 beviteli eljárások egyre nagyobb mértékben a mélylevegőztetés irányába tolódtak. A lemezes, csöves, dómos alakú levegőztető fejeket (melyek műanyagból, kerámiából, szivacsos anyaggal bevont fémcsövekből stb. készülnek) a medencék fenekén helyezik el, s a korszerű műszerezés lehetővé teszi, hogy a befúvott levegő mennyiségét az érkező, illetve az elfolyó víz minősége függvényében szabályozzák. E kialakítási módnál a vízmélység általában 4–6 méter. A buborékok átmérőjét tekintve a finombuborékos (∅ 0,5–1,0 mm) és a nagybuborékos (∅ 2–5 mm) rendszerek ismertek.

A finombuborékos rendszernél porózus anyagból készült diffúzorok zavarmentes üzeméhez tiszta (szűrt) levegőre van szükség, mert ennek hiányában elszennyeződnek és hatékonyságuk 3–6 hónap után 40–50%-kal is csökkenhet. E problémák kiküszöbölésére számos gyártó egyszerű tisztítási és gyors – üzemleállás nélküli – cserelehetőséget biztosító műszaki megoldással verseng az alkalmazók igényeinek kielégítésére.

A kerámiafejes légbevivő rendszerek napjainkban egyre inkább az ipari szennyvíztisztítás területére vonulnak vissza, felhasználva a fej vegyszerállóságát és a kialakult és bevált regenerációs technológiát.

Az utóbbi időben egyre jobban terjednek a lézerrel perforált gumimembránfejek, vagy műanyag lemezek. Ezeknél a terhelés függvényében változtatható a nyomás, minek következtében az elasztikus anyag megnyúlik, s a kitágult rések több levegőt képesek átbocsátani. Ezzel elérhető, hogy a fajlagos O2-bevitel a felületi levegőztetőkhöz képest (5–6 m vízmélység esetén) két-két és félszeresére is megnövekedik (3,5–4,0 kg O2/kWh).

A légviteli elemek beépítése, kiválasztása és üzemeltetése az elmúlt időszakban számos tanulsággal szolgált.

Az első tanulság, hogy a gyártó által közölt adatok csak akkor értékelhetők, ha közlik, hogy milyen standard körülményre vonatkoznak, valamint élettartam szempontjából mi a megengedhető léghozamterhelés, valamint hőfok. Megvannak azok a terhelési adatok, melyeknél a légbevivő elem felületén „biofilm” alakulhat ki, így megnövekszik a rendszer ellenállása és a fúvók üzeme sok gondot okoz. A biofilm sok esetben exo-enzimjeivel a légbevivő fejek bizonyos anyagait megtámadja, törékennyé teszi, így rendeltetésszerű használatra az elem nem lesz alkalmas. A légbevivő rendszer hőés portechnikai méretezése és kialakítása a korszerű rendszerek elengedhetetlen része. A „megsült”, „kiégett” fúvók gépészeti problémái mindezen okokra vezethetők vissza. A technológiai, hő-és zajtechnikai kialakítás a finombuborékos rendszerek kialakításánál interdiszciplinális feladatot képeznek, a szakemberek szoros együttműködése nélkül nem oldhatók meg.

A finombuborékos rendszerek kialakításánál különös figyelmet igényel az

  • aerosolok, valamint a

  • zaj kérdése.

Az aerosolok két vonatkozásban fontosak, úgymint

  • járványveszély és

  • téli üzem során a telepítésből adódó esetleges balesetveszély. Mindkét kérdés kezelhető, a szükséges technikai, technológiai eszközök rendelkezésre állnak.

A nagybuborékos rendszernél a buborékok nagy átmérőjű nyílásokon jutnak a folyadékfázisba. Hatásfoka éppen ezért alacsonyabb, mint ami a finombuborékos módszernél tapasztalható, mert a víz-levegő határréteg és kontaktidő kisebb lesz. Előnyként szolgál, hogy nincs levegőszűrési igény, egyszerűbb a karbantartás. Nagybuborékos levegőztetőt alkalmaznak a felszínközeli ún. Inka-rendszernél is. (Levegőztető elemek a vízfelszín alatt 0,6–1,0 m mélyen helyezkednek el.)

A nagybuborékos rendszerek energetikai okok miatt egyre inkább kiszorulnak, ma már csak technikatörténeti érdekességként szerepelnek.

Az ejektoros levegőztető berendezések az ismert „kölnivízszórók” elvén alapulnak. A szivattyúk nyomóoldalára helyezett ejektor vacuum pontjához légbeszívó csövet helyeznek, ahol a belépő levegő finom buborékok formájában diszpergál. A szivattyú a levegővel így elnyelt vizet a reaktortérbe nyomja, ahol nemcsak a szükséges O2-ellátás, hanem egyben a szennyvíz áramoltatását is biztosítja. A nagyobb hatékonyság érdekében számos gyártó a levegőt az ejektoron keresztül kompresszorral juttatja be, aminek eredménye a hatékonyabb levegőelnyelés. Ez utóbbi megoldás különösen a recirkulációs iszap visszavezetésénél jelentős. A fajlagos energiafelhasználás 5–6 m-es vízoszlopnál levegőbeszívás esetében 1,6–2,2 kg O2/kWh, míg kompresszoros rádolgozásnál 2,4–2,8 kg O2/kWh. Az O2 hasznosulás 5–6 méteres mélységnél 32–36%.

Az ejektorok napjainkban nem tömeges, hanem csak speciális felhasználásnál kerülnek alkalmazásra. Ez a speciális terület elsősorban az ipari szennyvíztisztítás területe, nem kizárva egy-egy technológiailag indokolt felhasználást.

A folyadéksugaras levegőztetők működésének lényege, hogy a medencéből nagy nyomással folyadéksugarak formájában vezetik a szennyvizet a medencébe vissza. A szennyvízkezelésen kívül alkalmazásra kerülnek a haltenyésztésnél, felszíni vizek váratlan szennyezésénél, ipari szennyvizek tisztításánál stb. Az O2 beoldás a vízfelszín felett elhelyezett fúvókákból kilépő vízsugár segítségével történik oly módon, hogy a kilépő sugár nagy felületi „érdességé”-vel nagymennyiségű levegőt ragad magával, mely a folyadékfelszínbe történő becsapódásával apró buborékokká töredezik. A központi sugár „érdességét” segédfúvókákból kilépő vízsugarak biztosítják. Felhasználás helyétől függően az ajánlott vízmélység 0,6–7,0 m, a fajlagos O2 beviteli tényező típustól függően 2,1–2,9 kg O2/kWh.

A levegőbevivő berendezések és a reaktorterek optimális összhangját a tervezés során feltétlen biztosítani kell. A választható medence szélességi, hosszúsági és vízoszlop méreteit az adott típus bemérési értékei alapján kell meghatározni. A helyi feltételek (építési anyag, klíma, domborzati viszonyok, beépítés stb.) visszahatnak a levegőztetési mód megválasztására.

A levegőztető rendszerek és technológiai elemek méretezésénél az alábbi lépések a követendők:

  • Kiindulási adatok meghatározása (terheléstisztítás mértéke és módja),

    • reaktortérfogat meghatározása (szennyvíz-technológiai méretezés),

    • a szükséges O2-bevitel meghatározása,

    • a levegőbeviteli berendezés típusa a beépítés feltételrendszerével,

    • az üzemi hőmérséklet (víz és levegő),

    • az adott levegőztető típus O2-bevitel,

  • A tervezés lépései

    • a medencemélység megválasztása (mélylevegő-befúvásnál). Egyes korszerű légbevivő elemek már 3,0 m-es vízmélység esetén is viszonylag jó beoldódási hatásfokot biztosítanak, ilyen esetben azonban a teljes energetikai felülvizsgálat elengedhetetlen. A nagyon finom buborékok és tökéletes beoldódás ára a nyitási nyomás magas volta, mely energetikai mérlegelést igényel. 6 m felületi levegőztetőknél a gyártmánytól függően 1,4–4,0 m),

    • a medence méreteinek meghatározása,

    • az oxigénkoncentráció számítása,

    • a medencék számának a meghatározása,

    • a levegőbefúvó berendezések szükséges darabszáma egymástól való távolságuk medencében való elhelyezésük, holt terek kiküszöbölése stb.

A levegőztető medencében a szükséges O2-koncentráció általában 0,5–1,5 mg/l, nitrifikáció esetén legalább 2,0 mg/l, míg speciális esetekben egyedi méretezés alapján kell meghatározni. Az iszapelegy pH-koncentrációja 6–8 között legyen.

A levegőztető medencét hidraulikailag úgy kell kiképezni, hogy áramlási rövidzárlat, holt tér ne keletkezzen a nyers szennyvíz és a recirkulációs iszap jól keveredjen.

A gépészeti és automatizálási berendezések beépítési feltételei, gépcserék és egyéb karbantartási feladatok, mintavételi lehetőségek biztosítottak legyenek. A műtárgy térségében állandó a csepp-, illetve páraképződés, ezért a gépek, szabályozó elemek, korlátok és fém járófelületek folyamatos korrózióvédelméről gondoskodni kell. A gépek leállítása, illetve indítása a központi irányításon túlmenően a helyszínen is elvégezhető legyen.

A műtárgyak hidraulikai kialakítása a szennyvíz mennyiségétől, a választott technológiai rendszertől, az ipari háttér által biztosított gépszeti berendezések beépítési igényeitől, a környezeti és egészségügyi szempontoktól (pl. lefedés) a helyszínen beszerezhető anyagok gazdaságos felhasználásától, nem utolsósorban a vállalkozók felkészültségétől stb. függ.

A tisztítóberendezések lefedése, a fedő elemek kialakítása külön iparággá vált. A lefedés – melyet sokan csupán térelhatárolásnak tekintenek – hőtechnikai, valamint biokémiai igényeknek kell, hogy eleget tegyen. A szakszerűtlen kialakítás egészségügyi, korróziós, állékonysági és biológiai veszélyek forrása lehet. A lefedés majdnem minden esetben depressziós elszívással jár és az elszívott pára és baktériumdús elegy további kezelését igényli.

Kis-és közepes telepek igen kedvelt műtárgytípusa az oxidációsárok. Kialakítása egy „lóversenypályára” emlékeztető, két félkörrel lezárt egyenes szakaszokból álló, trapéz keresztmetszettel kialakított árok. A fenékszélesség 1,0–2,5 m, az oldalak rézsűszöge 1:1–1:1,5, a vízmélység 0,9–1,25 m, a hasznos keresztmetszet 2,5–5,0 m2. Az árok oldalfalai (gátkorona szintje) min. 0,3 m-rel emelkedjenek a maximális vízszint fölé. A medencét erózióhatások miatt általában burkolják (műanyag fólia, előregyártott betonelemek, monolitbeton stb.). A burkolatnak a részleges vízzárás feltételeit ki kell elégíteni. Az árok összhosszúsága rotorállásonként (tengelyben mérve) a 100 m-t ne haladja meg. A egyenes szakaszokat összekötő körív sugara 5,5–6,0 m. Az árokfeltöltésben (térszínből kiemelve) is készülhet. A töltéskorona szélessége min. 1,0 m. A külső rézsűket erózió ellen füvesíteni kell. Kiemelt árok esetén a szennyvízbevezető nyomócsövet elfagyástól meg kell óvni. Az iszapelegy lebegésben tartását és az O2 ellátást biztosító rotorokat mindig az egyenes szakaszon, általában a körív csatlakozási pontjától mérve 3–6 m távolságra kell elhelyezni. A szennyvíz bevezetése a rotor előtt történjen. A vízkivételt úgy kell megoldani, hogy „rövidrezárás” ne állhasson elő. A műtárgyakon általában 2 db rotort helyeznek el, melyeket „átlósan” telepítenek. A vízszint-szabályozást az elvezetés helyén, aknába épített mozgatható bukó segítségével kell kialakítani. A hagyományos rotorok O2-bevitele alsó és felső korláttal rendelkezik és bemerülési mélységfüggő. Az alsó korlát a medencében lévő sebesség, a felső korlát a rotorokat meghajtó motorok terhelhetősége.

(Az egyik esetben kiülepedés és anoxikus-anaerob állapot jön létre, a másik esetben a rotort meghajtó motor hőkioldója állítja le a rendszert.)

Az O2-bevitel egy meghatározott függvény szerinti, mely csak a hozamtól (Q + R) függ, a szennyvízminőség, ill. a technológiai paraméterek csak egy jóval komplikáltabb rendszerrel vehetők figyelembe. A rotorok meghajtását végző motor és hajtómű védelméről zárt aknával úgy kell gondoskodni, hogy azt se csapadék, se az árokból beverődő víz ne veszélyeztesse, a karbantartás, csere stb. gyorsan végrehajtható legyen. A rotorok csapágyainak védelmét biztosítani kell. A rotorcsapágyak tengelyvonalai (több rotor esetén is) azonos szintre kell hogy kerüljenek! Ezt átvétel esetén feltétlen ellenőrizni kell. (Az eltérő szintek a csapágyazás gyors tönkremeneteléhez vezetnek.)

A közepes és nagyobb tisztítótelepek gyakorta alkalmazott típusa az ún. csatornamedencés (nálunk bécsi medence néven is ismert) levegőztető műtárgy. Elveiben az ox.-árokhoz hasonlít, de a nagyobb méretek szilárd teherbíró térhatároló vasbetonelemeket és oldalfalakat kívánnak. A vízmélység a rotor átmérőtől függően 1,5–2,2 m, a medence szélessége a gyártmányokhoz igazodva 4,5–6,0 m. A speciális rotorokat a hossztengelyekre merőlegesen és átlósan stabil kezelőhidakra függesztik. A hidak szélességi méreténél és teherhordó képességénél a mozgatandó elemek kiterjedését és súlyát, továbbá a dinamikus hatást figyelembe kell venni. A rotorok száma az O2-szükséglet függvényében 2-nél több is lehet. Nagyobb medencékben több rotor alkalmazása esetén gyakori a vízlengés, ezért lengéscsillapító terelő elemekről feltétlen gondoskodni kell. A bemerülési mélységet módosító vízszintszabályozó bukó a nagyobb műtárgyak esetében villamos vezérléssel (pl. hidraulikus mozgatású billenő bukó) is történhet. A medence falait vízzárónak kell kiképezni, s üzemi szempontok miatt lehetőleg gravitációs leürítést kell biztosítani. A holt terek (sarkoknál) csökkentése céljából terelő elemeket építenek be. A műtárgy felső síkja az üzemi vízszint felett 0,6–1,0 m. A magas csepp-és páratartalom miatt korróziós ártalmakra számítani kell. A terelő lemezek beépítése mind hidraulikai, mind O2-beviteli szempontból javasolható.

A hagyományos kialakítás mellett kialakult a korszerű eszközöket hasznosító rendszer, mely finombuborékos légbeviteli és nagyátmérőjű keverők kombinációján ala-pul. Ez a kialakítás lehetővé teszi a vízmélységhez tartozó viszonylag jó oxigénbeoldást (buborékok „elfekvése” – nagyobb kontakt idő, jobb beoldódás), valamint az anoxikus zónák létrejöttét, mely zónákban a denitrifikációs biokémiai folyamatok zajlanak le megfelelő kialakítás esetén.

A csatornamedencés levegőztetők egyik jól bevált változata a Hollandiában kifejlesztett Carrousel-típus. Az eredeti fejlesztés függőleges rotorokat tartalmazott, ahol azokat a végfallal szemben futó térelválasztók középpontjába helyezték el. A folyadék hosszanti áramoltatását a speciális függőleges tengelyű rotorok által D/h magasságra felemelt víztömeg energiája biztosítja. Vízszintes tengelyű rotorok alkalmazása esetén a bécsi medencéknél megfogalmazott feltételek az irányadók. Az attól eltérő megoldás tisztítástechnológiai szempontból (denitrifikációs zóna létrehozása) kerül megvalósításra.

Függőleges tengelyű levegőztető berendezések esetén számos reaktortér kialakítási módra nyílik lehetőség. A leggyakoribb megoldás, amikor minden rotorhoz egy-egy négyzet vagy kör alaprajzű medence, vagy medencerész tartozik. A medencemélység és szélességi méret arányát a gyártó cégek által javasolt irányérték alapján (általában 2:1–5:1) lehet meghatározni. Az így kialakított medencék párhuzamosan üzemelnek, ezért az egyenletes vízelosztást biztosítani kell. A medencéből való vízelvezetést a felszín alatti 0,5–1,0 m mélységben úgy kell megoldani (terelő fal, merülő cső stb.), hogy az egyben megfelelő szabályozó szerkezettel (bukó, zsilip) a vízfelszínt, ezzel a rotorok bemerülési mélységét is lehetőleg szabályozza (l.: 3.26/a. ábra).

3-26. ábra - Függőleges tengelyű levegőztetők reaktortereinek kialakítási vázlatai

Függőleges tengelyű levegőztetők reaktortereinek kialakítási vázlatai


Gyakran alkalmazott megoldás, amikor két vagy több rotort egymás után (sorosan) kapcsolnak. Ebben az esetben a rotorok egymás biztonsági tartalékai, az elmaradó térelhatároló falak miatt anyagmegtakarítás érhető el (3.26/b. ábra).

A levegőztető és ülepítő medencék gazdaságossági szempontból történő együttes kialakítása gyakori műszaki megoldás. Ez lehet hosszanti, párhuzamos, vagy körkörös elrendezésű. A levegőztető berendezés közül bármelyik alkalmazható, ha az O2-bevitel mellett a jó elkeveredéshez a szükséges áramoltatást is biztosítani képes. A 3.26/c.ábraegy olyan kör alakú megoldást mutat be, ahol a levegőztető medence gyűrű formájában övezi az utóülepítőt. A medence tetején körbe járó kotróhid biztosítja az ülepítő iszapjának gyűjtőzsompba juttatását, levegőztető szerkezete a hídon helyezkedik el.

A hídról van befüggesztve a fölös iszap elvételét és a recirkuláltatást is ellátó szivattyú. Számos technikai variáció alakult ki ezen működési elv figyelembevételével, az alkalmazott gépi berendezések korszerűsítésével, a hatékonyság növelésével.

A levegőztető műtárggyal közvetlen technológiai egységet képező utóülepítő kialakítása megegyezik a mechanikai tisztításnál meghatározott elvekkel. Funkciójánál fogva a szennyvíz tartózkodási ideje a napi csúcshzamra vetítve minimum 2,0 óra a technológia függvényében. Az utóülepítő zsompjából kiemelt iszap egy részét az anyagmérleg függvényében, mint recirkulációs iszapot a levegőztetőbe vissza kell vezetni. Hidraulikailag e többlethozamot mind a bevezetőcsövek méreténél, mind a recirkulációs kör kialakításánál figyelembe kell venni.

Technológiai szempontból előnyösebb, ha a kiülepített iszapot folyamatosan távolítják el a rendszerből, ezért azok a kialakítások, melyekkel a folyamatos iszapeltávolítás biztosítható, előnyben részesülnek. Raktárkészletezés, gyártás és építési szempontok helyes törekvése, ha az elő-és utóülepítők (Dorr-medencék) azonos átmérővel készülnek. (Kétszintes ülepítő utóülepítőként nem alkalmazható!)

A biológiai egység technológiai fejlődése a mikroszennyezők eltávolítását célozza meg. A környezetvédelem, az élővizek védelme fontos szempontként tűzte ki a nitrogén és foszforformák csökkentését.

A hagyományos rendszerek mellett megjelent az igény ezen szennyezőanyagok csökkentésére. Számos megoldási lehetőség merült fel, kémiai, fizikai-kémiai, biokémiai lehetőségként. Mindezen megoldások alapkutatások, félüzemi és üzemi kísérletek alapján a biotechnológia igénybevételével alakultak ki. Egységes „recept” egyik technológiára sem adható, minden konkrét esetben a laboratóriumi vizsgálatok alapján lehet alternatív megoldásokat vázolni, de tudomásul kell venni, hogy a javasolt megoldás is csak bizonyos peremfeltételek mellett igaz, számos, néha nem detektálható szennyezőanyag döntő hatást gyakorolhat a technológia eredményre (elfolyó vízminőség).

A III. tisztítási fokozat számos technológiai megoldást iniciált, mind a foszfor, mind a nitrogénformák eltávolításának érdekében. Minden törekvés fő célja az ún. mikroszennyezők egyes fajtáinak radikális megszüntetése, ill. a tűrési határon belül való tartása, az élővizek minőségének szinten tartása, ill, javítása céljából.

A nitrogénformák alapvetően biológiai, a foszfor formák biológiai és kémiai tisztítástechnológiai eljárással távolíthatók el a házi kommunális szennyvízből.

Az ipar által produkált ilyen jellegű szennyezőanyagok eltávolítása sokkal komplexebb feladat, a fizikai, fiziko-kémiai, biológiai és hőtechnikai eljárások kombinációját igényli. (Eckenfelder publikációi – ipari és házi szennyvizek tisztítása.) A nitrogénformák kezelése oxikus és anoxikus reaktorok valamilyen szintű kombinációját igényli. A szerves és szervetlen ammónia nitráttá való alakítása, és a nitrát további bontása (denitrifikáció), valamint az utóülepítő védelme és a re-, ill. cirkulációs körök kialakítása komoly laboratóriumi vizsgálatokat igényel.

A hagyományos nitrifikációs rendszerek a fázisszétválasztó egységeknél komoly üzemeltetési problémákat okozhatnak, elsősorban a „vad denitrifikációs” események bekövetkeztével, ahol az utóülepítő alacsony oldott O2-tartalma a képződő N2 miatt iszapfelúszást okoz az elfolyó víz magas lebegőanyag-tartalmát produkálva. Ez mind a KOI, mind a BOI5 magas koncentrációját eredményezi és „rossz” elfolyó vízminőséget produkál.

3.4.2.4. Fertőtlenítés

A fertőtlenítés célja a szennyvízben (szennyvíziszapban) előforduló kórokozó mikroorganizmusok (baktériumok, vírusok, bélférgek, peték stb.) elpusztítása, illetve fertőzőképességük megszüntetése.

A fertőtlenítés lényege: a mikroorganizmusok enzimrendszerének irreverzibilis befolyásolása, ennek következtében az élő szervezet elpusztítása. Az enzimrendszerek rendkívül érzékenyek, főleg az oxidatív anyagokra, így kézenfekvő megoldás volt erős oxidáló szerek alkalmazása a fertőtlenítés elvégzésére.

A jelenleg alkalmazott technológiák elsősorban klórt, klór-dioxidot, ózont és nátrium-hypokloritot alkalmaznak. Ismeretes még az ezüst, a jód és a bróm alkalmazása is, ezek a módszerek azonban nagyobb mértékben nem terjedtek el.

Napjaink legnagyobb gyakorisággal alkalmazott vegyszere nagyobb szennyvízhozamoknál a klór, kisberendezéseknél, kisebb tisztítótelepeknél a nátriumhypoklorit. Az U. V.-technika az ózonozás egyik speciális esete, mely gazdaságosságánál fogva egyre jobban terjed.

Mi indokolja a fertőtlenítésnél akalmazott vegyszerek viszonylag nagy számát? A válasz a gazdaságosságban, és az újabb biokémiai és kémiai ismeretek közegészségügyi megítélésében található.

A gazdaságosság – pontosabban az üzemköltségek alacsony szinten tartása – a klórvegyületeket helyezi előtérbe.

A közegészségügyi szempontok az ózon alkalmazását állítják a figyelem homlokterébe.

A klóros oxidáció jelenleg a legelterjedtebb fertőtlenítési eljárás. Lényege, hogy a hipoklórsav (melynek megjelenése pH-függő), a vízhez hasonló molekulaszerkezete miatt könnyen behatol a sejtek membránszerkezetén és oxidálja az enzimrendszert. Az eljárás során klóros vizet juttatnak be a fertőtlenítendő vízbe.

A hazai gyakorlatban ezt az elvet az ADVANC-DMRV által gyártott berendezés valósítja meg, elvi működését a 3.27. ábra mutatja be. A sejtekre toxikus hatást a hipoklóros sav fejt ki (HOCI), mely a hipoklorit ion (OCI) forrása. Hatékonyan a 6 és 9,5 pH-tartományban alkalmazható. A klóros oxidáció a szennyvízben mindig jelen lévő ammóniával klóraminokat képez, melyek monoklóramin, diklóramin és triklóramin formában jelennek meg.

3-27. ábra - ADVENCE klórozók működési elve

ADVENCE klórozók működési elve


Ezen „amin”-származékok is baktericid tulajdonságúak, de fajlagos reakciósebességük nagyon lassú.

Az aktív és adagolt klórtartalom összefüggését a 3.28. ábra tartalmazza. A klóros oxidáció az ammóniatartalomtól függően nagy mennyiségű klórt használ fel az ammóniatartalom oxidálására és von el a tulajdonképpeni fertőtlenítéstől.

3-28. ábra - Töréspont kialakulása

Töréspont kialakulása


A „töréspontig” való klórozás elpusztítja a baktériumok, valamint a vírusok nagy részét is, ha ezen a ponton túladagolunk. Ennek „ára” a szabad klór élővizekre gyakorolt hatása, mely az élővizek biotópját károsíthatja. A szabad klór mennyiségének csökkentését teszi lehetővé a deklórozás technológiája, melynek folyamatábráját a

3.29. ábra mutatja be. Hazai gyakorlatunkban a deklórozási technológia még nem került alkalmazásra.

3-29. ábra - Fertőtlenítő rendszer kialakítása deklórozással

Fertőtlenítő rendszer kialakítása deklórozással


Az elmúlt évek biokémiai és közegészségügyi kutatásai feltárták azokat az érveket, melyek a klórfelhasználás ellen szólnak. A klórozás során egy sor karcinogén anyag keletkezik (pl. trihalometán), mely a legtöbb ország „tiltott anyagok” listáján szerepel.

A fertőtlenítést klóros oxidáció felhasználásával az ún. fertőtlenítő berendezések valósítják meg. A rendszer a tároló, adagoló, behatási reaktor együttessel valósul meg.

Általában 2 hétre szükséges klórmennyiség tározása szükséges. Az adagoló rendszer 2–10 g/m3 adagolását kell, hogy biztosítsa. Az adagolandó mennyiséget minden esetben laboratóriumi vizsgálattal kell meghatározni. A tároló-adagoló kialakítását nagymértékben befolyásolja a vegyszertároló rendszer kapacitása. A katasztrófaállapotra való felkészülés, az elhárítást lehetővé tevő rendszerek kialakítása, a klórmegsemmisítés módja számtalan megoldást eredményezett. Ezen a területen a DRV, az ÉDV, a MÉLYÉPTERV és a VÍZITERV dolgozott ki védett megoldásokat. A táro-ló-adagoló helyiség kialakítása szaktervezői feladat, mivel a klór kémiai tulajdonságait tekintve veszélyes anyag, így a vele való tevékenység egy sor biztonságtechnikai előírás betartását teszi szükségessé.

Az adagoló kapacitás meghatározása a normál üzemen túli kapacitásigényt is figyelembe kell, hogy vegye. (Megkerülő üzemmód.) A közegészségügyi hatóságok által előírt kontakt idő min. 15 perc, mely behatási idő természetesen normál üzemmódra vonatkozik. Mai gyakorlatunkban a terelő lemezekkel ellátott „dugattyús reaktor” kialakítás dominál összes előnyével és hátrányával együtt.

A fertőtlenítő reaktor kialakításakor lényegében egy „tank” és egy „dugattyús” reaktor kombinációja adja az optimális megoldást.

A műtárgyak tervezésénél és megvalósításánál a korrózióvédelem megvalósítása fontos szempont, tekintettel arra, hogy a kémiai reakció során betonkorróziót okozó vegyi anyagok keletkeznek. A műtárgy leüríthetőségét és megkerülési lehetőségét is biztosítani kell, figyelembe véve az üzemeltetési szempontokat.

A kisebb tisztítórendszerek (kisberendezések) elsősorban Hypót (nátrium-hypo-kloritot) használnak. Elsőrendű probléma a Hypó adagolása, valamint a Hypó időben való hatóanyag-változása.

A legkisebb tisztítótelepeknél az oldat adagolása a hagyományos „kettős oldatadagolós csap”-pal történik. A közepes és nagyobb telepeknél akár a klóros oldat, akár a gáz beadagolását a szennyvíz hozamával arányosan megfelelő érzékelőkről (szivattyú, mennyiségmérő, szintmérő stb.) szükséges vezérelni, illetve szabályozni.

A klór-dioxidos oxidáció megvalósítása az elkövetkező évek feladata. Az eljárás rendkívüli előnye a nagy reakciósebesség, mely 2,5-szerese a hagyományos klóros oxidációnak. Az eljárás hatékonysága 4–8 pH között független a szennyvíz pH-jától.

A klór-dioxidot a helyszínen állítják elő sósav, vagy klórnátriumklorithoz való hozzáadásával. A klór-dioxid nem raktározható, így folyamatos üzem létrehozatala szükséges.

Az ózon, mint oxidáló-fertőtlenítő anyag megjelenését elsősorban a víztisztítási technológiák fejlődése indokolta. Az ózon az oxigén háromatomos változata, a levegő oxigénjéből energiaközléssel állítható elő. 1 g ózon előállításához 1,84 Wh energia szükséges. Oldódása a hőmérséklet függvényében a következő:

3-26. táblázat - Szennyvíztisztítási technológiák, elvárható vízminőségek és becsült tisztítási költségek (100 000 lakos egyenértékű telep esetén)

°C

Oldódás g/l

0

1,13

10

0,875

20

0,588

30

0,563

40

0,450

50

0,369

60

0,307


Az ózont szikra nélküli, lassú kisüléssel állítják elő. Ózonizálót számos vállalat állít elő. A francia TRAILIGAZ, a svájci OZO Blatter és CHRIST, az európai ózónelőállító berendezések főbb gyártói. A vízben lévő íz-és szaganyagokat is hatékonyan oxidálják ezen berendezések ózontermékei. Az ózon az ammóniát gyors reakcióval – nitráttá oxidálja.

Svájci adatok alapján (Blatter-Ózon) az optimális eredményeket 40 W/m3 teljesítmény mellett 6–10 perces kontaktidő biztosítja (4–5 m vízmélység).

Az ózon előtérbe kerülését a karcinogén vegyületek képződésének kiküszöbölése indokolja. A rendszer hátránya a gyors ózonlebomlás, melyet azonban klórral kombinálva kompenzálni lehet. Az ózon és klór kombinációja optimális megoldást eredményezhet a hálózatok és fogyasztók szempontjából, mely kombináció a szennyvíztisztító és -elvezető rendszerek szempontjából is rendkívül fontos.

Az U. V. technológia az ózontechnika speciális megvalósítása. A technika alapját a 224 nm-en kibocsátott elektromágneses hullámok képezik, melyek által indulált hatások (ózonelőállítás) a mikroorganizmusok pusztulását eredményezi. A különböző anyagok hatását a 3.30. ábra tartalmazza. A baktériumok vírusok és egyéb élőlényekre és szennyező anyagokra gyakorolt hatást az ábrán jól lehet követni.

3-30. ábra - Különböző fertőtlenítő anyagok hatásának összehasonlítása

Különböző fertőtlenítő anyagok hatásának összehasonlítása


3.4.2.5. Tavas szennyvíztisztítás

Tavas szennyvíztisztításra mind önálló, mind kiegészítő jelleggel kerül sor.

Az önállóan alkalmazott tisztító tavakból elfolyó víz minősége a vonatkozó előírásokat általában nem elégíti ki. A tavak kiegészítő berendezésként való alkalmazása (utótisztítás) rendkívül széles körű. Az anaerob tavak mechanikai tisztításra és iszaprothasztásra, a fakultatív tavak a biológiailag tisztított vizek utókezelésére alkalmasak. A levegőztetett tavak túlnyomóan ipari jellegű szennyvizek tisztítására alkalmazhatók.

A mesterséges levegőztetés nélküli aerob tavak idényjellegű (elsősorban a nyári fél évben) tisztításra vehetők igénybe.

Működési alapelveik szerint a tisztító tavak négy csoportba sorolhatók, melyek a következők:

Anaerob szennyvíztavak

Jellemzőjük a nagyobb (2,0–5,0 m) vízmélység, valamint az anaerob viszonyok.

Fakultatív szennyvíztavak

Jellemzőjük a közepes (1,5–2,0 m) vízmélység, valamint a fakultatív viszonyok (aerob-anaerob).

Aerob szennyvíztavak

A tóra az aerob viszonyok jellemzőek, a vízmélység 1,00 m körüli. A WHOajánlások 0,9 m-nél sekélyebb vízmélység alkalmazását nem javasolják.

Levegőztetett tavak

A levegőztetett tavak mesterséges légbevitellel (O2-bevitellel) ellátott tavak. Ezen tavakra, megfelelő kialakítás esetén az aerob viszonyok jellemzőek. Vízmélységüket a légbevivő eszközök műszaki paraméterei határozzák meg. A tavakat általában a recirkuláció hiánya jellemzi. Az átlagos vízmélység 3–5,0 m közötti.

Az alkalmazás általános feltételei a következők:

Az anaerob tavak: a 100 g BOI5/m3/d terhelés feletti zónában alkalmazhatóak. Hatásfokuk 10 °C esetén a 40-os, 20 °C esetén 60%-os BOI5 eltávolítás jellemző. Az anaerob tavak egyik, kényes jellemzője a szaghatás. 400 g BOI5/m3/d, valamint 500 mg SO4/l alatti terhelésnél általában nem várható komolyabb szaghatás.

A fakultatív tavaktól mintegy 60–80% BOI5 eltávolítás várható, ha másodlagos

egységként (anaerob tó után) kerül alkalmazásra.

Elsődleges alkalmazás esetén a hatásfok mintegy 30% BOI5-re vetítve.

A tavak működését az inszolációs-, valamint a szélviszonyok befolyásolják a döntő hőmérsékleti viszonyok mellett.

Ami a tavak N és P eltávolítását illeti, megállapítható, hogy az N-eltávolítás optimális esetben (optimális pH, hőmérséklet, tartózkodási idő) elérheti a 80%-ot is. P-eltávolításnál fakultatív tavaknál még a 45% is elérhető (90%-os BOI5 eltávolítás mellett!) külföldi mérési adatok alapján.

A tavak kialakításának tervezési szempontjai:

Anaerob tavak esetén a mennyiségi terhelhetőséget a WHO 15 °C esetére 100 g BOI5/m3/d értékben javasolja meghatározni.

A fakultatív tavak kialakításánál a terhelhetőséget különböző szerzőktől, a 3.31. ábra foglalja össze. Az ábrán jól követhető a hektárra vonatkozó terhelhetőség meghatározása a hőmérséklet függvényében.

3-31. ábra - Fakultatív tavak

Fakultatív tavak


a) különböző kutatók által ajánlott terhelhetősége, b) klorofill-koncentrációja 25 °C-on

Az aerob tavak esetén a tartózkodási idő függ a tó térfogatától, a belépő hozamtól és minőségtől, a tó felületétől, valamint az evaporációtól és a tó terhelésétől.

A tórendszerek számos kombinációja ismeretes, melyekhez más és más előtisztítás szükséges. A rácsok, homokfogók a tavas tisztítás általánosan alkalmazott előtisztító berendezései.

A tavak geometriai kialakítása fontos reaktortechnikai szempontból. Az üzemi vízszint és gátkorona közti magasság (F) a következőképpen határozató meg:

F = (log s)1/2-1

ahol

s – a tó felülete m2-ben, és

F – magasság m-ben.

Az anaerob és első fakultatív tó vízbevezetését a 3.32. ábra szerint célszerű kialakítani. A második fakultatív és aerob tó vízbevezetésére a 3.33. ábra ad javasolt megoldást. Egyszerű vízelvezető rendszer kialakítását mutatja be a 3.34. ábra.

3-32. ábra - Az anaerob és fakultatív tavak vízbevezetése

Az anaerob és fakultatív tavak vízbevezetése


3-33. ábra - A fakultatív és aerob tavak vízbevezetése

A fakultatív és aerob tavak vízbevezetése


3-34. ábra - A vízelvétel

A vízelvétel


A patogének eltávolításának a számítására aerob tavak esetében a következő összefüggés ajánlható:

Ne = Ni(1+KT Qm),

ahol

Ne – a fekál koliformok száma/100 ml elfolyó,

Ni – a fekál koliformok száma/100 ml befolyó,

KT – hőmérséklettől függő együttható, (t = 1 °C – 0,1 t; t = 24 °C – 5,21; t = 18 °C – 1,84)

Qm – behatási idő 5 naponként.

Gyökérzónás tisztítás

A gyökérzónás tisztítás a biotechnológia a szennyvíztisztítás területén való alkalmazásának új megoldása. Működésének alapja; a célnak legjobban megfelelő növények élettevékenységének felhasználása oly módon, hogy azok a szennyvízben előforduló szennyező anyagokat szervezetükbe beépítik. Elsősorban kisebb hozamok kezelésére alkalmazható. Egy hazai műszaki kialakítást mutat be a 3.35. ábra, míg a Purátor (Ausztria) cég által kidolgozott eljárás a 3.36. ábrán látható.

3-35. ábra - Gyökérzónás szennyvíztisztítás

Gyökérzónás szennyvíztisztítás


1. magasszárú növény (nád, gyékény); 1. a) gyökérzet; 2. szűrőágy felszíne; 2. b) gyökérzóna; 3. érkeztető vezeték; 4. elosztó vezeték; 5. befogadó; 6. gyűjtőér; 7. alagcső; 8. előtisztító; 9. távozó vezeték; 10. kavicsszivárgó; 1. a) vízzáró bélés

3-36. ábra - Gyökérzónás szennyvíztisztítás elvi kialakítása (Purator-rendszer)

Gyökérzónás szennyvíztisztítás elvi kialakítása (Purator-rendszer)


1. oldóakna; 2. gyökérágy I.; 3. visszaduzzasztó akna; 4. gyökérágy II.; 5. szűrőakna

A gyökérzónás rendszer előnye elsősorban a vegetációs időszakban jelentős.