Ugrás a tartalomhoz

Szennyvíztisztítási technológiák I.

Dr. Simándi Péter (2011)

Szent István Egyetem

5. fejezet - Elsődleges (mechanikai) tisztítás célja, elemei

5. fejezet - Elsődleges (mechanikai) tisztítás célja, elemei

Bevezetés

Az előző témakörben megismertük a szennyvizek fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságait. Tudjuk, miért van szükség a szennyvíztisztításra és miket kell eltávolítanunk, hogy egy fogadóba beengedhessük.

E tanulási egységben egy általános képet kaphatunk az elsődleges (mechanikai) tisztítás fizikai alapelveiről és ezeknek a gyakorlatban megvalósuló technológiai berendezéseiről, a tisztító műtárgyairól.

Követelmény:

  • tudja értelmezni a mechanikai szennyvíztisztítás elvi alapjait;

  • ismerje a különböző eljárások működési elvét;

  • tudja a különböző körülményeknek megfelelően alkalmazni azokat!

Alapfogalmak

Minden terméket egy-egy adott technológiával tudunk előállítani. A technológiák „terméke” a víz- és szennyvíztisztításban az előírásoknak megfelelően tisztított víz. A víz- és szennyvíztisztító telepeken alkalmazott technológiák során három féle eljárás (fizikai, kémiai, biológiai) kombinációit alkalmazzák.

Az eljárások a technológiai célnak megfelelő változást a víz vagy szennyvíz állapotában, minőségében úgy hoznak létre, hogy valamilyen anyagot a vízbe bejuttatnak (fázisátadás), vagy onnan kivonnak (fázisszétválasztás). Ennek során kémiai és biokémiai folyamatok játszódnak le. Emiatt a víztisztítási- és a szennyvíztisztítási technológiák eljárásainak elve közös, „csupán” a kiinduláskor nem egyforma a tisztítandó, kezelendő víz, illetve a „késztermék” minősége.

Az egyes eljárások műveletek sorozatából állnak.

A műveletek mindig fizikai jellegű beavatkozások. Ilyenek pl: a folyadék szállítása, keverése, levegő vagy gázok bevitele, elnyeletése folyadékokba (abszorbció) illetve ezek eltávolítása a folyadékokból. Vannak olyan műveletek, melyek egyben eljárások is. Ilyen például a szűrés, az ülepítés vagy a centrifugálás.

A technológiai berendezés vagy tisztító műtárgy azoknak a gépeknek, berendezéseknek illetve egy-egy építménynek a neve, ahol, amiben a technológia megvalósul.

A szennyvíztisztítási technológiákat a technológiai cél alapján csoportosíthatjuk, melyek első tisztítási fokozata az elsőleges (mechanikai) tisztítás.

A technológiák csoportosítása

A technológiákat a technológiai cél alapján tagolhatjuk. A technológiai cél alapján megkülönböztetünk első-, második- és harmadik tisztítási fokozatot. Ezt a csoportosítást a szennyvíztisztítási technológiáknál alkalmazzák, mivel bizonyos történetiséget, a szennyvíztisztítási célok időbeni változásait is követi.

Az első tisztítási fokozat célja: a durva szennyeződések, felúszó vagy ülepedő anyagok eltávolítása, illetve a víz előkészítése a további tisztítási fokozatokra. Ezt a fokozatot csak fizikai (mechanikai) eljárások, műveletek alkotják.

A harmadik tisztítási fokozat célja az eutrofizációt okozó nitrogénformák és a foszfor eltávolítása. Történhet biológiai- vagy kémiai eljárásokkal, amelyeket gyakran szükséges fizikai eljárásokkal is összekapcsolni.

7. ábra. A szennyvíztisztítás folyamata

A technológiai cél szerinti csoportosítást gyakran összekapcsolják és azonosítják az eljárások csoportosításával, mely nem teljesen helyes.

Az eljárások lehetnek:

  • fizikai (mechanikai),

  • biológiai,

  • kémiai eljárások.

Elsőfokú, vagy mechanikai tisztításkor a szennyvíz fizikailag elválasztható, darabosabb úszó és lebegő anyagait távolítják el, rácsok, szűrők, ülepítő berendezések segítségével. Ez néhány egyszerűbb szennyvíz-elhelyezési módhoz elegendő hatású tisztítást nyújt, de a korszerű szennyvíztelepeken általában csak a tisztítás első fokozataként jön számításba. A mechanikai tisztításhoz tartozik a csatornahálózaton elvezetett szennyvízbe infiltrációval bekerülő homok eltávolítása is (homokfogók segítségével).

A szennyvizek mechanikai tisztítása a viszonylag egyszerű és régen alkalmazott tisztítási eljárások közé tartozik. Célja a nagyméretű, durva úszó és lebegő szennyeződések eltávolítása, a szennyvízben lévő ásványi és szerves lebegőanyagok, valamint folyékony és úszóanyagok eltávolítása.

A fizikai (mechanikai) eljárásokat működési elvük szerint két nagy csoportba soroljuk:

  • a méretkülönbség elvén alapuló berendezések: rácsok, szita- és szövetszűrők, szemcsés anyagú szűrők;

  • a sűrűségkülönbség elvén alapuló berendezések: ülepítők, felúsztató berendezések (zsír- és olajfogók).

A mechanikai tisztítóberendezések az alábbi műtárgyakat foglalják magukba.

  • Kő- és kavicsfogók, szennyvízrácsok, szűrők és aprító szűrők, ahol a nagyméretű úszó és lebegőanyagokat távolítják el szűrőhatás és aprítás révén.

  • Homokfogók, melyben a kisméretű ásványi anyagok gravitációs, esetleg centrifugális elven történő eltávolítását oldják meg.

  • Ülepítők, nagyrészt kisméretű úszó és lebegőanyagok gravitációs, esetleg centrifugális erő segítségével valósítják meg a tisztítást.

  • Hidrociklonok, nagyrészt kisméretű úszó és lebegő szilárd anyagok centrifugális erőhatás, illetve kisebb mértékben gravitációs erőhatás elvén működnek.

  • Hidrociklonok, nagyrészt kisméretű úszó és lebegő szilárd anyagok centrifugális erőhatás, illetve kisebb mértékben gravitációs erőhatás elvén működnek.

E berendezések részletes bemutatását a következő tanulási egységek tárgyalják, ismertetik.

Az elsődleges (mechanikai) tisztítási technológia áttekintése a 8. táblázatban található.

8. táblázat. Az elsődleges (mechanikai) tisztítási technológia áttekintése

A szennyvíz általában több fázisú rendszer, így a fizikai eljárások elsősorban fázisszétválasztáson alapulnak. A módszerek különösen akkor hatékonyak, ha az elválasztandó komponens alapvetően csak az egyik fázisban van jelen. A fázisszétválasztással bizonyos komponensek koncentrálódnak, így kedvezőbb állapotba kerül az anyag a további kezeléshez. Az eljárások általában viszonylag egyszerűek, könnyen kivitelezhetőek.

Az ülepíthető zagyok fázisszétválasztásában leginkább az ülepítést és szűrést, ritkábban a centrifugálást és a flotálást alkalmazzák. A nem ülepíthető zagyok esetében elterjedt a flokkulálás és egyre inkább terjed a membránszűrés, pl. az ultraszűrés. Iszapok esetében a szűréssel és centrifugálással végzett fázisszétválasztást széles körben alkalmazzák (iszapvíztelenítési eljárások).

Az olaj-víz keverékek egyszerűbben, az emulziók általában körülményesen bonthatók meg. Az olaj-víz keverékek szétválasztásának alapja a víz és olaj sűrűségkülönbsége és eltérő adhéziós tulajdonsága.

A legegyszerűbb olajlefölöző berendezésekben a víznél kisebb sűrűségű olaj a gravitáció hatására felúszik. Lényegesen jobb hatásfokú elválasztás érhető el hidrociklonokban és centrifugákban.

A flotációs változat alapja az, hogy az emulzión átbuborékoltatott gáz olajcseppeket ragad magával, amelyek a folyadék felszínén külön fázist alkotnak. Mivel a gázbuborékok mérete meghatározó a folyamat szempontjából, különböző módszereket alkalmaznak a minél finomabb eloszlású gázbuborékok előállítására (elektrolízissel, szakaszos gázbefúvással, oldott gázok felszabadításával). Az emulziók zöme „olaj a vízben” típusú, amelyek hatékonyan egyéb fizikai eljárásokkal (membránszűrés, adszorpció, stb.) és fizikai-kémiai eljárásokkal (flokkulálás) választhatók szét.

A membránszűrési eljárások közül az ultraszűrés és a fordított ozmózis a leggyakoribb. Mindkét esetben adott pórusméretű membránon nyomás alatt préselik át az emulziót, a víz átmegy a pórusokon, a szennyezés fennakad.

Az adszorpciós eljárásokban por alakú vagy granulátum formájú hidrofób felületű szervetlen vagy szerves adszorbenst alkalmaznak, ami a felületén megköti a hidrofób anyagokat.

Összefoglalás

Az elsődleges (mechanikai) tisztítás a legrégebben alkalmazott szennyvíztisztítási eljárás.

Az elsődleges (mechanikai) tisztítás a legrégebben alkalmazott szennyvíztisztítási eljárás. Alapvetően fizikai folyamatokon alapul, melynek célja a következő fokozatok tehermentesítése, illetve a technológiai berendezések, műtárgyak védelme.

A szennyvíz általában több fázisú rendszer, így a fizikai eljárások fázisszétválasztáson alapulnak. Ehhez a méretkülönbség, sűrűségkülönbség, centrifugálás elvén működő berendezéseket alkalmazzák a flotációval kiegészítve.

A mechanikai tisztítóberendezések az alábbi műtárgyakat foglalják magukba.

  • kő- és kavicsfogók, szennyvízrácsok, szűrők és aprító szűrők;

  • kő- és kavicsfogók, szennyvízrácsok, szűrők és aprító szűrők;

  • ülepítők;

  • hidrociklonok;

  • úsztató berendezések, flotációs medencék, sűrítők és oldó medencék.

Ellenőrző kérdések

  1. Tegyen különbséget a technológia, az eljárás, a művelet és a technológiai berendezés, tisztító műtárgy között!

  2. Mutassa be a szennyvíztisztítás fokozatait, célját!

  3. Csoportosítsa a technológiai eljárásokat!

  4. Mit értünk intenzifikálás alatt?

  5. Milyen műtárgyakat alkalmaznak a mechanikai tisztítóberendezéseknél?