Tisztítási hatásfok, iszaphozamok és energia-visszaforgatás alakulása a veszprémi,

szombathelyi, zalaegerszegi, debreceni szennyvíztisztítóban

Horváth András-1, Kiss Gábor-2, Böcskei Zsolt-3, Ditrói

János-4, Fazekas Bence-5, Kárpáti Árpád-5

1-Bakonykarszt Zrt., 2- Vasivíz Zrt., 3 -Zalai Vízmű, 4-Debreceni Vízmű, 5-Pannon

Egyetem

Szennyvíz és tisztítása

• A szennyvizekben levő szennyezések döntő része potenciálisan valamiképpen újra felhasználható nyersanyag és/vagy energia.

• Napjaink energiahiánya tisztítást úgy alakítaná, hogy energia-igénye egy részét/egészét a szennyvíz szerves anyagából fedezze.

• Ez az energiakinyerés ugyanakkor a szennyvíz tisztításánál rontja a nitrogéneltávolítás lehetőségét, biztosíthatóságát, hatásfokát.

• Az iszap „elhelyezése” ma súlyos költség.

A szennyvíztisztításnál felmerülő költségek• Elvileg jól leválasztható a szennyvízelvezetésé• Azon túl a tisztításé:

szivattyúzás – folyadékáramoltatáskeverés – iszap lebegésben tartásalevegőztetés – iszap oxigénellátásaiszap szeparációja – elő és utóülepítés iszapsűrítés, iszapvíztelenítésanaerob iszaprothasztás víztelenített iszap továbbfeldolgozásiszapelhelyezés, hasznosítás (ma 50 %)szennyvízbírság, környezetterhelési díj.

Napjaink meghatározó kérdése a lakossági szennyvizek tisztításánál:

• meg tudjuk-e oldani a redukált nitrogénnek valamilyen mértékű újrahasznosítását elfogadható költséggel,

• vagy továbbra is a hagyományos, ammónium ox/redox útján kell hagyni elveszni ezt a növényi tápanyagot.

• Lehet-e csökkenteni a tisztításnál a maradék iszap mennyiségét, illetőleg természetbaráttá tételének , hasznosításának a költségigényét.

Lehetőségek a lakossági szennyvíz tisztításánál

A szennyezőanyagai közül a szerves anyaga könnyen eltávolítható, mellékágon energiává alakítható.

Adott mennyisége azonban elengedhetetlen a denitrifikációhoz .

Növényi tápanyagai (N és P) közül ma csak a foszfort hasznosítjuk döntő mennyiségében az iszapból, a nitrogénnek ugyanakkor csak 15-20 %-a kerül azzal hasznosításra.

Elvileg a nitrogénnek további ilyen részaránya újrahasznosítható az iszapvízből, de ma még nem gazdaságos (ioncsere, MAP).

Lehetőségek a lakossági szennyvíziszap hasznosításánál

A rothasztott szennyvíziszap ugyan N és P forrás a talajoknak, egyéb adszorbeált szennyezői ezt esetenként meggátolják.

Az iszapok megfelelő szeparációja, méregtelenítése, fertőtlenítése,

optimális állagának és beltartalmának biztosítása a talajok részére ma még nem megoldott.

Minimalizálása, és egyéb hasznosítása is napi feladat.

A szennyvíztisztítás KOI-ban számolt energiamérlege.(Waldner et al., 2011).

A vásárolt és termelt villamos energia alakulása a szombathelyi szennyvíztisztítóban 2011-ben.

Vételezett és termelt villamos energia [kWh/d]

02000400060008000

100001200014000160001800020000

2011

.01.01

2011

.01.15

2011

.01.29

2011

.02.12

2011

.02.26

2011

.03.12

2011

.03.26

2011

.04.09

2011

.04.23

2011

.05.07

2011

.05.21

2011

.06.04

2011

.06.18

2011

.07.02

2011

.07.16

2011

.07.30

2011

.08.13

2011

.08.27

2011

.09.10

2011

.09.24

2011

.10.08

2011

.10.22

2011

.11.05

2011

.11.19

2011

.12.03

2011

.12.17

2011

.12.31

Vételezett

Termelt

Problémák a szennyvizek tisztításánál

• Komoly gond az ammónium oxidációja a szerves anyagéval szimultán (f (DO)),

• majd a nitrát elő-, és szimultán denitrifikációja a korlátozott szerves anyag ellátásnál (f (DO))

• A nitrogén 80 %-ának az eltávolítása a szennyvíztisztítás főágának igen erős kihívás.

• Az iszapvízből történő autotróf ammónium eltávolítás költséges, most terjed,

• Ugyaninnen ioncseréje, kicsapatása csak kísérleti stádium.

• Technológiai lehetőség, optimalizálás:

– Optimális mennyiségű primer iszap (szerves-C) elvétele rothasztásra,

– Optimális levegőztetés (DO szabályozás),– Optimális elő és utódenitrifikáció,– Szimultán denitrifikáció maximálása,

– Anaerob iszaphidrolízis maximálása,– Ózonos szerves anyag utóbontás.

A veszprémi szennyvíztelep kilencvenes években épített blokkjának a folyamatábrája a hasznos

medencetérfogatokkal (Vr=8280 m3; Qbe=13000 m3/d).

A veszprémi szennyvíztelep múlt század kilencvenes éveiben épített tisztítóblokkjának a folyamatábrája a hasznos

medencetérfogatokkal.

Az utóbbi tisztítóblokkjának egyéb üzemeltetési

változata.

Az egyes tisztítósorok elfolyó vizének és az egyesített telepi elfolyó víznek az összes-nitrogén koncentrációja Veszprémben 2011 évben.

11/01/01 11/01/21 11/02/10 11/03/02 11/03/22 11/04/11 11/05/01 11/05/21 11/06/10 11/06/30 11/07/200

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

A szombathelyi szennyvíztisztító (HRT~ 2/3 d) technológiájának kialakítása (UCT rendszer)

A szombathelyi szennyvíztisztítóba érkező, és az eleveniszapos rendszerére vezetett, rothasztó iszapvizét is tartalmazó előülepített

szennyvíz KOI/TKN aránya(az egyes adatsorok átlagértékei: 10,4 és 6,8).

A nitrogéneltávolításban elért eredmények a szombathelyi tisztítónál

Tisztított szennyvíz On-Line mérő átlag eredményei [mg/l]

0

10

20

30

40

50

60

70

2011

.01.

01

2011

.01.

15

2011

.01.

29

2011

.02.

12

2011

.02.

26

2011

.03.

12

2011

.03.

26

2011

.04.

09

2011

.04.

23

2011

.05.

07

2011

.05.

21

2011

.06.

04

2011

.06.

18

2011

.07.

02

2011

.07.

16

2011

.07.

30

2011

.08.

13

2011

.08.

27

2011

.09.

10

2011

.09.

24

2011

.10.

08

2011

.10.

22

2011

.11.

05

2011

.11.

19

2011

.12.

03

2011

.12.

17

2011

.12.

31

ph KOI Nitrát-Nitrogén Ö. Nitrát Foszfát

Szombathelyi megoldás

• Előülepítő kapacitás csökkentése• Mérsékelt iszapkoaguláció előülepítés előtt• Optimális vízkormányzás• Levegőbevitel mérséklése• Iszapkoncentráció növelése a medencékben

2010 közepéig üzemelt régi debreceni szennyvíztisztító kiépítése.

A debreceni szennyvíztisztító (HRT~4/3d) kiépítése (UCT rendszer szelektoros kiegészítéssel)

A tisztított szennyvíz összes nitrogén tartalma a debreceni szennyvíztisztítónál.

A régi zalaegerszegi szennyvíztisztító felülnézeti rajza, valamint kiépítésének blokkosított sémája

A régi zalaegerszegi szennyvíztisztító felülnézeti rajza, valamint kiépítésének

blokkosított sémája

• A bővített (megkétszerezett medence-térfogatú) zalaegerszegi szennyvíztisztító kiépítésének blokkosított sémája. (QRS = Qww és QINT = 5-7 Qww)

A zalaegerszegi szennyvíztisztítóba érkező, eleveniszapos rendszerére vezetett (2010-11.ben a rothasztó iszapvizét is tartalmazó) szennyvíz KOI/TKN aránya.

jan. febr. márc. ápr. máj. jún. júl. aug. szept. okt. nov. dec.

KO

I/T

KN

, -

6

8

10

12

14

16

200720102011

A d a to k a v a ló s á g b a n

A zalaegerszegi eleveniszapos szennyvíztisztító tisztított elfolyó vízének az összes nitrogén tartalma az utóbbi három évben (2010-11.ben a rothasztó iszapvizét is tartalmazó)

jan. febr. márc. ápr. máj. jún. júl. aug. szept. okt. nov. dec.

CT

N,k

i, m

g/l

0

5

10

15

20

25

200720102011

Üzemi példa a szabályozás alakulására az utóbbi időszakból

Zalaegerszeg

KiKiegyenlítő/anaerob medencék

DiAnoxikus/denitrifikáló terek

OiLevegőztetett medenceterek

Qw

w

Tisztítandó szennyvíz térfogatárama

QRS

Ülepített iszap resirkulációs árama QRS = Qww

QIN

T

Belső/ nitrát recirkulációs áram QINT = 5-7 Qww

QS

Anoxikus anaerob recirkuláció (MUCT, Qs = 4/5 Qww)

Az utóbbi hónapok módosításai:

• az iszap nagykörös recirkulációját módosította első lépésként az üzemeltető, de egyidejűleg a kiskörös recirkulációt is jelentősen visszavette , csökkentve azzal az anaerob iszapkort (kialakuló iszapkoncentráció anaerob térben)

• a levegőztető medencerész egy hányadának utódenitrifikációs, anoxikus térré alakította,

• az oxigénszint csökkentette az utólevegőztető terekben (szimultán denitrifikáció növelésére).

Az összes nitrogéntartalom alakulása az utóbbi négy hónapban a zalaegerszegi szennyvíztisztító elfolyó vízében (mg TN/l).

A rothasztott, víztelenített iszap tovább-feldolgozása

• A debreceni tisztító rothasztott iszapját (25-27 % sza) az ASA telep veszi át és komposztálja (6000 Ft/t elhelyezési költség).

• Szombathely maga komposztál, s a terméket ingyen adja a mezőgazdaságnak.

• Veszprém 50 % sza. tart iszapot 3-5 ezer Ft/t áron tud elhelyezni.

• Zalaegerszeg hasonló sza. tartalmú, hosszan tárolt iszapot helyez ki mezőgazdaságba hasonló költség-fajlagossal.