· web viewaz indikátor szervezetek – coliform, fekál koli, streptococcus, clostridium – a...

Irodalomjegyzk

Irodalomjegyzk

Szennyvztiszttsi technolgik I.

Dr. Simndi, Pter


Dr. Simndi, Pter

Publication date 2011

Szerzi jog 2011 Szent Istvn Egyetem

Copyright 2011, Szent Istvn Egyetem. Minden jog fenntartva,

Created by XMLmind XSL-FO Converter.



Tartalom

Bevezets 0

I. tmakr. A szennyvz fizikai-, kmiai- s biolgiai tulajdonsgai, csoportostsa 0

1. Szennyvizek csoportostsa, mennyisge s tiszttsnak szksgessge 0

2. A szennyvz fizikai tulajdonsgai 0

3. A szennyvz kmiai tulajdonsgai 0

4. A szennyvz biolgiai tulajdonsgai 0

II. tmakr. Elsdleges (mechanikai) szennyvztisztts 0

5. Elsdleges (mechanikai) tisztts clja, elemei 0

6. Durva szennyezdsek eltvoltsa: szrs durva s finom rcson 0

7. Durva szennyezdsek eltvoltsa: homokfogk, hidrociklonok 0

8. lepts 0

9. Lebeg anyagok eltvoltsa 0

10. Msodlagos (harmadlagos) tisztts megknnytse rdekben vgzett elkszts 0

III. tmakr. Msodlagos (biolgiai) szennyvztisztts 0

11. A biolgiai szennyvztisztts elmleti alapjai 0

12. Szennyvizek anaerob kezelse 0

13. A szennyvizek aerob kezelse: csepegtettestes rendszer 0

14. A szennyvizek aerob kezelse: eleveniszapos rendszer I. 0

15. A szennyvizek aerob kezelse: eleveniszapos rendszer II. 0

16. Forg-merl trcss s oxidcis rkos biolgiai szennyvztisztts 0

17. A nitrogn s foszfor eltvolts biolgiai eljrsai 0

IV. tmakr. Harmadlagos (fizikai-kmiai) tisztts 0

18. Szrs 0

19. Adszorpci, membrneljrsok 0

20. Ioncsere s oxidci 0

Zrsz 0

Fogalomtr 0

Irodalomjegyzk 0






Bevezets

Kedves Hallgat!

A szerz tbb vtizedes tapasztalataira alapozva ksztett el egy olyan jegyzetet, mely alapjn nnek lehetsge nylik - a korbban szerzett ismereteire tmaszkodva - a szennyvztisztts napjainkban alkalmazott technolgiai lpseinek hatkony elsajttsra.

E tantrgy tanulsa sorn betekintst kap a klnbz paramterekkel rendelkez szennyvizek tiszttsi folyamataira, az egymsra pl eljrsokra. Ha figyelmesen s logikusan sajttja el tanulsa sorn az elsdleges-, msodlagos- s harmadlagos tisztts technolgiai lpseit, a kurzus vgre eljut arra a szintre, hogy nllan tudja megvlasztani s mkdtetni egy adott tpus szennyvz tiszttsnak folyamatait.

E tantrgy kt ktetben segti nt, hogy megtanulja a Szennyvztechnolgus kpzshez ktd legfontosabb mvi s termszetkzeli szennyvztiszttsi eljrsok elmleti s gyakorlati alapismereteit. Ezen bell:

Ismerje meg a szennyvz fizikai-, kmiai- s biolgiai tulajdonsgait, csoportostst;

A tisztts szksgessgt;

Elsdleges (mechanikai) szennyvztisztts elmleti s gyakorlati lpseit;

Msodlagos (biolgiai) szennyvztisztts klnbz technolgiai folyamatait;

Harmadlagos (fizikai-kmiai) tisztts szksgessgt s lnyegt.

Minden tanulsi egysg vgn feladatokat tall, gy knnyen ellenrizheti, milyen sznvonalon sikerlt a tananyagot megtanulni. Ha nem rte el a 60%-os szintet, ez azt jelenti, nem rdemes tovbb haladni, maradtak mg tisztzatlan rszek, amelyek ksbb fontoss vlnak. Ekkor clszer a lecke elejtl kezdve ismt alaposan ttanulmnyozni az anyagot. A gyakori ismtls nemcsak tancsos, hanem hasznos is!

Vide: Mi trtnik a szennyvzzel?

Bevezets

Bevezets




I. rsz - tmakr. A szennyvz fizikai-, kmiai- s biolgiai tulajdonsgai, csoportostsa

Bevezets

Ahhoz, hogy a szennyvztisztts szksgessgt s technolgiai lpseit trgyaljuk, szksges megismerni a szennyvz legfontosabb fizikai- (srsg, viszkozits, hmrsklet, lebeganyag-tartalom (zavarossg), szn, szag), kmiai- (pH, szervetlenanyag-tartalom, szervesanyag-tartalom, stb.) s biolgiai tulajdonsgait (sszes algaszm, hal-toxicits, fertzkpessg, oxignfelvtel, stb.) s azok krnyezeti hatsait.

Kvetelmny:

ismerje a szennyvz alapvet, ill. legfontosabb fizikai-, kmiai s biolgiai tulajdonsgait.

ezek alapjn tudja jellemezni az adott vizet.

tudja megmrni a legfontosabb paramtereket,

az eredmnyeket ki tudja szmolni s rtelmezze azokat.




1. fejezet - Szennyvizek csoportostsa, mennyisge s tiszttsnak szksgessge

Bevezets

A vz a levegvel egytt letkzeg. Ez a kzeg viszonylag bsgesen ll rendelkezsnkre, hiszen Fldnk ktharmadt vz bortja. A viszonylagos vzbsg mgtt azonban szigor a realits: Fldnk vzkszletnek csupn 2%-a desvz. Sajnos a fokozd vzszennyezsek miatt ennek is egyre kevesebb hnyada felel meg mindennapos cljainknak. A vzszennyezs nem termszeti, hanem emberi antropogn hats, gy a szennyezds mrtknek szablyozsa is az ember kezben van.

Kvetelmny:

tudja csoportostani a szennyvizeket sszettelk s keletkezsk alapjn;

rtse meg a szennyvztisztts szksgessgt;

a fizikai, kmiai s biolgiai tulajdonsgai alapjn tudja kivlasztani a megfelel tiszttsi eljrsokat.

1. bra. A szennyvzkezels szksgessge

A vzszennyezs fogalma tbbfle megkzeltsben definilhat.

A legegyszerbb megfogalmazs szerint a vzszennyezs alatt az emberi tevkenysg hatsra kialakul olyan krlmnyeket rtjk, amelyek kzvetlenl befolysoljk a felszni, illetve a felszn alatti vizek minsgt. Vzszennyezs minden olyan hats, amely felszni s felsznalatti vizeink minsgt gy vltoztatja meg, hogy a vz alkalmassga emberi hasznlatra, s benne vgbemen termszetes letfolyamatok fenntartsra cskken, vagy megsznik.

Ms megkzeltsben a klnbz veszlyes s egyb anyagoknak a termszetes vizek koncentrcijt meghalad rtke a vzszennyezs.

Egy harmadik definci szerint vzszennyezst okoz minden olyan anyag megjelense a vzben, amely krosan befolysolja a termszetes vz emberi fogyasztsra alkalmassgt, illetve korltozza, vagy lehetetlenn teszi a vzi let szmra.

Vzszennyezs minden olyan a vz fizikai, kmiai, biolgiai, bakterolgiai, illetve radiolgiai tulajdonsgban elssorban emberi tevkenysg hatsra bekvetkez vltozs, melynek kvetkeztben emberi hasznlatra, illetve a termszetes vzi let szmra val alkalmassga cskken, vagy megsznik, illetve alkalmass ttele kltsges vagy szlssges esetben nem gazdasgos.

A vzszennyezsben 50%-ban az ipari s mintegy 25-25%-ban a mezgazdasg, illetve a lakossg rszesl a kzp-eurpai orszgok adatai szerint.

2. bra. A szennyezsek csoportostsa vzben val megjelensk alapjn

A szennyvz olyan emberi hasznlatbl szrmaz hulladkvz, mely szennyez anyagokat tartalmaz.

Szennyezanyagok azok az anyagok, melyek a befogadba jutva az ott lejtszd biolgiai folyamatokat jelents mrtkben megvltoztatjk, illetve a befogad tovbbi emberi cl felhasznlhatsgt cskkentik, vagy lehetetlenn teszik.

A szennyez anyag vzbe jutsa, a vz szennyezse, kt mdon trtnhet, a szennyez forrstl fggen.

E szerint

pontszer s

nem pontszer, vagy diffz

szennyezst klnbztetnk meg.

3. bra. A vzszennyezs mdjai

A pontszer szennyezs sorn a szennyez anyag a szennyez forrsbl csvezetken, vagy nylt csatornn keresztl kerl a felszni vagy felszn alatti vizekbe. Ilyen jelleg szennyezs pldul egy zembl szrmaz szennyvz, vagy olajvezetk meghibsodsa miatti talajvz szennyezs.

A nem pontszer (diffz) szennyezs lnyege, hogy a szennyez anyag nagyobb trbeli kiterjedsben kerl a vzbe. Ilyen jelleg szennyezst okoznak pldul egy zpor hatsra bekvetkez felszni lefolyssal egy llvzbe jut, a talajbl kimosd nvnyi tpanyagok, vagy egy szablytalan hulladk (szemt) lerakbl a csapadk hatsra a talajvzbe mosd toxikus anyagok.

A szennyez anyag hatsra bekvetkez szennyezds a felszni, illetve felszn alatti vizek esetben egyarnt bekvetkezhet.

A szennyezs a szennyez anyag vzbe jutsval kezddik (emisszi), majd a vzben terjedve (transzmisszi) kisebb-nagyobb vztmeg szennyezdhet (imisszi).

A szennyezk lehetnek llnyek, anyagok s energik.

A szennyez anyagok olyan szervetlen elemek, ionok, illetve szervetlen s szerves vegyletek, amelyek a vzbe jutva az llnyek lettevkenysgt kedveztlenl befolysoljk, letket veszlyeztetik, az ember tevkenysgt akadlyozzk.

Sajtos szennyez anyagok az n. kontaminnsok, amelyek abban a formban, ahogy az ember ezeket a krnyezetbe juttatja, mg nem szennyezk, de talakulsuk, helyvltoztatsuk szennyezkk vlnak. Ilyen kontaminnsok a mtrgyk, amelyek a nvnytermeszts, vagy a kertszeti hulladk terhels technolgija keretben a kivont tpanyagok ptolsa cljbl juttatnak a talajba.

A talajbl a talajvzbe mosdnak, annak nitrtosodst vagy a felsznen lefoly csapadk hatsra bekvetkez erzival, vagy kimosdssal az llvizekbe jutva, annak eutrofizldst okozzk.

A vz szennyez anyagait a kvetkez csoportba sorolhatjuk:

betegsget okoz gensek (baktriumok, vrusok, protozok, parazitk)

oxignignyes hulladkok (hzi szennyvz, llati trgya s egyb biolgiailag leboml szerves anyagok, amelyek cskkentik a vz oldott oxigntartalmt)

vzoldhat szervetlen anyagok (savak, sk, toxikus nehzfmek s vegyleteik)

szervetlen nvnyi tpanyagok (nitrt, foszft)

szerves vegyletek (vzben oldd, illetve nem oldd olaj, kolaj szrmazkok, peszticidek, detergensek, stb.)

hordalkanyagok vagy szuszpendlt anyagok (nem oldd talajrszecskk, s egyb szervetlen vagy szerves anyagok, amelyek a vzben szuszpendlt formban maradnak)

radioaktv anyagok

radioaktv anyagok

Kzmoll: kzmves ivvzzel elltott lakossg arnya (%) csatornzott terleten l lakossg arnya (%).

Szennyvizek tpusai:

hzi s intzmnyi szennyvz: a hztartsokbl s az intzmnyekbl kikerl szennyvz, mennyisgt s sszettelt a lakossg letmdja, szoksai s krlmnyei hatrozzk meg; mos- s frdvizekbl, a konyhk elfoly vizbl s a WC-lefoly vizbl tevdik ssze;

kevert (vrosi) szennyvz; hzi s ipari szennyvizet egyarnt tartalmaz szennyvz;

ipari szennyvz; az egyes ipargak s azok alkalmazott technolgija alapjn keletkezett szennyvz;

mezgazdasgi szennyvz.

Szennyvzmennyisgek s minsgk

Hzi s intzmnyi szennyvz

Mennyisge a mszaki s kulturltsgi szinttl fgg (ivvzellts s fogyaszts)

Fejlett orszgok: 100-160 L/f/d (lakosegyenrtk)

Fejld orszgok: lnyegesen kevesebb, mint 100 L/f/d

Kzp-Eurpa: 100 L/f/d kzeli rtk

Kzp-Eurpa: 100 L/f/d kzeli rtk

Budapest: 180 L/f/d

A hzi szennyvz sszettelt, illetve mennyisgt a vzfogyaszts jelents mrtkben befolysolja. Nagyobb vzhasznlat esetn hgul a szennyvz, gy szrazanyag tartalma cskken.

A szennyvizeket szerves (fehrjk, zsrok, cukrok, zsrsavak, detergensek, papr, stb.) vegyletek, illetve szervetlen (ammnia, foszftok, klorid, szulft, stb.) anyagok alkotjk oldott vagy lebeg llapotban, s mikroorganizmusokat is tartalmaznak ezrt jrvnygyi szempontbl ez a szennyvz a legveszedelmesebb.

A szennyvz szrazanyag tartalma 1-2 mg l-1. A szennyezanyagok egy rsze kilepedhet. A szervesanyagok mennyisge tbb mint 50%, melybl a fehrje 40%, a sznhidrt 50%, a vz 10%. A friss hzi szennyvz pH-ja kzel semleges. A vrosi szennyvz tlagos vzminsgi jellemzit az 1. tblzat tartalmazza.

A szennyvz mennyisgt meghatrozza:

az adott ipar jellege;

a mkd zemek gyregysgek szma;

az alkalmazott technolgia tpusa s sznvonala;

a vezets s dolgozk krnyezettudata;

a vezets s a dolgozk rdekeltsge;

technolgiai fegyelem betartsa.

Az ipari szennyvz mintegy 80-90%-a a felhasznls sorn elszennyezdik. Az ipari hasznlt vizek a kvetkezk:

ht, illetve gzrendszerek kibocstott vizei

technolgiai hasznlt vz

zemi szocilis hasznlt vizek

az zem terletrl elvezetend csapadkvz

A hasznlt htvz csak hszennyezst okoz, szennyezanyag csak zemzavar esetn kerlhet a vzbe.

Az ipari szennyvizek fajti:

htvz;

vegyipari szennyvz;

fmkohszati szennyvz;

gpipari szennyvizek;

elektronikai ipar szennyvizei;

bripari szennyvizek;

textilipari szennyvizek;

papr- s cellulzipar szennyvizei.

lelmiszeripari szennyvizek:

hsipari szennyvizek (vghidak);

cukorgyrts szennyvizei;

tejipari szennyvizek;

konzervgyri szennyvizek.

Az ipari zemek kzvetlenl felszni befogadba (hatrrtk), vagy kzcsatornba bocsthatjk szennyvizeiket. A kzcsatornba bocsts eltt eltiszttst a hatsg elrhat, ilyenkor a vllalkozs terletn tiszttsi technolgit kell megvalstani.

Mezgazdasgi szennyvizek

A nvnytermesztsi technolgik fejldsvel kapcsolatban a kemiklik (mtrgyk, peszticidek) szleskr alkalmazsa, az llattartsban az alom nlkli tartsi technolgia elterjedse (hgtrgya) jelentettk potencilis veszlyt a vzkszletekre.

Nagyzemi llattartsbl szrmaz hgtrgya, melynek mennyisgt meghatrozza:

az llattart telep jellege;

az llatok szma;

az alkalmazott technolgia sznvonala;

az alkalmazottak kulturlis szintje.

Szennyezst okozhatnak ezen kvl a feldolgoz zemek is.

Ezek a szennyez anyagok a vzi krnyezetre

elsdleges (kzvetlen)

msodlagos (kzvetett)

Kzvetlen hatst jelent az llattartsban keletkez hgtrgya, melynek elhelyezse, komoly gondot jelent. A kzvetett hatst kivlt tnyez a kemiklik felhalmozsa, melyek a talajbl mind a felszni, mind a felszn alatti vizekbe ki- illetve bemosdhatnak. A mezgazdasgi szennyvizek sszettelre jellemz a nagymrtk szennyezettsg, igen magas lebeganyag-tartalom s a gyors bomls miatti besavanyodsi hajlam. Szllthatsgt megknnytheti a magas vztartalom, gy csvezetken is tovbbthat.

A szennyvizek jelents rsze mikroorganizmusokkal (baktriumok, gombk, stb.) is szennyezett, ezrt llathiginiai s kzegszsggyi szempontbl problmt okozhatnak.

Ezrt ezek kijuttatsa a krnyezetbe komplex (krnyezetvdelmi, kzegszsggyi, vzgazdlkodsi, nvnytermesztsi) mrlegelst ignyel.

A szennyvzben tallhat anyagok

Sznhidrtok

Egyszer sznhidrtok (pl. cukrok);

sszetett sznhidrtok (poliszacharidok):

Kemnyt (biolgiailag knnyen bonthat)

Cellulz (biolgiailag nehezen bonthat);

Zsrok, olajok:

Kmiai szerkezet alapjn zsrok

Kmiai szerkezet alapjn olajok;

Fehrjk;

Hossz sznlnc zsrsavak;

Oldott szerves savak;

Detergensek;

Szabad aminosavak;

Egyb szerves anyagok;

Oldott szervetlen vegyletek (savak, lgok, sk, stb.);

Klnbz sszettel lebeg anyagok.

Szennyvizek jellemzse

fizikai,

kmiai,

biolgiai (bakteriolgiai) paramterek alapjn (1. tblzat).

1. tblzat. A szennyvizek fontosabb jellemzi

Hogy mikor melyik jellemz ismeretre van szksg, az fgg:

a szennyvz eredettl s ves vltozstl (szezonlis),

az aktulis tiszttsi megoldstl,

az elrend tiszttott vz minsgtl (hatrrtk).

A szennyvztisztts szksgessge

A befogad lvilgnak megteremteni a megfelel letfeltteleket;

a befogad oxignhztartsnak helyrelltsa;

eszttikai okok;

eutrofizci megakadlyozsa, illetve cskkentse.

Mit kell eltvoltanunk s hogyan?

Szilrd llapot anyagokat (lebeganyag)

Oldott anyagokat

Szervetlen anyagokat (viszonylag kevs)

Szerves anyagokat (sok):

biolgiailag jl bonthat

biolgiailag kzepesen bonthat

biolgiailag nehezen (vagy nem) bonthat

Mirt kell eltvoltani a szennyez anyagokat?

A szennyvztisztts clja, hogy a hasznlat sorn szennyezett vizek szennyezds eltti llapott visszalltsa.

A szennyvztiszttsi technolgira veszlyes anyagok az albbiak:

Szilrd s vzben oldhatatlan hordalkanyagok, amelyek knnyen lepednek, de a csatornbl, vagy a tisztttelep mtrgyaibl nehezen tvolthatak el.

Kros mennyisg zsiradkok, olajok s ktrnyok.

Mrgez gzok, vagy olyan anyagok, amelyek talakuls sorn ilyen gzokat hozhatnak ltre, illetve mindenfle mrgez s toxikus anyag, pl. nvnyvd szer.

Tzveszlyes anyagok, amelyek robban elegyet kpezhetnek.

Kros mennyisg patogn fertz anyagok.

Lgos vagy savas anyagok, amelyeknek pH-ja 7,5-nl nagyobb vagy 6,5-nl kisebb.

Olyan szennyvizek, amelyeknek hmrsklete 50 oC-nl magasabb.

Radioaktv anyagokkal szennyezett szennyvizek (nagyobb, mint 10-6 mikro Curie/cm3).

2. tblzat. A vzszennyezs cskkentsnek lehetsgei

A szennyvztisztts folyamatt vzlatosan a 4. bra mutatja be.

4. bra. A szennyvztisztts vzlatos folyamata

Tovbbi informcikat szerezhet mg a sulinet portlon

sszefoglals

A szennyvz emberi hasznlatbl szrmaz hulladkvz, mely szennyez anyagokat tartalmaz. Lehet lakossgi, termelsi, kevert s mezgazdasgi. Mennyisge s sszettele az letsznvonaltl, szoksoktl, az alkalmazott technolgitl, stb. fgg. Magyarorszgon a lakossgi szennyvz tlagos mennyisge 80-120 L/f/d.

A szennyvzben klnbz eredet s sszettel anyagok tallhatk eltr fizikai, kmiai s biolgiai tulajdonsgokkal. Ebbl addan, mieltt egy fogadba engednnk be, meg kell tiszttani.

Szennyvizek csoportostsa, mennyisge s tiszttsnak szksgessge

Szennyvizek csoportostsa, mennyisge s tiszttsnak szksgessge




2. fejezet - A szennyvz fizikai tulajdonsgai

Bevezets

Ahhoz, hogy egy technolgiai folyamatot kidolgozhassunk, mkdtessnk, szksgnk van az adott rendszer alapos megismersre. Ha valamire rnznk, legelszr a fizikai tulajdonsgait vesszk szre. Ezek kzl az adott anyagnak a legjellemzbb a szne, szaga, halmazllapota, stb. A szennyvztisztts kezdeti korszakban elssorban csak a fizikai tulajdonsgokat befolysol anyagok: kavics, homok, lebeg anyagok, stb. eltvoltsa volt az elsdleges szempont.

Ebben a tanulsi egysgben a szennyvz legjellemzbb fizikai tulajdonsgaival (srsg, viszkozits, hmrsklet, lebeganyag-tartalom (zavarossg), szn, szag s azok a krnyezetre, az lvilgra gyakorolt hatsaival ismerkedhet meg.

Kvetelmny:

legyen tisztban a szennyvz legfontosabb fizikai tulajdonsgaival, tudjon klnbsget tenni kztk;

tudjon kvetkeztetni ezek krnyezeti hatsaira;

ismerje fel konkrt pldkon a klnbz fizikai paramterek okozta hatsokat!

A vz minsgt statikus illetve dinamikus megkzeltsben vizsglhatjuk. Statikus megkzeltsben a vzminsget a fizikai, kmiai, biolgiai, mikrobiolgiai (bakteriolgiai) s radiolgiai tulajdonsgok sszessge hatrozza meg. E tulajdonsgokat rszben a vz termszetes krforgsa keretben lejtszd folyamatok, rszben a trsadalom termel, fogyaszt tevkenysge keretben kialakul trsadalmi krforgs befolysolhatja. A termszetben lezajl klnbz fizikai, kmiai, fizikai-kmiai, biolgiai folyamatok hatsra kialakul a vznek egy adott sszettele.

Miutn mind a felszni, mind a felszn alatti vizek rks mozgsban vannak egy-egy jabb pl. kmiai folyamat hatsra, egy jabb egyenslyi llapot alakulhat ki. Ez a vzminsg dinamikus megkzeltse.

A szennyvz is halmazllapott tekintve cseppfolys, gy clszer a vzrl mr korbban tanultakat feleleventeni. Elszr ejtsnk nhny szt a vz alapvet tulajdonsgairl, hogy ssze lehessen hasonltani a szennyvz tulajdonsgaival.

A vz alapvet fizikai tulajdonsgai:

srsg;

viszkozits;

oldkpessg;

hmrsklet;

szag s z;

szn;

zavarossg (lebeganyag tartalom).

A vz srsge s viszkozitsa befolysolja a klnfle vz- s szennyvz-technolgiai eljrsok (leginkbb a derts, az lepts s a szrs) hatsfokt. A srsg s a viszkozits is hmrskletfgg (a +4 C hmrsklet vznek a legnagyobb a srsge).

A vz oldkpessge (abszorpci) anyagonknt klnbz. Fgg az oldand anyag fajlagos oldhatsgtl, a hmrsklettl s a vzben mr meglv oldott anyagok koncentrcijtl. Az oldhatsg fels hatra a teltettsgi rtk. A szilrd anyagok, a gzok s a folyadkok vzben trtn olddsnak folyamata klnbz. ltalnos szably, hogy a hasonl a hasonlban olddik jobban, ami azt jelenti, hogy pl. egy polris molekula a polris szerkezet vzben olddik jobban, mg egy apolris molekula kevsb.

A vizek hmrsklete termszetes krlmnyek kztt igen eltr. A felszni vizekben hmrsklet rtegezds alakulhat ki, ha a klnbz hmrsklet rtegek lassan keverednek el. Ez a jelensg kzvetve hatssal van (lehet) tbb kmiai s biolgiai vzminsg jellemzre is.

A felszni vizek kzl a vzfolysok hmrsklete kveti a lghmrskleti minimumot illetve maximumot. Az llvizek hmrsklete a felszntl lefel haladva cskken. Egybknt kveti a lghmrsklet napi s vszakok szerinti vltozst, s ltalban 0-25 C. Tlen az llvizek felszni rtege 0 C s befagy, az alsbb rtegek hmrsklete nem cskken 4 C al, ami a vzi let szempontjbl igen lnyeges.

A felszni vizek hmrsklete nagy mrtkben befolysolja az ntisztulst. Minl alacsonyabb a hmrsklet, annl lassabban jtszdik le az ntisztuls.

A vz szaga s szne a benne oldva lv szag- s zkelt anyagoktl fgg. Ezek vagy termszetes ton, vagy pedig emberi tevkenysg kvetkeztben kerlhetnek a vzbe. Az zek s szagok erssge fgg a hmrsklettl.

A felszni vizek z- s szaghatsait leggyakrabban okoz anyagok:

oldott gzok (pl. klr, hidrogn-szulfid);

oldott sk (pl. Ca-szulft fanyar; Mg-szulft kesernys);

mikroorganizmusok anyagcsere termkei (pl. pensz-, doh- s fldszag);

szerves anyagok bomlstermkei (melyek lehetnek termszetes eredetek, vagy mestersges szennyez anyagok, pl. szennyvzbl szrmazak).

A vz szagt a vzben lv illkony anyagok okozzk, melyek szagrzs szlelst vltjk ki.

A szagforrs:

elsdleges - primer s

msodlagos szekunder eredet lehet.

Az elsdleges forrsok a kvetkezk:

termszetes folyamatokbl a vzbe kerl anyag (knhidrogn);

biolgiai eredet (nvnyek, algk, baktriumok, gombk, parazitk lettevkenysgbl vagy rlkbl szrmaz) anyagok;

szennyvizek (kommunlis, ipari).

A msodlagos forrsok a vz kezelsbl szrmaz, a vz szagt okoz anyagok (pl. a vz klrozsa).

A vz szne, ha tiszta, vkony rtegben szntelen, nagyobb tmegben halvnykk szn. A vz sznt a benne oldott huminanyagok, a csapadk formban kivlt vas, a szulfidok, a mikroszervezetek anyagcsere termkei s a sznes lebeg anyagok alaktjk a leggyakrabban.

A vz zavarossga a benne lv szuszpendlt lebeg anyagok mennyisgtl fgg. Zavarossgot leggyakrabban a vzben nem oldd szerves s szervetlen anyagok, kolloid rszecskk (pl. agyagsvnyok, szilciumoxidok, vashidroxidok, magnzium-hidroxidok) s szerves eredet anyagok (szerves kolloidok, baktriumok, planktonok) okozhatjk. A talajvizek zavarossgt fleg szervetlen vegyletek okozzk.

A szennyvz fizikai jellemzi:

szn;

szag;

oldott gzok (oxign);

hmrsklet;

zavarossg;

nem oldott anyagtartalom (leped, felsz s lebeganyag).

A szennyvz sznbl a szennyvz eredetre, a szennyezettsg mrtkre s frissessgre lehet kvetkeztetni. A szn a felszni s felszn alatti vizek tisztasgnak indiktora. Az elsznezdst az oldhat s oldhatatlan (az utbbi a vz zavarossgt eredmnyezi) anyagok okozzk.

A szennyvz szne lehet pl. szntelen, srgs, barns, szrke. A friss, hg szennyvz ltalban vilgos szn, s ahogy n a szennyezettsg mrtke vagy beindul a szennyvzben lv szerves szennyezanyagok rothadsa gy egyre sttebb sznv vlik. A tiszttott szennyvz szntelen, esetleg igen gyengn sznezett.

A szennyvz szagbl a szennyvz frissessgre, a rothadsi folyamatokra, ill. a tisztuls mrtkre lehet kvetkeztetni. A szennyvz lehet szagtalan vagy bzs (gyengn, kzepesen, ersen). Lehet fldszag, dohos, zptojsszag. A friss, ill. a tiszttott szennyvz gyakorlatilag szagtalan.

3. tblzat. Jellegzetes szaghatst kivlt anyagok

A szennyvizek fizikai tulajdonsgai kz sorolhatjuk mg a vz oxignteltettsgt, melynek cskkense jelents hatssal br a vzi lvilgra. A szennyvizek oldott oxign tartalma jelents hatssal van a szerves vegyletek bonthatsgra. Az oxign ignyes hulladkok, ha elegend oldott oxign ll rendelkezsre az aerob dekomponl szervezetek (baktriumok, gombk) tevkenysge eredmnyeknt lebomlanak. Ezek f forrsa a rosszul mkd szennyvztisztt telepek, termszetes lefolys, olajfinomtk, lelmiszeripari zemek, textilgyrak, paprgyrak, stb. Ha a felszni vz ezekkel a szennyez anyagokkal tlterhelt, akkor a hirtelen elszaporod aerob szervezetek olyan mrtkben fogyasztjk az oldott oxignt, hogy a halak s a rkflk a fullads kvetkeztben elpusztulnak (5. bra).

A teljes oxignhiny valamennyi oxignignyes llny pusztulshoz vezet, s az anaerob baktriumok elszaporodnak. Ezeknek kvetkezmnye, hogy ezek a baktriumok a szervesanyagok anaerob lebontsval toxikus s kellemetlen szag anyagokat termelnek, mint a knhidrogn, ammnia, s metn, amelyek buborkok formjban kerlnek a felsznre.

5. bra. A szennyvz hatsa a foly lvilgra

A hszennyezs a szennyezs egyik formja, amely a vz termszetes hmrskletnek mestersges ton trtn megvltoztatsval, nvelsvel kros kvetkezmnyeket okoz, korltozva ezzel a vzhasznlatot, s megzavarja a vzi letfolyamatokat.

A hmrsklet emelkedse nmagban mg nem szennyezs, hatsai azonban krosak. A szennyvz hmrskletbl annak szrmazsi helyre lehet kvetkeztetni. A vrosi szennyvz hmrsklete ltalban 12-16 C kztt van.

A hmrsklet emelkeds hatsra bekvetkez srsgklnbsg, n. hcsva kialakulst eredmnyezi, s hmrskleti rtegzds jhet ltre, ami stabilizldhat, melynek kvetkezmnye, hogy a melegvz a felsznen elklnlve ramlik.

A felmelegeds cskkenti az oldott oxign mennyisgt, ugyanis az oxign tlteltettsg miatt annak egy rsze a lgtrbe tvozik. A vesztesg elrheti a 4-5 mg l-1 rtket is. Ez azonos lehet egy szennyvzterhels hatsval, ezrt hterhelsnek nevezzk.

Ha a melegvz llvzbe kerl, a felmelegeds fokozza a vzi llnyek aktivitst, ami az oxign elvons fokozdst okozza, a felsznen elterl magasabb hmrsklet vz pedig az oxign felvtelt akadlyozza.

A fokozott prolgs s a magasabb hmrsklet miatti oldhatsg nvekeds kvetkeztben az sszes startalom nvekedhet.

A hmrsklet emelkeds fokozza a vzben lev toxikus anyagok hatst, s ezltal cskken a letlis rtkhez tartoz koncentrci nagysga. Ennek oka egyrszt a jobb oldhatsg, illetve az llnyekben felfokozdott biokmiai reakcik sebessgnek nvekedse.

A vant Hoff szably szerint 10 C-os hmrsklet emelkeds megktszerezi a kmiai reakcik sebessgt.

Legslyosabb hatsok az lvilgot rik a kvetkezk szerint:

kzvetlen hhats;

az letjelensgekben bekvetkez zavarok (lgzs fokozdsa, fotoszintzis nvekeds, egyedfejldsi rendellenessgek);

az oxignhiny miatt tpllk szervezetek eltnse;

a mrgezssel szembeni cskken ellenlls ;

zavarok a szaporodsban s a kritikus fejldsi szakaszokban;

az eredeti populci sszettelnek vltozsa.

A szennyvz zavarossgbl a szennyezettsg mrtkre s a szennyvz llapotra (friss, rothad, ledkes) kvetkeztethetnk. A szennyvz lehet tltsz, oplos, ersen vagy gyengn zavaros.

A szennyvz szennyezanyagnak nem oldott rsze a szennyezanyagok srsgtl s mrettl fggen hromfle lehet:

lepthet anyagok srsgk nagyobb a szennyvz srsgnl (pl. homok, szerves iszap);

felsz anyagok srsgk kisebb a szennyvz srsgnl (pl. olaj, zsr);

lebeg anyagok (kolloidok) srsgk kzel ll a vz srsghez s szemcsemretk igen kicsi (d8), annl tbb NH3 halmozdik fel a rendszerben. A szoksos anaerob krlmnyek kztt 0,4-1 g NH3 literenknt mr komolyan cskkenti a metn-termelst. A fenti megfontolsokbl kvetkezik, hogy ilyenkor a rendszer pH-rtknek alacsonyabbra lltsval vdhetjk ki a nem kvnt ammniagtlst, de ezzel is krltekinten kell eljrni. Egyrszt azrt, mert nagyon alacsony pH-rtken (pH 0,1) a heterotrf baktriumokhoz kpest kedvez legyen. Ezt kt mdon lehet kzben tartani, vagy az eleveniszapos telepre befoly szennyvz szerves tpanyag koncentrcijt cskkentve, vagy a hidraulikus tartzkodsi idt nvelve. A tpanyag cskkents hatsra cskken a lebontsi sebessg, azaz az iszap eltvolts sebessge, ugyanezt a hatst lehet elrni a hidraulikus tartzkodsi id nvelsvel is. Mindkt esetben rvid, egy-kt hetes zem alatt bell az egyensly a teljes iszaptmeg, valamint a nitrifiklk tmegnek szaporodsi sebessge kztt.

A sikeres nitrifikls kritikus rsze a lassan szaporod nitrifikl baktriumok megfelel koncentrciban val ellltsa, s ennek fenntartsa. Ez - a denitrifikcihoz hasonlan - biolgiai reaktorokban, aktvszenes, illetve gyors homokszrkben, eleveniszapos medenckben, csepegtettesteken valsthat meg.

A nitrifikci az aerob rendszerekben, a msodik tiszttsi fokozatban, a szerves anyag lebontst vgz mtrgyakban elkezddik, hatsfokt azonban sok tnyez befolysolja (oldott oxign, tartzkodsi id, hmrsklet stb.). Kis szervesanyag-terhels s megfelel tartzkodsi id esetn ltalban tkletes a nitrifikci, vagyis a tiszttott szennyvzben (oldatban), tlnyomrszt nitrt formban tallhat a nitrogn.

Foszforeltvolts

Kmiai foszforeltvolts

A befogad eutrofizcijnak megakadlyozsa cljbl a foszfor kivonsa a biolgiailag tiszttott szennyvzbl mg fontosabb, mint a nitrogn eltvoltsa, mert nitrogn termeldhet a befogadban, mg a foszfor csak kvlrl (szennyezssel) rkezhet.

A hagyomnyos rendszerekben tiszttott szennyvz f tpanyagai a nitrogn s a foszfor. A foszfor oldott formban tallhat a vzben, ezrt a kmiai foszforeltvolts elve megegyezik brmely ms oldott szennyezanyag eltvoltsnak legelterjedtebb mdjval, a kicsapatssal. A vz- s szennyvz-technolgiban a kmiai foszforeltvoltssal fknt a szennyvz-tisztt telepeken, a harmadik tiszttsi fokozat rszeknt tallkozhatunk.

Az tlagos szennyvz sszes foszfor-koncentrcija 6 s 20 mg/l kztt vltozik, a lakossg vzhasznlati szoksaitl fggen. A tiszttott szennyvz sszes foszfor-koncentrcija az elrsok szerint ltalban 2 mg/l lehet. A hagyomnyos biolgiai szennyvztisztts jl mkd telepek esetn is csupn a foszfor 20-30%-nak eltvoltsra alkalmas. Az elfoly vz foszforkoncentrcijnak cskkentse legegyszerbb mdon a kmiai foszforeltvoltssal oldhat meg.

A legtbb szennyvz esetben az oldhatatlan foszfor kb. 10%-a tvolthat el az elleptvel. A hagyomnyos biolgiai rendszerekkel a sejtekbe beplt foszfor rvn csak kis mennyisg foszfor tvolthat el. A foszforeltvolts kmiai, biolgiai s fizikai mdszerekkel lehetsges. Az egyes technolgia fzisok foszfor eltvoltsi hatsfokt mutatja be a 110. bra.

A polifoszftok s szerves foszfor az ortofoszftnl nehezebben tvolthatak el. A leghatsosabb foszforeltvoltst az alumniumsk utlept utni (ahol a szerves s polifoszfor mr ortofoszft formjban van jelen) adagolsa biztost.

110. bra. A foszforeltvolts hatsfoka az egyes technolgiai fzisokban

A foszfor a szennyvzben tbbfle formban (ortofoszft, polifoszft s szerves foszforvegyletek) fordul el, ltalban egytt. A biolgiai tiszttst kveten a szerves anyagok lebomlanak, s a szerves foszforvegyletekbl is ortofoszft keletkezik. gy a tiszttott szennyvzben tlnyomrszt ortofoszft tallhat, ami kedvez, mivel ez a foszforforma csaphat ki legknnyebben.

Csapadkkpzshez alumniumsk, vas-sk, valamint msz alkalmazhat.

A kicsapatshoz alkalmazott n. dertszerek:

Alumnium-szulft: Al2(SO4)3 12 H2O

Ferri-szulft: Fe2(SO4)3

Msz: Ca(OH)2

A derts ltalnos egyenlete:

Foszforkicsapats alumniumskkal

Az alumnium a foszftionnal reakciba lp s ennek eredmnyeknt alumnium-foszft (AlPO4) csapadk kpzdik. Alumnium-szulftot alkalmaznak kicsapat szerknt. (Ugyanezt hasznljk dertszerknt a nem leped lebeganyagok lepthetv ttelre s a dertsi folyamatban).

Az alumnium-szulfttal trtn foszforeltvolts optimlis pH rtke 5,5-6,5 kztt van. 1 gramm foszfor kicsapatshoz az zemi tapasztalatok szerint 75% hatsfoknl mintegy 15 gramm, 85% hatsfoknl 19 gramm, 95% hatsfoknl 25 gramm alumnium-szulft adagols szksges.

Magyarorszgon a szennyvizek foszfortartalma 7-12 g/m3 kztti leggyakrabban. 85%-os hatsfok foszforeltvoltsnl 10 g/m3 foszfortartalom esetn a szksges alumnium-szulft adag 10 g/m3 x 19 gramm, vagyis 190 g/m3.

Foszforkicsapats vas-skkal

Nagyon sokfle vas-s felhasznlhat az oldott foszfor kicsapatsra (vas(II)-klorid, vas(III)-klorid, pcl). Az optimlis pH-tartomny 4,5-5 kztti, amelyet termszetesen a szennyvznl nem lehet elrni. Elfogadhat a hatsuk azonban pH 7-8 kztt is, s inkbb ebben a tartomnyban trtnik az alkalmazsuk. Ekkor a pH emelshez ptllagosan meszet vagy ntrium-hidroxidot is kell adni. 1 g foszfor kicsapshoz 90%-os hatsfoknl 6-8 g vas-st kell adagolni.

Foszforkicsapats msszel

A praktikus kezelhetsg miatt leggyakrabban mszhidrtot alkalmaznak. Msz hasznlatakor lnyegesebben nagyobb mennyisg csapadk s ebbl kvetkezen kezelend iszap keletkezik, mint az elz eljrsoknl, a fmsk adagolsakor.

A technolgiai megvalsts lehetsgei

Attl fggen, hogy a szennyvztiszttsi technolgiban hol adagoljuk be a csapadkkpz anyagot, megklnbztetnk:

elkicsapsi eljrst: amikor a csapadkkpz anyagot az elleptig brhol adagoljuk (pl. homokfogban, osztaknban stb.),

szimultn kicsapst: amikor az adagols a biolgiai lpcsre trtnik,

utkicsapst: amikor az adagols a biolgiai lpcs utn trtnik.

111. bra. Kmiai foszforeltvolts: a) elkicsapats, b) szimultn foszft kicsapats, c) utkicsapats

Elkicsapats

Abban az esetben, ha a foszftot a tisztts sorn elzetesen kvnjk eltvoltani a szennyvzbl, a vegyszert vagy a levegztetett homokfog eltt, vagy kzvetlenl az ellept eltt kell a szennyvzhez adagolni.

Az elkicsapats elnye, hogy azzal egyidejleg az ellept medencben, ahol a vegyszeres foszft eltvoltsra sor kerl, tovbbi szerves anyag eltvolts is vrhat a vegyszerek hatsa kvetkeztben. Ilyenkor az elleptst kvet levegztet medencnl kisebb fajlagos szerves anyag terhels, s azzal egyenrtk oxignigny jelentkezik. Gondot jelenthet az elkicsapatsnl a befejez biolgiai lpcsben a denitrifikci teljess ttele, hiszen ilyen esetben nagyobb szerves anyag mennyisg kerl eltvoltsra az elleptsnl, s a denitrifikcihoz mg kevesebb tpanyag marad a szennyvzben. Nhny eleveniszapos zemnl az elkicsapats az iszapindex nvekedst is eredmnyezte, amely esetenknt sz iszap keletkezshez vezetett az utleptben.

Elkicsapats sorn valamennyi felsorolt vegyszer felhasznlhat, kivve a vas(II)-skat. Ezeket egy elzetes lpcsben oxidlni kell, hogy kell hatkonysggal eltvoltsra kerlhessenek az ellept medencben.

Vide: Ellept

Szimultn foszforkicsapats

A szimultn foszforkicsapats a legltalnosabban hasznlt mdszer a vegyszeres tbbletfoszfor eltvoltsra. A vegyszert rendszerint a levegztet medenct megelzen adjk az iszaphoz. Lehetsges az is, hogy a fmskat a recirkulltatott iszaphoz adagoljk

A kalcium kivtelvel valamennyi fms, ami a tblzatban felsorolsra kerlt, felhasznlhat a szimultn foszforkicsapatshoz.

Utkicsapats

Az utlagos foszfor kicsapats hasznlata a kommunlis szennyvizek tiszttsnl meglehetsen ritka. Ez hrom lpsbl tevdik ssze: vegyszeradagols, vegyszer elkevers, s az iszap elvlasztsa a szennyvzbl. Ezt gyakran egyetlen lpcsbe koncentrljk.

Leggyakrabban ilyenkor kalcium-st, nevezetesen msz-hidrtot adagolnak a foszft kicsapatsa rdekben. Rendszerint nincs semmilyen kapcsolat ennl a megoldsnl a biolgiai s kmiai foszforeltvolts kztt, mivel az utbbi egy teljesen elklntett folyamat. Ennek megfelelen, akkor rhetk el kis tiszttott vz foszfor-koncentrci rtkek, amikor az utlagos fzissztvlaszts is megfelel.

Abban az esetben, ha a tiszttott elfoly vz foszft-koncentrcijra nagyon kis rtkeket kvetel meg a hatsg, vagy az elrsok, tovbbi foszfor-eltvolts is szksges lehet. Ezt ltalban vegyszeres koagulcival, flokkulcival s szrssel lehet biztostani. Az elfoly tiszttott vz foszfor-koncentrcija ekkor rendszerint 0,5 mg/l alatt tarthat.

Mindegyik megoldsnak van elnye is, htrnya is. Az elkicsaps pl. kevesebb beruhzst ignyel, mivel csak vegyszertrolra, esetleg flokkultorra (pelyhestre), valamint vegyszeradagolra van csak szksg, ellenben tartani lehet a kicsapat szernek a biolgiai lpcsre gyakorolt hatstl.

Az, hogy melyik kicsapat szert vlasszuk, alapjban vve gazdasgossgi krds.

A vegyszeradagols segtsgvel nagy biztonsggal tvolthat el a szennyvzbl a foszfor, de ugyanakkor egy jelents mennyisg mintegy 20-30% nagysgrend flsiszap mennyisg nvekeds is jelentkezik. Ez a problma a nagyobb iszaptmeg kltsgesebb iszapkezel rendszernek kiptsn s zemeltetsn kvl, az igen nagymennyisg vas-, esetleg alumniumion tartalm kezelt szennyvziszap krnyezetbart elhelyezst, hasznosthatsgt megnehezt, szls esetben ellehetetlent nehzsgekkel is egytt jr.

A kezelt szennyvziszap a mezgazdasgban sokkal knnyebben elhelyezhet abban az esetben, ha a foszforeltvolts kalcium tpus skkal, pldul kalcium-hidroxiddal trtnik. Ezt az eljrst nehezti azonban az a tny, hogy a kalcium-hidroxid csak pH 9 feletti tartomnyban fejti ki hatst s itt a foszforeltvolt kpessg hatsfoka is elmarad a vas- s alumnium sktl.

A vegyszeres beavatkozsok elnys tulajdonsga az, hogy a folyamat igen jl automatizlhat. A mai modern PLC-s, PC-s zemirnyt rendszereken, az adagolt vegyszerek mennyisge, az oldatok koncentrcija, az adagols mrtke, pH-ja, stb. jl mrhet, szablyozhat, a szennyvztisztt telepek diszpcser helyisgben, az zemeltetst vgz akr regionlis kiterjeszkeds vllalat kzponti szkhznak zemirnytst sszefog kzponti helyisgben a tv-adattvitel sorn szemlletesen s hatsosan megjelenthet.

Biolgiai foszforeltvolts

A foszfor nem csak kmiai, hanem biolgiai eljrssal is eltvolthat a vzbl. A biolgiai mdszer sorn a mikroorganizmusokat arra knyszertik, hogy a sejtanyaguk felptshez a szoksosnl nagyobb mennyisg foszfort hasznljanak fel. A biolgiai szennyvztisztts sorn a mikrobilis szervezetek foszfort elssorban nukleinsavainak s foszfolipidjeinek felptshez, tovbb az energiaforgalmat befolysol ATP ciklusban hasznlnak fel. A biolgiai foszforeltvolts azon alapul, hogy a mikroszervezeteknek testk felptshez a szerves vegyleteken kvl foszforra is szksgnk van.

Aerob krlmnyek kztt a mikroszervezetek felveszik a szennyvzben oldott formban tallhat foszfort, majd ez az utleptben, a kilepedett eleveniszapban (a biomasszban) kerl a vzt elvlasztsra.

Anaerob krlmnyek kztt, ahol a vz sem oldott oxignt, sem pedig nitrognhez kttt oxignt (nitritet, nitrtot) nem tartalmazhat, a mikroszervezetek kirtik sejtjeikbl a foszfort, ami oldott formban a szennyvzbe kerl.

A biolgiai foszforeltvolts elve hogy az anaerob s aerob krnyezetet felvltva biztostsk a mikroorganizmusok szmra egyfajta stresszllapotot ltrehozva, melynek sorn foszftok olddnak vissza polifoszftokbl. A mikroorganizmusok a normlisnl 6-7%-kal nagyobb mennyisg foszfor felvtelre knyszerlnek, s azt troljk. Amikor az utleptbl az aerob baktriumok az anaerob krnyezetben elhalssal nznek szembe, sejtszerkezetkbl nagy mennyisg foszfort bocstanak a szennyvztrbe. Ezt a foszfort egy tovbbi lpcsben meszes kicsapatssal szeparljk. Miutn a baktriumok foszfor tartalmuk jelents hnyadt mr leadtk gy szmukra a recirkulci rvn aerob miliben jelentsebb mennyisg foszfort vesznek fel, amely elrheti a 70-90%-os foszforeltvoltsi hatsfokot is.

A biolgiai foszfor s a nitrogn eltvolts ugyanabban a technolgiban valsul meg, mely kt alaptpust foglal magba.

"Fram technolgia", ahol az anaerob-aerob oxignfelvtelek vltoztatsval a foszftot a foszforban feldsult flsiszapbl vlasztjk ki. Mivel az iszapleptben mindig anaerob llapotok uralkodnak, a foszforban gazdag fls iszapot "oxignaktv" flotcis berendezsbe vezetik.

Amennyiben a szennyvztiszttsi technolgiai lncban az anaerob, anoxikus, aerob folyamatok trben elklnlve - rendszerint egymst kveten - kerlnek elhelyezsre, akkor a biolgiai tiszttst mely mr gy magban foglalja a III. tiszttsi fokozatot is fram tpanyag eltvoltsi lncnak nevezzk.

Egy eleveniszapos reakcitrben idben egyms utn is kialakthatk az anaerob, anoxikus, aerob st mg a biolgiai szennyvztiszttstl elvlaszthatatlan fzissztvlasztst szolgl leptses llapotok. Ezt a szennyvztiszttsi technolgit a szakaszos jelleg miatt az angol rvidtst nemzetkzileg tvve SBR rendszernek hvjk.

A fram rendszereket ltalban a nagyobb mret (1000 m3/d, illetve 5000 lakosegyenrtk (LE) feletti) szennyvzmennyisgek megtiszttsra alkalmazzk, de szmos pldt tallunk a 100 m3/d, illetve 500 LE szennyvzterhelst alig meghalad szennyvztiszttsi ignyek kezelsre is.

A fram rendszerekben alapvet fontossg az anaerob, anoxikus s aerob terek - mikrobiolgiai folyamatok ltal valban az ezen terekre jellemzen megkvetelt - llapotainak kialaktsa. Leegyszerstve: az anaerob terekben egyltaln nem megengedhet az oldott oxign s a nitrt jelenlte. Az anoxikus terekben nulla, vagy csak egy-kt tized mg/l koncentrcival jellemezhet oldott oxign trhet meg, ugyanakkor a nitrt jelenltre itt termszetesen szksg van. Az aerob medencerszekben pedig mindentt kb. 2 mg/l oldott oxign jelenltt kell biztostanunk.

ltalnos szennyvz-technolgiai tapasztalat az, hogy egy adott fram biolgiai tpanyag eltvoltst nyjt szennyvztiszttsi lnc hatsfokt, tiszttsi stabilitst elnysen befolysolja az, ha az anaerob, anoxikus, aerob jelleg reaktorokat is mind-mind tovbbi 2-3 db medencre, rekeszre bontjuk. Ezzel a sokmedencs kialaktssal lnyegben a szennyvztisztt telep csreaktor (112. bra) hatst nveljk, mely mind az adott jelleg (anaerob, anoxikus, aerob) medence, mind a tiszttsi technolgiai lncban htrbb elhelyezked medenck (anoxikus, aerob) szmra - egy sokkal egyenletesebb bemen terhelst biztostva - kedvez hats.

112. bra. Csreaktorszer eleveniszapos rendszer lpcszetes levegbetpllssal

A kevert medenckbl ll csreaktor-hats kialaktsa, a szennyvztiszttst biztost anaerob, anoxikus, aerob jelleg baktriumok jobb szelektldsa rdekben nem ritka a tpanyag eltvoltst biztost biolgiai blokkon bell a 8-9 darab, klnbz jelleg medencetr alkalmazsa sem.

113. bra. A mdostott t lpcss Bardenpho eljrs

Az egy rendszerben kiptett el-s utdenitrifikci tovbb nvelte a nitrogneltvolts hatsfokt szinte, teljesen nitrtmentes az elfoly vz.

Az utdenitrifikci sorn tpanyaghiny (a denitrifikcihoz mr nem ll rendelkezsre elegend, biolgiailag knnyen bonthat szerves tpanyag) ptlsa szksges pl. metanollal, ecetsavval.

A msodik levegztet medence funkcija:

ptlevegztetssel kizhet a rendszerbl a felgylemlett nitrogngz (gy az nem okoz problmt az utleptben).

a msodik anoxikus reaktorban esetlegesen kpzd NH3 nitrifikcijt is biztostja.

114. bra. A hrom lpcss Phoredox eljrs

Az anoxikus medencben az anaerob medencbl elfoly szennyvz a recirkulltatott nitrifiklt szennyvzzel keveredik. A harmadik medencben BOI lebonts, nitrifikci s a foszft aerob sejtekbe plse kvetkezik be. Az anaerob medence utn nitrifikci s teljes denitrifikci valsul meg, gy a recirkulcis iszappal az anaerob medencbe sem nitrit, sem nitrt nem kerl. Elssorban kisterhels telepeken alkalmazzk.

115. bra. A University of Cape Town- (UCT-) eljrs (a hromlpcss mdostott Phoredox rendszer alapjn)

Ebben a konfigurciban a recirkulltatott iszap elbb az anoxikus medencbe kerl, majd innen trtnik egy vegyes fzis recirkulci az anaerob znba (rram). Ezzel az elrendezssel azt kvntk elrni, hogy az sszes recirkulltatott nitrt biztosan eltvoltsra (denitrifiklsra) kerljn, nehogy az a fvonalon kedveztlen hatssal legyen az anaerob reaktorban.

Az UTC-eljrst ksbb mdostottk, s az anoxikus zna kettosztsval elrtk, hogy kln-kln ellenrizhetv vlt mind a recirkulltatott iszap (RAS), mind a vegyes fzis recirkulcis ram (116. bra). Az ilyen rendszerek az egsz vilgon elterjedtek s sikeresen mkdnek.

116. bra. Mdostott UCT eljrs

A mellkram technolgikban a biolgiai eljrsok mellett kmiai eljrst is alkalmaznak, ugyanis az oldatban lv foszfort vegyszerrel (pl. mszadagolssal) kicsapatjk (az oldott anyagbl vzben nem oldd, lepthet vagy szrhet csapadkot hoznak ltre). Az utlept iszapjt egy 10-20 rs tartzkodsi idej anaerob medencbe vezetik, ahol a mikroszervezetek kirtik sejtjeikbl a foszfort. Az oldott foszfort a vzbl ezutn kicsapatjk mszadagolssal. A foszformentes eleveniszapot visszavezetik az aerob medencbe, ahol a stresszhats miatt a mikroszervezetek nagymennyisg foszfort fognak ismt felvenni. A technolgia onnan kapta a nevt, hogy a foszforeltvolts nem a szennyvztiszttsi technolgiai soron, hanem mellkgon (az iszapgon) trtnik.

Az SBR jelleg szennyvztiszttsi technolgit a lnyegben egy medencben, azaz egy reaktor trben lejtszd, idben sztvlasztott s ciklikusan ismtld szennyvztiszttsi fzisok, folyamatok jellemzik. A rendszerbe a bemenet azaz a kezelend szennyvz bevezetse - kzel folyamatos jelleg, mg a kimenet azaz a tiszttott szennyvz kivezetse szakaszos. A nyers szennyvz egy egyszerstett mechanikai elkezels (finomrcs s rendszerint egy homokfog) utn egy adott idej tartzkodsi idt biztost kiegyenlt medenct kveten kerl az SBR medencbe (reaktorba) beemelsre. Itt a tiszttsi folyamatok idben rendre ltalban anaerob, aerob, anoxikus, aerob jellegek. Ezt kveti az SBR medence sszes gpszeti berendezsnek tmeneti lelltsval az leptsi fzis, majd a medence tetejrl a tiszttott szennyvz elvezetse, dekantlsa.

A medence aljra lelepedett eleveniszapbl bvrszivattyval lehetsges amennyiben a rendszer eleveniszap szintje megkvnja a flsiszap elvtel. A flsiszap elvtele a dekantlsi fzis alatt, rendszerint annak vgn zajlik le. A SBR tpus szennyvztisztt telepek zeme teljesen automatikus.

Iker kialakts SBR szennyvztisztt telep esetn ltalban nem szksges egy kln kiegyenlt medenct ltesteni az SBR medence el. A kiegyenlt medence egybknt nem is tartozik az SBR szennyvztiszttsi technolgia lnyeghez, csupn a tiszttott szennyvzzel kevered nyers szennyvz dekantlsi fzisban trtn kzvetlen kikerlsnek lehetsgt mely inkbb elmleti, mint gyakorlati sly problma! akadlyozza meg a szennyvztisztt teleprl. Az iker elrendezs SBR szennyvztisztt telepekkel knnyen biztosthat az, hogy mialatt az egyik SBR reaktorba trtnik a nyers szennyvz folyamatos bevezetse, addig a msik reaktor vgzi a szennyvz tiszttsnak befejez folyamatait (levegztets, lepts), illetve a tiszttott szennyvz dekantlssal trtn lertst.

A lnyegben egymedencs jellege miatt elssorban kivitelezsi szempontokat alapul vve az SBR szennyvztisztt telepeket a viszonylag kisebb ltalban az 1000 m3/d, illetve 5000 LE alatti szennyvzmennyisgek megtiszttsra alkalmazzk a gyakorlatban. Az SBR rendszer szennyvztisztt telepeknek nagy elnye a rendkvli egyszersg, a teljesen automatikus zemmd, a szennyvz terhelsek vltozshoz trtn viszonylag nagyfok hozzigazthatsg, a rendkvl alacsony fajlagos energiafogyaszts.

A tisztn biolgiai ton trtn tpanyag-eltvoltst biztost szennyvztiszttsi technolgik kzs jellemzje az, hogy nagy mennyisg szerves tpanyagra, szubsztrtumra van szksgk. Ezrt az ilyen szennyvztisztt telepeken nem indokolt st egyenesen kros hats is lehet! a nyers szennyvz tlzott mrtk mechanikai eltiszttsa. A gyakorlatban egy finomrcs, vagy szitaszr s maximum egy homokfog alkalmazsa javasolhat, de kifejezetten negatv hats, ha a mechanikai tiszttsi fokozat egy hossz tartzkodsi idre mretezett elleptt is tartalmaz. (Ebben az esetben az ellept mr ltalban olyan sok szerves anyagot is kivesz a nyers szennyvzbl, hogy az mr a kvetkez anaerob, anoxikus medenck kell szerves anyag elltst veszlyezteti. Szerves anyag hinyban pedig a biolgiai foszfor- s nitrogn eltvolts nem fog a megfelel hatsfokkal zemelni. A szerves anyag problmn kvl az ellept a nyers szennyvz tovbbi lehlst is elsegti a tli idszakokban, ami viszont a szennyvztisztt telep tli zemnek mikrobiolgiai lebontsi folyamatait kslelteti, illetve gyengti, egyrtelmen rontva ezltal a szennyvztisztt telep tiszttsi hatsfokt.) Az ellept(k) elhagysa a kiviteli kltsgek cskkentsn kvl, kevesebb flsiszap termeldshez egyltaln nincsen primer iszap! , ezltal alacsonyabb iszapkezelsi kltsghez, illetve zemeltetsi kltsghez vezet.

A biolgiai denitrifikls sorn a nitrt formbl felszabadul oxign, tovbbi energia-, rajta keresztl zemelsi kltsg megtakartst jelent, mely akr a 25%-ot is elrheti.

A tisztn biolgiai ton trtn tpanyag-eltvolts sorn a gyakorlati tapasztalatok szerint az egyes reaktorterekben az 5,5 - 6,0 kg/m3 sszes szrazanyag-tartalom is megengedhet, mivel az ennek megfelel keversi, oldott oxignnel val elltsi lehetsgek ma mr adva vannak. Ebbl kvetkezik, hogy a mai korszer, tisztn biolgiai ton trtn tpanyag-eltvoltst biztost szennyvztisztt telepek, sem a kivitelezsi kltsgek, sem az zemeltetsi kltsgek vonatkozsban nem drgbbak a csupn nitrifikcit s biolgiai teljes tiszttst nyjt kommunlis szennyvztisztt telepeknl. Ugyanakkor a tisztn biolgiai ton trtn tpanyag-eltvoltst biztost szennyvztisztt telepek igen magas, stabil tiszttsi hatsfokkal rendelkeznek nem csak a szerves anyag, hanem a nitrogn s a foszfor vonatkozsban is! , rendkvl jl leped, felszstl mentes iszapot eredmnyeznek, mely a magas foszfortartalom s a vegyszermentessg miatt a mezgazdasgban is ltalban jl elhelyezhet.

A biolgiai ton trtn tpanyag-eltvoltst biztost szennyvztisztt telepek zemeltetse egyszer a biolgiai blokkjuk csak kevert anaerob, anoxikus medencket s levegztetett aerob tereket tartalmaz , jl automatizlhat. Az ilyen telepeknl is minimlisan biztostani kell a levegztetett terek oxignszondrl trtn vezrelhetsgt, a nitrt recirkulci, de klnsen az iszaprecirkulci mrhetsgt s megbzhat szablyozhatsgt. A telep zeme a nem tl nagy kezeli ltszm s a kedvez energetikai felttelek miatt, kedvez fajlagos zemelsi kltsgeket mutat. A fajlagos energiaigny - az iszapkezels energiaignyt is tartalmazva! a 0,3-0,4 kWh/m3 rtket nem haladja meg.

sszefoglals

A kmiai nitrogneltvolts mdjai:

kicsapats,

ioncsere,

sztrippels.

A kommunlis szennyvizeknl nem alkalmazzk.

A biolgiai nitrogneltvolts lpsei fbb szakaszai:

nitrifikci: ami az ammnium nitritt s nitrtt oxidlst jelenti a nitrifikl baktriumok ltal. Vgbemehet abban a mtrgyban is (kis szerves anyag terhelsnl), ahol a szerves anyag lebonts trtnik, vagy esetleg kln biolgiai lpcsben.

denitrifikci: ami a nitrit, nitrt reduklst jelenti nitrogn s nitrognoxid gzz, denitrifikl baktriumok ltal. Csak anoxikus krlmnyek kztt, kln biolgiai lpcsben mehet vgbe.

A denitrifikci vgtermke, a nitrogn vagy a nitrognoxid, ami mr gz formj, ezrt tovbbi tisztts-technolgiai problmt nem jelent.

A kmiai foszforeltvolts kicsapatssal:

alumniumskkal,

vas-skkal,

msszel.

A technolgiai megvalsts lehetsgei:

elkicsaps,

szimultn kicsaps,

utkicsaps.

Biolgiai foszforeltvolts alaptpusai:

fram technolgik,

mellkram technolgik.

Ellenrz krdsek

1. Ismertesse a nitrifikci folyamatt!

2. Ismertesse a denitrifikci folyamatt!

3. Ismertesse a kmiai foszforeltvolts lehetsgeit!

4. Ismertesse a biolgiai foszforeltvolts elvt!

5. Jellemezze az SBR foszforeltvoltsi technolgit!

A nitrogn s foszfor eltvolts biolgiai eljrsai

A nitrogn s foszfor eltvolts biolgiai eljrsai




IV. rsz - tmakr. Harmadlagos (fizikai-kmiai) tisztts

Bevezets

A fizikai s biolgiai szennyvztisztts sorn a tiszttott szennyvz mindig tartalmaz mg olyan oldott s lebeg szennyez anyagokat, amik a krnyezetre kockzatot jelentenek. Ezeket az anyagokat a harmadlagos szennyvztisztts hivatott eltvoltani a rendszerbl. Az itt alkalmazott eljrsok fizikai, fizikai-kmiai s kmiai mdszerek kombincijbl ll.

Ebben a fejezetben a szennyvzkezelsben leggyakrabban hasznlatos harmadlagos tiszttsi eljrsokrl lesz sz. Ha szennyvzrl beszlnk, legtbbszr a kommunlis szennyvzre gondolunk, aminek kezelsrl az elz fejezetekben mr beszltnk. Ha valaki figyelmesen kvette az ott elhangzottakat, szrevehette, hogy mr ott is szba kerltek olyan eljrsok, amik ha szigoran vesszk a besorolsokat, ebbe a tmakrbe tartoznnak (derts, flokkulls, koagulci, kicsapats, egyes szrsi eljrsok, stb.). A kommunlis szennyvzen kvl mg sokfle tulajdonsggal br, ms tpus szennyvz is ltezik, amik kezelsnl e fejezetben trgyalsra kerl eljrsok is szba jhetnek.

Ebben a tmakrben klnbz eljrsok: szrs, adszorpci, membrneljrsok, ioncsere s oxidci mkdsnek elve, clja, alkalmazsi lehetsgei kerlnek kidolgozsra.

17. tblzat. Harmadlagos szennyvztisztts eljrsai

Kvetelmny:

Ismerje a harmadlagos (fizikai-kmiai) tisztts lnyegt, cljt, szksgessgt;

Ismerje a harmadlagos (fizikai-kmiai) tisztts lnyegt, cljt, szksgessgt;

ismerje a klnbz technolgiai berendezsek, mtrgyak mkdsi elvt s alkalmazsuk feltteleit;

tudja megoldani a keletkezett termkek kezelst, trolst;

a technolgia folyamn felmerl problmkat felismerje, tudjon javaslatot tenni megoldsukra!




18. fejezet - Szrs

Bevezets

A vz- s szennyvzkezelsben a szrs jelents szerepet tlt be. Fizikai elven mkd eljrs, ahol a prusmret alapjn trtnik az elvlaszts. A 6. tanulsi egysgben mr volt sz a szrsrl, de a szemcss anyag szrkrl ott nem volt sz.

Ebben a tanulsi egysgben bemutatsra kerlnek a lass s a gyorsszrk, a gyorsszrk tpusai, homokszrk, a szrs elve, szerepe a szennyvztiszttsban.

Kvetelmny

Ismerje a szrs elmlett!

Tudja alkalmazsuk feltteleit!

Ismerje a tpusokat, alkalmazsuk helyt!

Tudja mkdtetni azokat!

A szennyvztisztts ltalnos folyamatbrja (117. bra) alapjn elvileg a harmadlagos tisztts a sor vgn tallhat, de ez nem jelenti azt, hogy ezzel zrul a folyamat. Sok esetben mr a mechanikai tisztts sorn is alkalmazsra kerl valamelyik harmadlagos tiszttsi eljrs.

117. bra. A szennyvztisztts folyamatbrja

Szrs

A nagyobb mret, de kisebb rszecske mennyisg a szrkn tarthat vissza hatkonyan s egyben gazdasgosan. Ezek a makro- illetve mikroszitk nagyobb illetve kisebb prusmret szitaszvetet jelentenek, amikkel felleti szrs valsthat meg (mint pl. a dobszrk alkalmazsakor). Tekintve, hogy a szrk anyaga a lebeganyagoktl fokozatosan eltmdik, a szrs a szrk nvleges prusmretnl kisebb rszecskemretek esetn is hatkony. Ez jelenti egyben azt is, hogy tl nagy mennyisg lebeg rszecske (pl. kommunlis szennyvz kolloidnl nagyobb mret lebeg anyagai) esetn nem clszer hasznlni ezeket a felleti szrket, mert tl hamar eltmdve gyakran teszik szksgess a szrk visszabltssel trtn regenerlst (friss vzzel trtn ellenram, a szrs irnyval ellenttes irnyban vgzett tisztt mosst). Ez nemcsak tl gyakran megszaktja, vagyis szakaszoss teszi az zemeltetst, hanem a keletkez, visszamos vz (zagyvz) mennyisge folytn azt gazdasgtalann is teszi. Ennek a zagyvz-mennyisgnek is, mint hulladknak, ugyanis meg kell oldani a kezelst - a krnyezetvdelmi ignyek szerint - a technolgiai eljrs szerves rszeknt.

Szemcss anyag szrk

A szemcss anyag szrk szranyaga leggyakrabban osztlyozott, azonos szemcsemret szrhomok. A szr nylsmrett a szemcsk kztti hzagok nagysga adja. Azrt fontos a szranyag azonos szemcsemrete, mert az azonos szemcsk kztt azonos mretek a hzagok is. (Nincsenek aprbb szemcsk, amelyek a hzagokat kitltenk). Alkalmazhat kt szrrteg is egy szrben. Ekkor a kt szrrteg klnbz tmrj szemcskbl ll, de egy rtegen bell itt is azonos mretek a szranyag szemcsk.

A szemcss anyag szrs technolgiai clja a vz finom lebeganyag-tartalmnak cskkentse. A szemcss anyagon trtn szrsnek, mint technolgiai eljrsnak, az ivvz ellltsban nagy hagyomnyai vannak. A szennyvztiszttsban, a harmadik tiszttsi fokozat egyik eljrsaknt egyre inkbb alkalmazzk. Alkalmazsra a szennyvztisztts terletn akkor kerl sor, ha a biolgiai szennyvztisztt rendszer utleptjbl elfoly szennyvz lebeganyag-tartalmnak tovbbi cskkentse is szksges.

A szemcss anyag szrk mkdsi elve

A lebeganyag-tartalm vizek szrsnl a szranyag hzagaiban hromfle jelensg jtszdik le:

a szranyag szemcsi kztti hzag mretnl nagyobb szennyezdsek fennakadnak a szemcsk kztt,

a szranyag szemcsk kztti hzagok egy rszben, melyekben a vz sebessge jelentsen lecskken, a kismret lebeganyagok kilepednek,

a szranyag szemcsinek a lebeganyag szemcsihez viszonytva ltalban ellenkez eljel elektromos tltse van, ezrt a lebeganyag egy rsze a szranyag szemcsk felletn megtapad (adszorbeldik).

A j hatsfok szrs csak lland szrsi sebessgnl rhet el. A szrben a hirtelen sebessgvltozst (a szr rngatst) kerlni kell. A szrsnl a vz tramlsa kzben, a kiszrt lebeganyag fokozatosan eltmi a szr hzagait s emiatt megnvekszik a szrellenlls. Nem mindig jelzi azonban a szrellenlls nvekedse a szr elszennyezdst. Sokszor elfordul, hogy a szrellenlls csak kismrtkben n s mgis megjelenik a szennyezds a szrt vzben, vagyis ttr a szennyezds a szrn.

Az eltmdtt, elszennyezdtt szrrteget ellenram vzzel vagy vzzel s levegvel t kell mosatni, visszablteni.

A szemcss anyag szrk osztlyozhatk:

a szrsi sebessg,

a szr kialaktsa,

a szrrtegek szma,

a szrs irnya szerint s

az zem vzszint szerint.

A szrsi sebessg szerint a szrk lehetnek:

lass szrk, ahol a szrsi sebessg 0,05-0,5 m/ra kztti, illetve

gyorsszrk, ahol a szrsi sebessg 4-8 m/ra kztti.

A szrsi sebessg felleti hidraulikai terhelsknt rtelmezhet. Azt mutatja meg, hogy egysgnyi szrfelleten (pl. 1 m2-en) mekkora vzhozam (pl. m3/ra mrtkegysgben) szrhet meg. Ennek megfelelen pldul az 5 m/ra szrsi sebessg azt jelenti, hogy a szr 1 m2-en 5 m3/ra vzhozam szrhet (vagyis 1 m2-en 1 ra alatt 5 m3).

A lass szrket nagy helyignyk miatt ma mr az ivvztiszttsban is csak igen ritkn alkalmazzk, br j hatsfokkal mkdnek, mivel a fizikai szrhats mellett biolgiai folyamatok is trtnnek a szrskor. A lass szrs leginkbb a talajba trtn elszivrogtatskor, elszikkasztskor lejtszd termszetes talajszrs folyamathoz hasonlthat.

A gyorsszrk az elterjedtebbek, mivel a nagyobb szrsi sebessg miatt kisebb szrfelletek szksgesek, msrszrl a kezelsk is kevesebb lmunka rfordtst ignyel s a mkdtetsk jl automatizlhat. A szennyvztiszttsban is a gyorsszrk valamelyik tpust alkalmazzk, ha a technolgiban szrsre van szksg.

A tovbbiakban a szrsrl lertak csak a gyorsszrkre vonatkoznak.

A gyorsszrk a kialaktsuk szerint lehetnek:

nyitott gyorsszrk (szrmedenck),

zrt gyorsszrk (szrtartlyok).

A nyitott gyorsszrkn a vz ltalban a szrrtegen fellrl, a nehzsgi er (gravitci) hatsra halad t. Ezeket a szrket nyitott, gravitcis gyorsszrknek nevezzk.

A nyitott, gravitcis gyorsszrk ltalban tglalap alaprajz (leggyakrabban 3,8 m x 14 m mret, vagyis 53,2 m2 alapterletek) fell nyitott vasbeton medenck, melyeket pletben (szrhzban) helyeznek el.

Magyarorszgon a vegyes blts, tmkavics nlkli, manyag szrgyertykkal vagy porzus beton szrfenkkel kialaktott gravitcis gyorsszr tpus az elterjedt a nyitott szrk kzl. A szrfenknek kell tartania az 1-1,5 m vastagsg szr homokrteget, a fltte lv szrend vzoszlopot, s t kell engednie a szrfenk alatti gyjttrbe a megszrt vizet (de a szrhomok rszecskket nem). A szrfenknek egyrszt teherbrnak, msrszt vzteresztnek kell lennie.

A szrfenk kszlhet porzus betonbl, ahol a beton prusai olyan kismretek, hogy azokon a szranyag szemcsk nem tudnak tjutni, csak a szrt vz. A msik megoldsnl a vzzr vasbeton szrfenk lemezbe manyag szrgyertykat betonoznak be, melyeken keresztl a szrt vz a szrfenk alatti rtegbe juthat. A 118 brn egy szrgyertyt lthatunk, bejellve az ramlsi irnyokat szrsi fzisba, illetve bltsi (visszamosatsi) fzisban is.

118. bra. Szrgyertya (Plhidy A.: Vztisztts)

Vannak olyan megoldsok, ahol a szrfenk felett kzvetlenl egy nagyobb szemcss (kavics) tmrteget is alkalmaznak, amely nhny cm-rel a szrgyertyk fl r, s erre kerl csak a szrhomok. Magyarorszgon ezt a megoldst ritkn alkalmazzk. A nyitott gyorsszrkben tmrteg nlkl helyezik el az 1-2 mm szemcsemret szranyagot 1,0-1,5 m rtegvastagsgban.

zemi vzszint szerint a nyitott, gravitcis gyorsszrk lehetnek vltoz- vagy lland vzszintek.

A szrrteg zemelse kzben fokozatosan egyre nagyobb mrtkben eltmdik, ezrt megn a hidraulikai ellenllsa, aminek kvetkeztben megemelkedik a vzszint a nyitott szrben. A szrellenllssal arnyos vzszint nvekeds miatt azonban a szrt vz hozama viszonylag lland marad. Ezeket a nyitott gyorsszrket vltoz vzszint gravitcis gyorsszrknek nevezzk. Ha a vzszintemelkeds elrte a maximlis rtket, a szrrteget meg kell tiszttani visszabltssel.

Az lland vzszint szrk alkalmazsa a gyakoribb. Ezeknl a berendezseknl egy szrszablyoz berendezs (szifonos vagy tolzras) biztostja az lland zemi vzszintet.

A tolzras szrszablyozsnl a szrellenllst tiszta szrrtegnl a szrrteg kis-, s a szrt vz oldalon elhelyezett rszben zrt tolzr viszonylag nagy egyttes ellenllsa adja. A szrrteg szennyezdsvel arnyosan n ugyan a szrrteg ellenllsa, azonban a tolzr fokozatos nyitsval kompenzlhat, illetve lland rtken tarthat a szr ssz. hidraulikai ellenllsa s gy az zemi vzszint is. A tolzrat egy vzszintrzkel (pl. sz) vezrli (119. bra). Visszabltsre akkor van szksg, amikor a tolzr teljesen nyitott helyzetbe kerl.

119. bra. Motoros tolzrral szablyozott lland vzszint gravitcis (nyitott) gyorsszr (Plhidy A.: Vztisztts)

Az eltmdtt szrrteget ellenram vegyes bltssel (vzzel s levegvel) kell megtiszttani. Az blts megkezdse eltt a szrt le kell lltani. Az sszetmrdtt szrrteget fel kell laztani ellenram levegvel vagy vzzel. Ekkor a szranyag szintje megemelkedik (expandl), mivel a szranyag szemcsk lebegnek az bltvzben. Ha a szranyag mr tredezett, nem egyenletes szemcsemret, a szranyag trendezdik. Fellre kerlnek az apr szemcsk, vagy esetleg egy rszket a nagysebessg bltvz el is viszi. 5-6 perc levegvel trtn blts utn 12-15 perc vzzel val mosats megtiszttja a szrrteget.

A szrsi peridusid (vagy visszabltsi ciklusid) az az idtartam, amennyi ideig a szr mosats nlkl kpes zemelni (vagy amennyi idnknt a visszabltst el kell vgezni).

A szrrteg elhelyezhet zrt, acl szrtartlyban is. Mivel zrt a szrtartly, a berendezs nyoms alatt is mkdhet. Ezek a szrk a zrt, nyoms alatti gyorsszrk.

A zrt, nyoms alatti gyorsszrk szerkezeti rszei:

szrtartly,

szrfenk a szrgyertykkal,

szrrteg,

blt rendszer (leveg + vz),

technolgiai vezetkek (nyersvz, szrt vz).

A szrtartly leggyakrabban ll, ritkbban fekv helyzet, hengeres hegesztett acllemez tartly, acllemez als- s fels ednyfenkkel. A szrtartlyon a csatlakoz cscsonkok s min. 419 mm tmrj bvnyls(ok) kerlnek elhelyezsre 1400 mm tartlytmrtl az als s fels ednyfenken is.

A szrtartly tetejn lgtelent szelep tallhat.

A kisebb tmrj tartlyok (2000 mm tmrig) lbakon llnak, a nagyobbak vasbeton altmasztson. Ha a tartlyokat nem szrhzban helyezik el, hanem a szabadban vannak, hszigetelni kell ket.

A szrfenk (vagy szralap) sk acllemez, amelyet az als ednyfenk s a hengeres tartlypalst kz hegesztenek be, s szksg esetn mg az als ednyfenkhez tmaszkod tartkkal is merevtik.

A szrgyertykat a szrfenkbe ptik be. Kszlhetnek aclbl, kermibl, rzbl, de ma mr a manyag a legelterjedtebb. A szrgyertykon 0,3-0,6 mm-es rsek vannak, melyen keresztl a szranyag nem, csak a szrt vz, illetve az bltvz s blt leveg tud tjutni a szrfenken.

A szrrteg alatt a nyoms alatti gyorsszrknl ltalban tallhatunk mintegy 20 cm vastagsg 3-6 mm tmrj tmrteget is, amely fltt helyezkedik el a kvarchomok szrrteg.

A technolgiai vezetkeket legclszerbb a tartlyok alatti cspincben elhelyezni, ahonnan a szrtartlyokhoz egy-egy rvid csszakasz kapcsoldik. A klnbz cl vezetkeket eltr sznre kell festeni, a kezel szerelvnyeket tblkkal kell elltni.

A zrt szrk technolgiai mkdse, annak ellenre, hogy 5-10 bar nyomson mkdnek, megegyezik a nylt, gravitcis gyorsszrk mkdsvel.

A szrrtegek szma szerint lehetnek a gyorsszrk:

hagyomnyos, egyrteg s

ktrteg szrk.

A hagyomnyos egyrteg szrknl, a gravitcis s a nyoms alatti tpusoknl is, a szrfenk felett egy szrrteget tallunk (120. bra). Egyrteg a szr akkor is, ha tmrteget is alkalmaznak.

120. bra. Zrt, nyoms alatti gyorsszr, szrsi zemmdban (Klt G. Plhidi A.: Vzmkezel technolgia)

A ktrteg szrk kialaktsuk szerint lehetnek:

egyszer ktrteg, elszrs- s ketts szrk.

Egyszer ktrteg szrnl egy szrfenk tartja az egyms fltt elhelyezked kt szrrteget. A szrfenk felett elszr egy aprbb szemcsj szranyagot (pl. homok), majd e fltt kzvetlenl egy nagyobb szemcsj szranyag rteg (pl. antracit) helyezkedik el (122/b. bra). A szrend vz elszr mindig a nagyobb szemcsemret szranyagon halad t, ahol a nagyobb mret lebeganyagok kiszrdnek.

Az ivvztiszttsban kt szrtpus terjedt el a klnbz szrrtegek elhelyezsre:

Elszrs szr: ahol egy szrtartlyban kt egyms fltti szrfenken helyezik el a szranyagot. A 121. brn tanulmnyozhatunk egy zrt, nyoms alatti elszrs gyorsszrt.

121. bra. Zrt, nyoms alatti, elszrs gyorsszr (Plhidy A.: Vztisztts)

Ketts szr: ami tulajdonkppen kt sorba-kapcsolt (gyakran egyms fl is helyezett) hagyomnyos szrtartlybl ll (de klnbz szranyaggal feltltve a kt szrtartly).

A szrs irnya szerint a gyorsszrk lehetnek:

hagyomnyos, lefel szr s

felfel szr szrberendezsek.

A felfel szr gyorsszrkbe tbb szranyagot ptenek be (nagyobb a szrrteg vastagsga), ezltal tbb lebeganyag tarthat vissza, illetve tvolthat el. A felfel szr szrk tiszttsa, visszamosatsa is mindig alulrl felfel irnyul bltssel trtnik (122/c. bra).

122. bra. Gyorsszr tpusok (lls G.: Vzellts)

a)Egyrteg szr, tmrteg nlkl b)Egyszer ktrteg szr c)Felfel szr gyorsszr

A szemcss anyag szrk zemeltetse

A szemcss anyag gyorsszrk zemeltetsnek mindkt fzisa (a szrs, illetve az blts) jl automatizlhat, azonban vannak olyan zemelsi feladatok, melyeket a magas fok automatizls esetn is el kell vgezni. A kvetkezkre fordtsunk fokozott figyelmet:

Nagyon kis szrsi sebessg esetn, a szrrteg felsznn egy szennyezanyag hrtya keletkezik, ami a szrsi sebessg nvelsekor a szrrteg ttrst okozhatja.

Nagy szrsi ebessg esetn a szennyezanyagok egy rsze thalad a szranyagon s a szrt vzbe kerl.

Nagy szrsi ebessg esetn a szennyezanyagok egy rsze thalad a szranyagon s a szrt vzbe kerl.

Az iszapcsomk eltvoltsa bltssel kezddik. Ezt kveten 24-28 rra klros vzzel fel kell tlteni a szrt, majd egy jabb blts kvetkezik.

Ha a szrt vz zavarossga megn, t kell blteni a szrt. Ha az blts nem segt, vltoztatni kell a szrsi zemmdon (pl. terhelscskkens, vegyszeradagols mdosts stb.).

A szrrteg vastagsgt negyedvente ellenrizni kell. 5 cm-t meghalad szrrteg vesztesg zemeltetsi problmt jelez.

A nem szrhzban elhelyezett nyitott gyorsszrk esetn meg kell akadlyozni a falevelek szrbe kerlst.

Ne kerljn semmifle szennyezds, szemt a szrbe, mert az egyre mlyebbre kerl a szranyagba s az eltvoltsuk igen krlmnyes.

Algk elszaporodsa esetn a szrs eltt elklrozst clszer alkalmazni.

Nem zemel szrk szraz szrrtegt zembe helyezs eltt hosszabb idn keresztl ztatni kell. gy megelzhet bltskor a szraz szranyag felszsa.

res szr feltltst mindig az bltrendszeren keresztl vgezzk, gy elkerlhet a fellrl lefel zemel szrknl a szrfelszn zavarsa, rombolsa.

A szennyvz utszrs nhny sajtossga

A szennyvz utszrsnl a gyorsszrre nagyobb s vltoz mret, valamint tbb kiszrend lebeganyag jut, mint az ivvz-technolgiban. A szrs sorn a kiszrend anyagok mlyebben behatolnak a szrrtegbe. Emiatt ezeket a szrket mlysgi szrknek is szoktk nevezni. A mlysgi szrknl az elszennyezds, eltmds miatti nyomsvesztesg lassbb, de a szrrteg rzkenyebb az ttrsre.

A mlysgi gyorsszrknl az ttrsi veszly cskkenthet, ha tbbrteg szrst alkalmazunk. A durvbb szranyag a nagymret lebeganyagokat visszatartja, gy az als, aprbb szemcsemret rteg mentesl a gyors eltmdstl. Az als finom rteg tetejn, a kt szrrteg tallkozsnl felleti szrs alakul ki. Az als rteg fels felletn kiszrt finom lebeganyagok visszatartjk a fels rtegen tjut szennyezdst, gy az als rteg belsejbe nagyobb mennyisgben gyakorlatilag nem is tudnak behatolni.

A fentiek miatt szennyvz utszrsi clokra leggyakrabban ktrteg szrket alkalmaznak, melyek lehetnek felfel szrk, vagy lefel szrk is.

A 123. brn egy nyitott, felfel szr egyrteg szr szerkezeti kialaktst lthatjuk, melyet szintn szennyvz utszrsi clokra alkalmaznak. Ezek a szrk, a felfel raml vz fellazt hatsa kvetkeztben nagy lebeganyag (szennyezanyag) raktroz kpessgkkel tntek ki, gy a magas lebeganyag terhels ellenre viszonylag hossz szrsi peridusidvel kpesek dolgozni. (Szrsi peridusid az az idtartam, amely alatt a szr mosats, blts nlkl kpes dolgozni).

123. bra. Nyitott felfel szr gyorsszr (Benedek P. Vall S. (szerk.): Vztisztts-szennyvztisztts zsebknyv)

Homokszrk

A hagyomnyos ivvztisztts sorn leggyakrabban nyitott homokszrt alkalmaztak. A szrmedence als rszre durvbb, flje finomszemcss homokot rtegeztek, erre vezetik r a vizet. A vzben lv lebeg szennyezds a homokszemcsken megtapad, aminek kvetkeztben a szr felletn iszaphrtya alakul ki, amely hatkonyan megszri a vizet. A szrs sebessge tlagosan 2-5 m/h. A szrs hatkonysga fokozhat, ha a homokot sszekeverik koksszal vagy sznnel. Ekkor - az eltr szemcsemret miatt - klnbz tmrj csatornk jnnek ltre a szrrtegben. Az iszaphrtya ezrt nemcsak a felleten, hanem a szrrteg belsejben is kialakul, azaz megn a szrfellet. Az ilyen szr az n. lass, mlysgi szrtpus.

Elterjedten alkalmaznak nyoms alatti szrket is, amelyek szrsi sebessge - az elbbiekt jelentsen meghalad - 12-15 m/h, tekintve, hogy a lgkrinl nagyobb nyomson mkdnek.

A meglv szrk intenzifiklsnak egyik mdja a kis fajlagos fellet s szrsi sebessg kvarchomok helyett ms finomszemcss szrtltet alkalmazsa. P1. a homokot zeolit-tufa szemcskkel keverve a szrtltet szennyezs-visszafog kpessge kb. 25-40%-kal n a homoktltethez kpest, s egyben szrsi sebessge is nagyobb. A mikrobkon kvl a vas- s alumniumvegyleteket s a fitoplanktont is jobban kiszri, a vz zavarossgt s sznt is jobban cskkenti a zeolit. Megfelel regenerls esetn a zeolit adszorpcis kpessge is kihasznlhat a szrhats mellett.

Az intenzifikls egy msik mdja, a mr hagyomnyosnak szmt, tbbrteg szrk alkalmazsa. Ezek igen elnysek abbl a szempontbl, hogy mind az egyrteg szrk talaktsa, mind az j szrk teleptse s zemeltetse mszakilag egyszeren megoldhat. Ilyen szrkben a szrskor a fels rteget alkot durvbb szranyag a nagyobb rszecskket kiszri, ezltal megnveli a szr lettartamt. Az als finomabb rteg funkcija, hogy megakadlyozza a legkisebb vzszennyez rszecskk tjutst a szrn. A tbb rteg minsgben is eltr anyagot jelent.

sszettele pl.:

jabban ismt az egyrteg szrk, de mr nem finomszemcss, hanem durvaszemcss szrtltetek alkalmazsa gyakori. A fixgyas berendezsek mellett lebeg- illetve fluidgyas szrket is alkalmaznak. Ammnia s mangn eltvoltsra alkalmasak az n. biolgiai szrk. Ezek is lehetnek fixgyas (elrasztsos vagy csepegtetses) illetve fluidgyas szrk. A szemcsk felletn ilyenkor biolgiai hrtya alakul ki, a folyamat teht nem csupn fizikai elvlasztst jelent.

Mestersges szranyagot is alkalmaznak lebeggyas szrberendezsben, amiben a tltetet, pl. az sz manyag darabokat perforlt hl tartja vissza. A szrs gy trtnik, hogy az egyes flokullt rszecskk hozztapadnak a klnll manyag darabkkhoz. Ha a szemcsket aktvszn-bevonattal ltjk el, akkor pl. a szilrd rszecskk eltvoltsval egytt az adszorbelt szennyezket is ki lehet vonni.

A vrusok zme rendszerint valamilyen proteint alkot aminosav karboxil csoportjaival rendelkezik. Ezek a karboxil csoportok disszocilnak, negatv tltsv vlnak. A gyorsszrk homokszemcsi negatv felleti tltse elektrosztatikailag tasztja ket. Ha a szrshez vegyszert nem alkalmaznak, akkor a vrusok csak kevss tvolthatk el a vzbl. Bizonyos kationok, mint pl. a Ca2+ azonban kpesek a vrusok felleti tltst cskkenteni olyan mrtkig, hogy a taszt ert a Van der Waals-fle vonzerk legyzhetik. gy a vrus mr a homokszemcskhez val ktds rvn hatkonyan elklnthet.

sszefoglals

A harmadlagos szennyvztiszttsi eljrsok fizikai, kmiai folyamatokra plnek. Vannak olyan anyagok, melyek vagy mretk, vagy oldhatsguk, vagy egyb ms tulajdonsguk miatt nem tvolthatk el hagyomnyos mdszerekkel.

Ebbe a kategriba esnek a kis mret lebeg anyagok, amik egy rszt szrssel lehet csak eltvoltani. A szrknek tbb tpusa van. Ebben a tanulsi egysgben a szemcss anyag szrkrl esett sz. A szemcss anyag szrk szranyaga leggyakrabban osztlyozott, azonos szemcsemret szrhomok. A szr nylsmrett a szemcsk kztti hzagok nagysga adja.

A szemcss anyag szrk osztlyozhatk:

a szrsi sebessg,

a szr kialaktsa,

a szrrtegek szma,

a szrs irnya szerint s

az zem vzszint szerint.

A szrsi sebessg szerint a szrk lehetnek:

lass szrk,

gyorsszrk.

A szrrtegek szma szerint lehetnek a gyorsszrk:

hagyomnyos, egyrteg s

ktrteg szrk.

A ktrteg szrk kialaktsuk szerint lehetnek:

egyszer ktrteg, elszrs- s ketts szrk.

Ellenrz krdsek

1. Ismertesse a szrs elvt!

2. Jellemezze a gyorsszrket!

3. Mutassa be az egyrteg szrket!

4. Mutassa be a gyorsszrk szerept a szennyvz uttiszttsban!

5. Milyen szempontokat kell figyelembe venni a szemcss anyag szrk zemeltetsnl?

Szrs

Szrs




19. fejezet - Adszorpci, membrneljrsok

Bevezets

Az adszorpci egyre nagyobb szerepet kap a szennyvztiszttsban, mivel megoldott mr az adszorbens regenerlsa. ltalban aktv szenet hasznlnak, ami az ivvzkezelsben mr rgta alkalmazott eljrs.

Az adszorpci ltalnossgban az egymssal rintkez anyagok hatrfelletn trtn anyag-felhalmozds. Fizikai-kmiai klcsnhats alakul ki az adszorbens s az adszorptvum kztt. Alkalmazsuk ltalban ktfle mdon trtnik, por, ill. granultum formjban.

A membrneljrsok az elmlt vtizedben kezdtek elterjedni a szennyvzkezelsben. Nagyon kis prusmrettel rendelkeznek, ami alapjn trtnik az osztlyozsuk is. Lehetsg van segtsgkkel baktriumok, ill. oldott molekulk eltvoltsra is.

Kvetelmny

Ismerje az adszorpci s a membrnszrs elmlett!

Tudja alkalmazsuk feltteleit!

Ismerje a tpusokat, alkalmazsuk helyt!

Tudja mkdtetni azokat!

Adszorpci

Az adszorpci ltalnossgban az egymssal rintkez anyagok hatrfelletn trtn anyag-felhalmozds.

Az adszorbensek nagy fajlagos fellettel rendelkez szilrd anyagok, amelyek folyadkokbl olddott anyagokat kpesek felletkn tartsan megktni (adszorbelni), vagy gzokbl, gzelegyekbl gz halmazllapot sszetevket megktni.

Az adszorpci teht felleti megkt kpessget jelent. Az adszorpci a termszetben is lejtszd jelensg, az letfolyamatokban nagy a szerepe, de a vz- s szennyvz-technolgiban vagy a gzok tiszttsban is alkalmazott fizikai eljrs.

Az adszorbensek felleti megkt kpessgnek a mrtke (az adszorbensek kapacitsa, amely megmutatja, hogy mekkora anyagmennyisget kpes az adszorbeland anyagbl egysgnyi felletn megktni), a megktend komponensek anyagi minsgtl fgg (a klnbz anyagoknl ms s ms).

Az adszorbensek szelektv tulajdonsgokkal is rendelkeznek. Az apolros jelleg adszorbensek az apolros anyagokat, a polros jellegek a polros anyagokat ktik meg jobban.

Az adszorbensek a megkttt anyagokkal reverzibilis kapcsolatban vannak. Ez lehetv teszi, hogy a megkttt anyagok eltvolthatk az adszorbens felletrl, vagyis az adszorbensek regenerls utn visszanyerik felleti megkt kpessgket s ismtelten felhasznlhatk.

A vz- s szennyvz-technolgiban a legelterjedtebb adszorbens az aktv szn.

Az aktv szn sokfle szntartalm alapanyagokbl elllthat, ilyenek pldul az svnyi sznflesgek, a tzeg, a kkuszdi. A szntartalm anyagokat aktivizlni szksges, amely trtnhet 900 C hmrskleten vzgzzel, vagy 400-800 C hmrskleten cink-kloriddal. Jellemz az aktv sznre a nagy szabad fajlagos fellet (800-1500 /m2/g).

Az aktv szenet ktfle formban hasznljk. Sznporknt (PAC) belekeverik a tiszttand vzbe, majd egy bizonyos behatsi id elteltvel kiszrik s/vagy kileptik. Granullt (GAC) (szemcszett) formban trtn hasznlatnl gyorsszrk szranyagaknt alkalmazva tvezetik rajta a vizet.

Az aktv szenes tisztts clja kezdetben a kellemetlen szn-, szag- s zront hatsok megszntetse volt. Az utbbi vekben az analitikai eljrsok s mszerek fejldsnek eredmnyeknt az egyes szennyezanyagok mg igen kis koncentrciban is kimutathatk, hasonlthatk lettek s egyre tbb vzben lv anyag eddig nem ismert lettani hatsra is tbb-kevsb fny derlt. Emiatt ma mr az organoleptikus tulajdonsgok (szag, z) javtsa mellett elsdleges cl a krnikus toxicitst (huzamosabb idn t tart mrgez hats) s mutagenitst (az rkt anyagban/gnekben, kromoszmkban kialakul vltozst) okoz szennyez anyagok eltvoltsa. Tovbbi cl, hogy a vezetkhlzatban is fennmaradjon a megfelel vzminsg, amit a mikroszervezetek tpanyagul szolgl anyagok megfelel mrtk kivonsval lehet elrni, gy megakadlyozva azok jraszaporodst a cshlzatban.

Az aktv sznporknt (PAC=powdered activated carbon=aktv sznpor) trtn alkalmazshoz kln tiszttberendezsre nincs szksg, csupn egy bekever berendezsre a sznpor szuszpendlshoz. Htrnya az eljrsnak, hogy a sznport a tiszttsi folyamat egy ksbbi szakaszban el kell majd tvoltani, ami a kis szemcsemret miatt gondot okozhat. A sznport ezrt az eltiszttskor, illetve a dertskor alkalmazzk leginkbb.

A derts eltt adagolt sznpor a dertszer pelyhekkel s a szennyezdssel kilepszik, azonban mg rendelkezik adszorpcis hatssal, ezrt visszaforgathat (recirkulci) s tbbszr (4-5 alkalommal) is felhasznlhat.

A granullt aktv szn (GAC: granulated activated carbon) fajlagos fellete is igen nagy, 600-1500 m2/g kztti. A nagy felletet nemcsak az adszorbens kls felletvel, hanem elssorban a bels fellettel, a csszeren repedezett bonyolult geometrij prusokkal rik el. A prusok mrete eltr. Mret szerinti eloszlsuk klnsen fontos tulajdonsga a szorbensnek, hiszen a prusok ltalban arra kpesek, hogy a hozzjuk hasonl mret, a fizikailag is odajutni tud molekulkat adszorbeljk. A sznszemcsben lv legnagyobb n. makroprusok a kolloid nagysgrend anyagok, a kzpmret prusok elssorban a nagymret molekulk, mg a mikroprusok a kisebb oldott anyagok megktsre alkalmasak. Ezen az elven alapul a hidrofb-hidrofil tulajdonsgok szerepe mellett a zeolitok, azaz molekulaszitknak nevezett sziliktsvnyok szelektv szorpcis sajtsga is.

Ha kicsi az rintkezs idtartama, akkor elssorban a megktend anyagok folyadk fzisbeli szlltdsa (koncentrci-gradiensek) s a filmdiffzi (a szennyez anyagok sznfellethez tapad vzrtegen belli mozgsa) jtsszk a dntbb szerepet. A szemcsn belli diffzi ilyenkor minimlis. Az adszorpci sebessge gyors, mert az adszorbens szilrd fellete nagy s a vzfilmen keresztl kzvetlenl elrhet. A vzben lv sokfle kolloid anyag azonban, ha nagy mennyisgben van jelen, pp a sznpor adszorpcis felletnek lefedse miatt a folyamatot htrnyosan befolysolja. Ezrt a mdszer kzvetlenl, eltisztts nlkl, csak kisebb zavarossg vizek kezelsre alkalmas.

A kevertetett rendszerben, amit szoksos statikus mdszernek is nevezni, az id fggvnyben kialakul egy egyenslyi helyzetet kzelt llapot (PAC eljrs), a szilrd fzis s oldatfzis kzti komponensmegoszls. A dinamikus, azaz oszlopos mvelet sorn ez az llapot a folyadkramls kvetkeztben llandan megjul vltozatban rvnyesl. A vz komponens tartalmbl a szorbens megkt valamennyit a vzzel val rintkezs sorn, ennek mrtke a hajterktl fgg, a vznek ekkor tovbb ramlsa kzben mindig kisebb mennyisg komponenst tartalmaz rsze fog az oszlopba tlttt anyag egyre szorpcikpesebb, vagyis kevsb teltett rszvel tallkozni, azaz megjul egyenslyi lpsek sorozatban alakul ki az oszloprl tvoz vz komponenstartalma. A folyamat rtelmezse a 124. brn lthat.

Az id elrehaladtval, ha a folyadkramls lefel irnyul, a szorbens rteg fels rsze teltdik, gy az adszorpcis zna egyre lejjebb kerl, ezzel prhuzamosan a lefoly vz minsge romlik. A grbn az ttrsi pont azt az zemllapotot jelzi, amikor a szorbens mr regenerlsra (reaktivlsra) szorul, azaz az oldott szerves anyagok eltvoltsnak hatkonysga ez esetben az eredetinek 20-30%-ra lecskken.

Az aktv szn rteg tiszttsi hatkonysgrl a szorpcis id fggvnyben meghatrozott C/Co arny tjkoztat; ahol Co a tiszttand, nyersvzben lv szennyez anyagok koncentrcija, C1, C2, C3, C4 a tiszttott vzrszletekben a szennyez komponens maradk koncentrcija az adott idpillanatban. Ez a fggvnykapcsolat az adszorpcis folyamatra jellemz n. ttrsi grbe.

124. bra. Folyamatos szorpcis mveletet jellemz ttrsi grbe (lls G., Vzellts)

Belthat, hogy a ktfle mdszer kzl - egybknt ugyanazon krlmnyek kzt - nagyobb mrtk szennyez anyag eltvoltst, tisztbb vizet a dinamikus mvelet szolgltat. A fixgyas megolds emellett a szemcsk tredkeinek vzbe jutst is kevsb valsznsti, teht a kevertetshez kpest lebeganyag-mentes vizet is biztost. Nem vletlen teht, hogy a granullt aktv szenes szorpcit, az n. aktv szn-szrt s nem a porszenet alkalmazzk az ivvztisztt eljrsok az uttisztts lpseknt. Gyakorta kveti aktv szn szr hasznlata a homok gyorsszrt a technolgiai mveletsorban.

A szorpci megvalstsakor a dinamikus s statikus mvelet ilyen eltrse j pldaknt szolgl arra, hogy a tisztts cljra nem elg csupn a megfelel fizikai-kmiai reakci kivlasztsa. Emellett a hatkony kezels elrse cljbl hasonlan lnyeges a fizikai krlmnyek, a mveletek clszer megvlasztsa is.

jabban ismertek olyan technolgia eljrsok, amelyek mintegy biolgiai szrknt is alkalmazzk az aktv szenet. A granullt aktv szn felletre aerob baktriumokat visznek fel, amelyek elegend oxign s tpanyag jelenltben bizonyos vegyletek oxidlsra kpesek. (Az adszorbeland anyagok ez esetben is ktdnek az aktv szn fellethez.)

A szemcss anyag aktv szenes szrst leggyakrabban az uttisztts egyik eljrsaknt alkalmazzk, a homok gyorsszrk utn elhelyezve a technolgiai sorban, mivel gy a sznszrk vdve vannak a lebeganyagok kros hatsaitl.

A granullt aktvszenes szrk zrt-, nyoms alatti-, vagy nyitott kialaktsak s gravitcis mkdsek is lehetnek, hasonlan a nem aktv szranyag (homok) szrkhz.

A nyoms alatti zrt sznszrket inkbb a kisebb kapacits, felszn alatti vizet kezel telepeken alkalmazzk, mg a felszni vizek tiszttsra inkbb a nagyobb kapacits nyitott gyorsszrket hasznljk.

A 125. brn egy szemcss aktv sznnel tlttt, nagymret zrt gyorsszrt (GAC) tanulmnyozhatunk (GAC = granulated activated carbon = szemcss aktv szn) a szrtartly zemeltetshez szksges technolgiai vezetkek s funkcijuk feltntetsvel.

125. bra. Zrt, nyoms alatti, aktv szn tltet gyorsszr, a csatlakoz technolgiai vezetkekkel (lls G.: Vztisztts zemeltets)

A 126. brn egy nyitott kialakts, gravitcis mkds, granullt szemcss aktv szn (GAC) tltet gyorsszr fellnzett s hossz-metszett tanulmnyozhatjuk. A hossz-metszeten lthat a szrrteg felptse: az aktv szn szrrteg, alatta a 0,6 m vastagsg homok-, s a 0,4 m vastag kavics tmrteg.

126. bra. Nyitott, gravitcis, aktv szn tltet gyorsszr (lls G.: Vztisztts zemeltets)

Az aktv szn tltet gyorsszrk zemi paramterei viszonylag tg hatrok kztt mozognak:

behatsi (kontakt) id: 10-50 perc,

szrsi sebessg (felleti terhels): 1,0 30 m/ra,

az aktv szn tltet rtegvastagsga: 1,0 4,0 m.

A behatsi (kontakt) idt (t - msodpercben) megkapjuk, ha az aktv szn tltet trfogatt (V m3) elosztjuk a szrre vezetett vz trfogatramval (Q m3/s). t = V/Q

A szrsi sebessget (vsz), amely felleti terhelsknt is rtelmezhet, megkapjuk, ha a szrre vezetett vz trfogatramt (Q m3/s) elosztjuk a szr felletvel (A m2). vsz = Q/A

A tiszttand vz mennyisgtl s minsgi paramtereitl fggen, az aktv szn tltet szrket klnfle rendszer szerint ptik be, illetve kapcsoljk ssze s zemeltetik.

A szrk zemeltethetk:

nllan (ha csak egy berendezst alkalmaznak),

sorba kapcsolva (a tisztt kapacits sszegzdik),

prhuzamosan kapcsolva (a hidraulikai terhels sszegzdik).

127. bra. Szrk kapcsolsi, ill. zemeltetsi megoldsai (lls G.: Vztisztts zemeltets)

a)nll b)sorbakapcsolt c)prhuzamosan kapcsolt

Az aktv szn tltet az adszorpcis tisztt hatsa mellett termszetesen mechanikus szrst is vgez, de ezt igyekeznek az elzetes homokszrssel a minimlisra cskkenteni. A szrrtegben felgylemlett lebeganyagot (iszap) idszakos mosatssal kell eltvoltani. A mosatsnak a tiszttson kvl az is a szerepe, hogy a sznrtegben a vz a szrs sorn ne alakthasson ki jratokat, ahol a szennyezs fizikailag is ttrhet a szrn. Az ilyen cl mosatsra ltalban 3-4 naponta kerl sor.

A szranyag adszorpcis kapacitsa is cskken idvel, ugyanis a sznszemcsk felletn s a prusaiban a megkttt szennyezds bizonyos rsze mosatssal nem tvolthat el. A mosatssal el nem tvolthat, megkttt szennyezdsek miatt az aktv szn elveszti az adszorpcis hatst, ezrt reaktivlni szksges.

A reaktivlst a szenet gyrt cg a sajt telephelyn vgzi, s egyben a sznvesztesget is ptolja.

Szksges teht, hogy az aktv szenet a szrbl s a szrbe zemszeren mozgatni lehessen, minl egyszerbb megoldssal. A kimerlt aktv szn ki- s betermelse leggyakrabban a csvezetken t vzzel trtn mozgatst (hidromechanizci) alkalmazzk. A zrt gyorsszr brjn lthatjuk a szrtartlyhoz csatlakoz, sznbetpllsra s a kimerlt szntltet kitermelsre szolgl vezetkeket.

Megllapthat, hogy az aktv szenes eljrsokat az ivvz s szennyvz tisztts sorn, mind elkezelsre, mind pedig uttiszttsra elterjedten alkalmazzk. jabban megjelentek olyan technolgiai eljrsok is, amelyek biolgiai szrknt is alkalmazzk az aktv szenet. Ennl az eljrsnl az aktv szn felletre aerob mikroszerkezetek teleplnek, amelyek megfelel letkrlmnyek (oxign s tpanyag) esetn bizonyos szennyez anyagok oxidlsra kpesek. Termszetesen ekkor is mkdik az aktv szn adszorpcis hatsa.

Membrn eljrsok

A membrn eljrsok napjainkban is mr a gyakorlatban jelen lev, de a kzeljvben robbansszer elterjedsre szmt vz- s szennyvz-tiszttsi megoldsok. Kutatsi clokra mr 1855-ben kszlt cellulz-nitrt alap membrn. 1912-ben az iparban is hasznlhat membrnokat gyrtottak, tmeges felhasznlsukra azonban csak az elmlt szzad msodik felben kerlt sor, fknt a gygyszergyrtsban s az lelmiszeriparban.

A vz- s szennyvz-technolgiban elszr az ipari vzgazdlkodsban hasznltak membrnokat. A kzzem vz- s csatornamveknl klfldn mr nhny vtizede kezdtk a membrn eljrsokat alkalmazni. A vz- s szennyvz-technolgiban felhasznlsuk a vzelltsban megelzte a szennyvzkezelst.

Az els alkalmazsok a membrn eljrsok kzl mind beruhzsi, mind zemeltetsi szempontbl legdrgbb vltozatot, a fordtott ozmzist vlasztottk (az olajtermel Perzsa-bl menti orszgokban s Izraelben, a tengervz smentestsre).

Magyarorszgon a 2000 utni vekben jelent meg nhny vzmben s szennyvztisztt telepen az eljrs.

A membrn eljrsok gyakorlati alkalmazsa terletn, az igazi fellendls a XXI. szzadban vrhat. Az eljrs technolgiai jelentsge nni fog, az albbi okok miatt.

Nttek az ignyek az ivvz minsgvel szemben (pl. vruseltvolts, az egszsgre kros mikro-szennyezdsek s vzkezelsi mellktermkek eltvoltsa).

Nttek az ignyek a befogadba bebocstott tiszttott szennyvzzel szemben (ersdtt a krnyezettudatossg, fontoss vlt az ivvz bzisok vdelme).

Ntt az idegenkeds a vegyszeres technolgikkal, a vegyszerhasznlattal szemben.

Trekvs a kis helyigny megoldsokra a vz- s szennyvztisztt telepek rekonstrukcija s a vzminsg javt programok megvalstsa sorn.

A fentiekkel prhuzamosan a membrnelemek s a membrn eljrsokat alkalmaz telepek ltestsi kltsge cskkent, kt ok miatt is:

a membrngyrts mennyisge ntt,

az ellltott membrnok lettartama folyamatosan ntt, s vrhatan nni is fog.

Kt plda az elzekkel kapcsolatosan:

Magyarorszgra teleptette eurpai fejleszt bzist s Oroszlnyban membrngyrat ltestett a vilg egyik vezet kanadai membrnt gyrt cge, a ZENON.

Nmetorszgban 1998-ban helyeztk zembe az els membrnos ivvztisztt telepet, 100 m3/ kapacitssal, 2006-ban mr 7000 m3/ mennyisget kezeltek ultraszrssel.

A membrn egy szr, mely hasonlan a hagyomnyos (szvet-, vagy szemcss anyag) szrkhz levlasztst (szeparls) vgez. Ennek sorn az elvlasztand keverk egy vagy tbb sszetevjt tbb-kevsb tkletesen visszatartja, mialatt a maradk komponensek a membrnon megkzelten akadlymentesen tjutnak.

Az elvlaszts fizikai ton trtnik, anlkl, hogy az elvlasztand keverk kmiai sszetevi megvltoznnak. A hagyomnyos szrssel szemben a membrnnal, a membrn felletn lv perforcik mrettl fggen, az elvlasztsi feladatot egszen a molekulris tartomny al lehet szortani.

Membrnszrssel a vzbl eltvolthatk a kolloidok, a baktriumok, a vrusok, a fmionok, a sk, az oldott szerves anyagok s a vzkezels esetleg keletkez kros mellktermkei. A folyamat nem ignyel vegyszeres tmogatst (intenzifiklst), energia bevitel viszont szksges, ugyanis a kezelend vz a szrfelleten csak nyoms hatsra tud tjutni.

A 18. tblzatban tanulmnyozhatjuk a klnbz membrn szrsi (szeparlsi) eljrsokat, az eltvolthat szennyez anyagokat, s nhny alapvet zemi paramtert.

18. tblzat. Membrn szrsi eljrsok s alapvet zemi paramtereik (lls G.: Vztisztts zemeltets)

Megjegyzsek:

m = mikromter = 10-6 mter,

dalton = atomi tmegmennyisg,

Giardia cyszta = lskd parazita vglny, a vzkezelsben ferttlentsre alkalmazott klradag nem puszttja el.

A membrnanyagok nagyon sokflk lehetnek. Ezek kzl az albbiakkal tallkozhatunk a vz- s szennyvz-technolgiban:

cellulz-acett membrnok,

polimembrnok (poliamid, aroms poliamid, politer),

kompozit (vkony film) membrnok,

molekulrisan tlttt fmmembrnok.

A membrn modulok a klnfle membrnokbl kialaktott mkd egysgek. A tiszttand vz mennyisgi s minsgi paramtereitl, valamint a felhasznl minsgi ignyeitl fgg a beptend modulok szma, vagyis a berendezs nagysga, illetve kapacitsa.

A leggyakoribb membrn modulok:

spirlis tekercsmembrn modul,

reges szlkteg membrn modul,

csmembrn modul,

skmembrn (lap vagy trcsa) modul.

A vz- s szennyvz-technolgiban inkbb az els hrom tpust hasznljk, mg a skmembrnok inkbb az lelmiszeriparban kerlnek alkalmazsra.

A spirlis tekercsmembrn modul alapeleme kt skmembrnbl ll, melyeket egy porzus hordoz rteg kt oldalra ragasztanak fel. Az gy kapott szendvics szerkezet skmembrnt egy gyjtcs kr tbb rtegben feltekercselik (128 bra).

128. bra. Spirlis membrn kialaktsa (rvai J.: Hulladkgazdlkodsi kziknyv). 1 O gyr; 2 szvetrteg; 3 spirlis membrnelem; 4 kocentrtumram; 5 membrn; 6 tmasztszvet, a tiszttott vz elvezetse; 7 ragasztot

· web viewaz indikátor szervezetek – coliform, fekál koli, streptococcus, clostridium – a...

Documents