Szennyvíztisztítás kulcskérdései és főbb fejlődési irányai - 4. oldal
6. Nagy ammónium koncentrációjú iszapvíz, és üzemi folyékony hulladékok speciális tisztítási lehetősége (Kárpáti, 2003)
Az említett két szennyvíztípus összetételét illetően már távol áll a lakossági szennyvizektől. Míg az előzőben a lakosság átlagos szennyezésének eredményeként (60 g BOI5/főd, illetőleg 13-14 g TKN/főd) a BOI5/TKN arány mintegy 4,5 , az anaerob iszaprothasztás vizének az ammónium koncentrációja 500-1500 mg/l is lehet a mintegy 400-500 mg/l BOI5 értéke mellett. A BOI5/TKN arány tehát 1- 0,3. Az állatfeldolgozás maradékait ártalmatlanító, hasznosító (ATEV) iparág zsír és lebegőanyag-mentesített szennyvizeiben a BOI5/TKN arány ugyan 3, de ugyanezeknek az üzemeknek a pára(test)kondenz vizeiben ez az arány valahol 2 körül van.
A BOI5 fajlagos iszaphozamát (heterotrof) 0,8 kg iszap szárazanyag/kg BOI5, az ammóniumét (autotrof) pedig 0,24 iszap szárazanyag/kg TKN értékkel számolva látható, hogy a koncentráltabb ammónium tartalmú szennyvizek tisztításakor keletkező iszapok mennyivel nagyobb részarányban tartalmazhatják az utóbbiak oxidációját végző mikroorganizmusokat. Ennek megfelelően azonos iszapkoncentrációnál fajlagos nitrifikációs sebességük, kapacitásuk is ugyanilyen arányban megnövekszik. Mint már a korábbiakban a biofilmek bemutatásánál említésre került a biofilm további szelekcióra, autotróf iszapdominancia kialakítására is alkalmat nyújt. Ott ugyanakkor a külső film alatti rétegben a denitrifikáció speciális változatának a kialakulására is mód nyílik az ilyen BOI5 szegény környezetben (nitrit autotróf redukciója ammóniummal).
Az utóbbi vizek biológiai tisztításánál a heterotróf és autotróf mikroorganizmusok iszaphozamának ez az eltérése azonban önmagában is lehetőséget nyújthat a lakossági szennyvizeknél hasznosított eleveniszapos megoldás kisebb módosítással történő intenzifikálására. A nitrifikálókban gazdag iszap gyenge ülepedési hajlamát, képességét kell ilyen esetben valamilyen módon javítani. Erre vagy nehezítőszerek alkalmazása, vagy a membrán-szeparáció, vagy akár a kettő összekapcsolása adhat lehetőséget. Az elsőre persze példa a már korábban említett nehéz szemcsés hordozó önmagában is, de az a biofilmes megoldás is a maga szükségszerű következményeivel. Átmenetet képező megoldás, amit nehezítőszer szemcsemérete miatt talán mégis csak eleveniszapos megoldásnak kell tekintetünk a bentonit, zeolitporokkal nehezített eleveniszap.
Az eddigi gyakorlatban mindkettővel nagyszámú kísérlet történt már a múltban, mindegyik felhasználása szabadalmi védettséget élvez, a gyakorlatban azonban egy nagy montmorillonit (zeolit) tartalmú bentonit alkalmazása látszik jobban terjedni a gyakorlatban. Szükségszerű, hogy a megoldás ott igazán jó, ahol a BOI5 mennyisége, s ezzel iszaphozama kellően kicsi. Ilyenkor a kis „kimosódás” miatt a fajlagos „nehezítőszer” igény is csökken, s azzal a tisztítás vegyszerköltsége is. A nitrifikáció egyébként az eleveniszapos rendszerekének megfelelően érzékeny a vízhőmérsékletre, ezért is célszerűbb az a már említett melegebb iszapvíznél, vagy ipari vizeknél.
A nehezítőszerről azonban tudni kell, hogy a zeolit-tartalma ioncserélő kapacitást biztosít az ammóniumot illetően, ami annak a koncentrációját a nehezítőszer részecskéinek a felületén jelentősen módosítja. Az ilyen koncentráció-eltérés, vagy gradiens a folyadék és a zeolitos részekhez tapadó mikroorganizmusok környezetében további szelekció lehetőségét teremti meg a nitrifikáló, nitritáló, denitritáló autotróf mikroorganizmusok számára. Ezt a hatást a gyakorlatban ki is mérték, s iparilag hasznosítják. A kis szemcseméret és igen vékony film kialakulási lehetősége miatt ugyanakkor az ilyen rendszerekben csak a szimultán heterotrof denitrifikációt mérték eddig számottevőnek, s az anammox folyamatok kialakulásáról nem számoltak be. Ettől függetlenül a megoldás igen hasznos a nitrifikációs kapacitás növelésére, még ha az heterotrof elő, vagy utódenitrifikációval szinkronban működik.
Az eddigi üzemi alkalmazásoknál az ilyen bentonitos-zeolitos rendszerrel 1-1,5 kgN/m3d nitrifikációs térfogati teljesítményt sikerült elérni. Ez mintegy másfélszerese a dél-pesti nitrifikálló utószűrőének, valamint a két iszapkörrel kialakított lakossági eleveniszapos tisztítók második iszapkörében mért maximális sebességnek. Kérdés természetesen a segédanyag ára, illetőleg annak megtérülése a beruházási, üzemeltetési költségekben. Az egyértelmű, hogy ez a segédanyag az iszap további felhasználására csak kedvező lehet, hiszen a talajban is érvényesülhet az ammónium tároló kapacitása (ioncsere kapacitás).
A nitrifikáló kapacitás megnöveléséhez az is hozzájárul, hogy a nehezítőszerrel a jobb iszapülepedésen túl nagyobb iszapkoncentráció is elérhető az ilyen eleveniszapos rendszerben. Az iszapnak ugyan jelentős lesz a szervetlen hányada, de az előzőek miatt ez egyáltalán nem jelent gondot az iszapelhelyezésnél. Kérdés, hogy meddig lehet növelni az iszap szerves anyag, vagy aktív biomassza koncentrációját egységnyi reaktortérfogatban. Ilyen vonatkozásban a fázisszétválasztás, az utóülepítés lehetősége lesz meghatározó.
További módosítási lehetőség ezért az ilyen iszapnehezítés, adagolás, aktiválás kombinálása a membrán-szeparációval. Az oroszlányi szennyvíztelepen a ZENON membrános iszapszűrése az eddigi vizsgálatok alapján kitűnőre vizsgázott. Elképzelhető, hogy a membrán tovább növelhetné az iszapkoncentrációt az ilyen rendszereknél is. A töltőanyag (nehezítőszer) talán kedvező lehet a szűrés javításában, s a membránok eltömődésének a csökkentésében is. Ez az utóbbiak jelentősebb beruházási és üzemeltetési költségeit csökkente igen szerencsés kombinációt biztosíthat. A membrán a tisztított víz KOI-jének a jelentős csökkentését mindenképpen biztosíthatja a klasszikus ülepítéssel szemben a különösen nehezen lebomló, s oldott állapotú, nagy molekulatömegű szerves biológiai termékek visszatartásával.
A zeolit tartalmú nehezítőszerek bemutatott felhasználása tehát mindenképpen ígéretes az ilyen speciális esetekben. A membrán kombinált rendszerbe illesztését a fentieken túl indokolhatja, hogy kis térfogatáramú, különösen koncentrált szennyvizek kezelését végezve a membrán hidraulikus terhelése is jóval kedvezőbb, mint a hígabb lakossági szennyvizeknél.
Hivatkozások
|
Beun, J. J., van Loosdrecht, M.C.M., Heijnen, J.J. (2002) Anaerobic granulation in a sequencing batch airlift reactor. Wat. Res. 36 (3) 702-712. |
|
Dorias, B. – Hauber, G. – Baumann, P. (2002) Design of Nitrication / Denitrification Experience in Fixed Growth Reactors. Wastewater Treatment Ed. Rehm, H and Reed, G.: Biotechnology, V. 11a. p 337-348. |
|
Fux C. – Lange, K. – Faessier, A. – Huber, P. – Gruenniger, B. – Siegrist, H. (2003) Nitrogen removal from digester supernatant via nitrite – SBR or SHARON. Wat. Sci. Tech. 48 (8) 9-18. |
|
Hartmann, l. (2001) A szennyvíztisztítás kialakulása, fejlődése napjainkig. „A szennyvíztisztítás fejlődése a XX. században – eleveniszapos tisztítás tervezési irányelvei – c. ismeretgyűjtemény, Szerk: Kárpáti Á. Veszprémi Egyetem, 2001, 1-15. |
|
Kárpáti, Á. (2002) Lakossági szennyvizek és eleveniszapos tisztításuk. A „Lakossági szennyvizek aerob tisztítása eleveniszapos és más módszerekkel” c. ismeretgyűjtemény, Szerk: Kárpáti Á. VE, 2002, 1-17. |
|
Kárpáti, Á. (2004) Megújuló energia és tápanyagok a szennyvíztisztításban. Vízügyi Közlemények, LXXXV. (3) 499-509. |
|
Kárpáti, Á. – Pásztor, I. – Pulai, J. (2004) Nitrogéneltávolítás jelenlegi és távlati lehetőségei a szennyvíztisztításban. VÍZMŰ Panoráma, XII. évf. (2004/2. Szám) 17-22. |
|
Kárpáti, Á. – Pulai, J.(2001): Nitrifikáció javításának a lehetőségei kommunális és ipari vegyes szennyvíz többlépcsős tisztításánál (esettanulmány). XV. Országos Környezetvédelmi Konferencia, 2001. Szept. 11-13. Siófok, Kiadványkötet, 94-103. |
|
Kárpáti, Á. – Taxner, Gy. (2004) Iszap stabilizálás és elhelyezés lehetőségei kis települések szennyvíztisztításánál. A „Szennyvíztisztítás hazai tapasztalatai, s a szennyvíziszap kezelés, hasznosítás lehetőségei” c ismeretgyűjtemény, Szerk: Kárpáti Á. Veszprémi Egyetem, 69-75. |
|
Kárpáti, Á. – Juhász, E. (2004) Szennyvíziszap hasznosítás és áttételes hatásai. Ibid. 76-96. |
|
Mulder, A. (2003) The quest for sustainable nitrogen removal technologies. Wat. Sci. Tech. 48 (1) 67-75. |
|
Mulder, A., Van der Graaf, A.A., Robertson, L.A. and Kuenen, J.G. (1995). Anaerobic ammonium oxidation discovered in a denitrifying fluidized bed reactor. FEMS Microbiol. Ecology, 16, 177–184. |
|
Orlóci, I. – Szesztay, K. (2003) A vízvagyon állapotának változása a XX. században. Vízügyi Közlemények LXXXV. (3) 363-416. |
|
Otterpohl, R. – Braun, U. – Oldenburg, M. (2003) Innovative technologies for decentralized water-, wastewater and biowaste management in urban and peri-urban areas. Wat. Sci. Tech. 48 (11-12) 23-32. |
|
Pásztor, I. – Pulai, J. – Kárpáti, Á. (2004) Foszforeltávoéítás lehetősége és távlatai a szennyvíztisztításnál. „A felhasznált víz és szennyezőinek hatása a szennyvíztisztítás lehetőségeire, távlataira” c ismeretgyűjtemény, Szerk: Kárpáti Á. Veszprémi Egyetem, 2004, 69-81. |
|
Pulai, J. – Kárpáti, Á. (2004) Hazai adatok, ismeretek a kétlépcsős eleveniszapos szennyvíztisztításról. A „Szennyvíztisztítás hazai tapasztalatai, s a szennyvíziszap kezelés, hasznosítás lehetőségei” c ismeretgyűjtemény, Szerk: Kárpáti Á. Veszprémi Egyetem, 48-55. |
|
Randall, C. W. (2003) Changing needs for appropriate excreta disposal and small wastewater treatment methodologies or The future technology of small wastewater treatment systems. Wat. Sci. Tech., 48 (11-12) 1-6. |
|
Vermes, L. (2003) Szakirodalmi áttekintés a szennyvíziszapok elhelyezésével és hasznosításával foglalkozó publikációkról. BKÁE Ketészettudományi Kar, Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszék, Budapest, pp. 44. |
- << Előző
- Következő