TERMÉSZETES SZENNYVÍZTISZTÍTÁSI RENDSZEREK

1. TERMÉSZETES SZENNYVÍZTISZTÍTÁSI RENDSZEREK

2. VÍZI KÖZMŰ HELYZET MAGYARORSZÁGON • Vízellátás 95% felett • Csatornázás kb. 54 %-os • 2500 településen nincs csatorna • Közműolló nyitott • Következmény: felszíni és felszín alatti vízkészlet szennyeződik

3. GAZDASÁGI HELYZET • Tőkehiány • Gazdaság átalakítása • Privatizáció • Környezetvédelem felértékelődése KÖVETKEZMÉNY: Olcsó, hatékony és környezetkímélő szennyvíztisztítási eljárások iránt növekszik az igény

4. SZENNYVÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK • intenzív (konvencionális) szennyezőanyag-eltávolítás felgyorsítva energiavegyszerek • természetes szennyezőanyag-eltávolítás nem felgyorsítotttermészeti erőforrások használata"low cost technology"

5. CÉLKITŰZÉS • Különböző természetes tisztítók egymás közötti összehasonlítása • Összehasonlítás az eleveniszapos tisztítással

6. SZEMPONTOK • Hidraulikai terhelés • Elfolyó víz minősége • Hatásfok • Egészségügyi vonatkozások • Területigény • Élettartam • Beruházási és működési költség

7. TERMÉSZETES SZENNYVÍZTISZTÍTÁSI RENDSZEREK Előnyök: környezetbarát alacsony építési, működtetési és fenntartási költség alacsony energiaigény működtetés különleges szakképzetséget nem igényel szélsőséges üzemelési körülmények között is működtethető más célokra nem használható területeken is kialakítható esztétikus diffúz szennyeződéseket is képes kezelni tájba illeszthető

8. TERMÉSZETES SZENNYVÍZTISZTÍTÁSI RENDSZEREK Hátrányok: nagy területigény (hosszú tartózkodási idő) speciális követelmények (topográfia, talajtípus) hatásfok szezonális változása beüzemelés hosszadalmas lehet építési hibák nem derülnek ki azonnal

9. SZÁRAZFÖLDI RENDSZEREK szikkasztás szennyvíz-öntözés - irrigation talajszűrés - slow rate infiltration gyors homokszűrés - rapid infiltration gyökérmezős szennyvíztisztítás - root zone system, subsurface flow wetland

10. VÍZI RENDSZEREK tavak, lagúnák - pond, lagoon anaerob fakultatív (aerob-anaerob) aerob levegőztetett halastavak úszó v. lebegő vizinövényes - floating plant system nádastó - free water surface wetland csörgedeztetés - overland flow

11. LASSÚ BESZIVÁROGTATÁS a szennyvizet növényzettel borított területre vezetik tisztítás a víz talajon történő átszivárgása közben előnyei: az alkalmas talajok széles skálája talajvíz visszapótlás  hátrányai: a többi szárazföldi módszernél nagyobb területigény (az alacsony terhelések miatt) talajvízszennyezés veszélye

12. LASSÚ BESZIVÁROGTATÁS Szennyvíz elosztása felszíni, árkos permetező technika

13. LASSÚ BESZIVÁROGTATÁS SZENNYEZŐANYAG-ELTÁVOLÍTÁSI MECHANIZMUSOK lebegőanyag : a talaj általi szűrés nitrogén:növényi felvétel, ammónia volatilizáció, nitrifikáció/denitrifikáció ammónium-ion: talajrészecskékhez kötődhetnek, ahol mikroorganizmusok nitrifikálják foszfor: adszorpció, kiülepedés, növényi felvétel, ha a növényzet betakarítását rendszeresen végzik

14. SZENNYVÍZ ÖNTÖZÉS Szennyvízöntözés = lassú beszivárogtatás egy speciális fajtája fő cél a növényzet (valamilyen haszonnövény) vízzel és tápanyaggal való ellátása

15. NYÁRFÁS ÖNTÖZÉS Magyarországi gyakorlat Árkos elosztás Drénhálózat!

16. SZENNYVÍZ ÖNTÖZÉS • A szennyvízöntözés előnyei: • alternatív vízforrás • a tisztítási eljárás kombinálása a termeléssel • a haszonnövények ellátása vízzel és tápanyaggal • az adott terület mezőgazdasági értékéknek növelése • a műtrágya szükséglet csökkentése • Hátrányok és korlátozó tényezők: • az öntözött növényekre mérgező hatású összetevők előzetes eltávolítása szükséges • szigorú egészségügyi és környezeti szabályozások a lehetséges szennyeződésekre és mérgező összetevőkre

17. GYORS HOMOKSZŰRÉS szennyvizet egy homokkal töltött földmedencébe engedik a szennyvíz a talajon való átszivárgás során tisztul meg a lassú beszivárogtatástól elsősorban a hidraulikai terhelés mértékében különbözik talaj szemcseeloszlása fontos legjobb talajok a viszonylag durva textúrájúak (agyagos iszapok, iszapos homokok) növényzet nincs - terhelés túl magas ahhoz, hogy a tápanyagfelvételnek jelentős hatása lehessen az eltávolításban rendszerint utótisztító, vagy mechanikailag előtisztított szennyvíz tisztítására használják

18. GYORS HOMOKSZŰRÉSI TECHNOLÓGIA (1)

19. GYORS HOMOKSZŰRÉSI TECHNOLÓGIA (2)

20. GYORS HOMOKSZŰRÉS Nitrogéneltávolítás: nitrifikáció/denitrifikáció 1-3 nap elárasztás, 5-10 nap száradás  a talaj felső rétegében a nitrifikációhoz szükséges aerob körülmények visszaállhatnak A foszfor eltávolítása a talajszemcsékhez való adszorpció eredménye.

21. GYÖKÉRMEZŐS SZENNYVÍZTISZTÍTÁS szigetelt medence vagy csatorna, amelyet porózus anyaggal töltenek ki Ebben vízi-mocsári növényzet nő A víz szintje megfelelő működés esetén a felszín alatt marad Az áramlás iránya vízszintes, vagy függőleges lehet

22. A gyökérzónás szennyvíztisztító egyszerűsített rajza

23. Felülnézet

24. GYÖKÉRMEZŐS SZENNYVÍZTISZTÍTÁS a szennyvíz a rizómákkal sűrűn átszőtt talajon történő átfolyás során tisztul meg A növényi tápanyagok eltávolítása növényi felvétel, talajszemcsékhez kötődés és biológiai folyamatok során megy végbe A szervesanyagok eltávolításában biológiai folyamatok vesznek részt, míg a lebegőanyagokéban a szűrés

25. GYÖKÉRMEZŐS SZENNYVÍZTISZTÍTÁS

26. TERVEZÉSI SZEMPONTOK BOI5-RE Ah = Szűrőágy felület m2-ben Q = Napi átlagvízhozam m3-ben C0 = A befolyó víz BOI5 koncentrációja mg/L-ben Ct = Az elfolyó víz elvárt BOI5 koncentrációja mg/L-ben KBOI = Állandó (0,1 m/nap)

27. GYÖKÉRMEZŐS SZENNYVÍZTISZTITÁS ELŐNYEI: • Megfelelő hatékonyság • Alacsony működési költség • Ellenőrizhető működés • Kis energia igény • Nincs szükség regionális csatornahálózatra HÁTRÁNYOK: • Nagy terület igény • Gyenge növényi tápanyag eltávolítási hatásfok • Kevés üzemi tapasztalat

28. CSÖRGEDEZTETÉS A szennyvíz egy megfelelő lejtésű, fűvel borított, teraszosított lejtőn folyik le A tisztítási folyamatok: kiülepedés szűrés adszorpció mikrobiális átalakítás lebontás

29. CSÖRGEDEZTETÉS

30. CSÖRGEDEZTETÉS talaj áteresztőképessége: <5 mm/h finom szerkezetű agyag, agyagos vályog növényzet (fűféleség) biztosít közeget a tisztításban szerepet játszó mikroorganizmusoknak, akadályozza az eróziót és fölvesz növényi tápanyagokat periodicitás

31. TAVAK, LAGÚNÁK Egy vagy több nyílt vízfelszínű, szigetelt medencéből állnak Miközben a szennyvíz átfolyik rajtuk, a szennyezőanyagokat mikroorganizmusok lebontják

32. ANAEROB TAVAK olyan magas szerves terhelést kapnak, hogy a víztérben aerob zóna nem tud kialakulni Átlagos mélységük 2,5-5 m, a szennyvíz tartózkodási ideje 20-50 nap A lejátszódó fő biológiai folyamatok: savképződés és anaerob bontás

33. FAKULTATÍV TAVAK 1,2-1,8 m mélyek, felső rétegük aerob, míg az alsó rétegekben anaerob viszonyok uralkodnak A szennyvíz tartózkodási ideje általában 7-120 nap A fakultatív működés kulcsa a felszíni algák által termelt oxigén és a felső réteg átlevegőzése a felette lévő légrétegből Az oxigént a felső vízréteg aerob baktériumai használják föl a szervesanyag lebontásához

34. AEROB TAVAK teljes mélységükben tartalmaznak oldott oxigént (algák fotoszintézise, felszín átlevegőzése) sekélyek (30-60 cm mélység) rövid tartózkodási idő : 2-6 nap

35. ÚSZÓ – LEBEGŐ VÍZINÖVÉNYES RENDSZER vízi jácint (Eichhornia crassipes), a békalencse (Lemna sp., Spirodela sp., and Wolffia sp.) A békalencse fajok kisméretű, néhány mm nagyságú levélkével és 1 cm-nél rövidebb gyökérrel rendelkeznek A vízi jácint egy édesvízi évelő növény, lekerekített, felfelé álló, fényes zöld levelekkel és csúcsos virágzattal A gyökere természetes körülmények között 30 cm hosszú  

36. ÚSZÓ VAGY LEBEGŐ NÖVÉNYES TISZTÍTÁS • növények szerepe: • vízfelszín beterítése - alganövekedés megakadályozása • a kiülepedést is elősegítik • vízi jácint gyökérzetén mikroorganizmusok tudnak megtelepedni, valamint oxigént juttat a vízbe a gyökerén keresztül

37. Úszó vízinövényes szennyvíztisztításra alkalmas területek

38. NÁDASTÓ

39. NÁDASTÓ • A víz szintje a talajszint felett helyezkedik el • vízmélység: 10 - 80 cm • A szennyezőanyag-eltávolítási folyamatok nagy része a vízben zajlik le, a talajnak kisebb a szerepe • A növényzet víz felett lévő szára, levelei gátolják a fény bejutását a vízbe, igy szabályozva az alga növekedést.

40. NÁDASTÓ Az elhaló növényi részek a téli hónapok alatt jó hőszigetelést nyújtanak, csökkentve a szél és a konvekció által eltávozó hőmennyiséget. A növények oxigéntranszportja a gyökértérbe szintén fontos, bár a fő oxigénforrás a felszíni átszellőzés.

41. Néhány nádas tavas szennyvíztisztító telep elhelyezkedése Észak-Amerikában

42. TÍPUS KAPACITÁS m3/nap HIDRAULIKUS cm/nap FAJLAGOS FELÜLET m2/lakos Gyökér- mezős 1-200 0,87-26,0 (7,8) 0,9-23,0 (5) Úszó vízi- Növényes 49-2248 2,4 (10) 19,1 (3,1) Nádastó 337-4147 1,4-22,3 (7) 5,1-11,7 (8,2) Gyors homok- Szűrés 303-48000 23-56 Talajszűrés 303-18925 0,6-3,0 Öntözés 0,14-1,6 MŰKÖDÉSI JELLEMZŐK Megjegyzés: Zárójelben az átlagok

43. Típus BOI5 Lebegő- anyag Összes P Összes N Gyökérmezős 51-95 (80) 60-98 (80) 10-88 (40) 11-94 (40) Úszó vízinövényes 10-94 (80) 20-95 (80) 14-72 (40) 16-67 (50) Nádastó 51-89 (80) 60-93 (80) 12-65 (50) 15-81 (50) Gyors homokszűrés 80 93 69 ELTÁVOLÍTÁSI HATÁSFOK (%) Megjegyzés: Zárójelben az átlagok

44. Típus Baktérium Vírus Ülepítés 0-1 0-1 Eleveniszapos rendszer 0-2 0-1 Lagúna 1-2 1-2 Stabilizációs tó 1-6 1-4 Fertőtlenítés 1-6 1-4 KÖZEGÉSZSÉGÜGYI JELLEMZŐK ELTÁVOLÍTÁS (LOG10 EGYSÉG)

45. Típus Beruházási költség USD/m3/nap Működési költség USD/m3 Szikkasztó 1000-3000 0,01-0,10 Talajszűrés 800-2000 0,10-0,20 Gyors homokszűrés 450-900 0,05-0,10 Csörgedeztetés 600-1000 0,08-0,16 Stabilizációs tó 500-1000 0,07-0,13 Levegőztetett tó 600-1200 0,01-0,16 Úszó vízinövényes 500-1000 0,12-0,14 Nádastó 600-1000 0,03-0,09 A TERMÉSZTES SZENNYVÍZTISZTÍTÓK KÖLTSÉGEI

46. Kapacitás 100 m3/d 500 m3/d 3000 m3/d 6000 m3/d Nádastó Fajlagos eFt/m3/d Létesítési e Ft 90 9 000 64 31 500 41 123 000 27 162 000 Gyökérmezős Fajlagos eFt/m3/d Létesítési e Ft 180 18 000 126 63 000 A GYÖKÉRMEZŐS ÉS NÁDASTAVAS SZENNYVÍZTISZTÍTÁS BECSÜLT KÖLTSÉGE

47. Kapacitás Q m3/nap Munkabér eFt/év Amort. eFt/év Összesen Ü.K. eFt/év Fajlagos Ü.K. Ft/m3 100 120 360 480 13,30 250 120 635 735 8,00 500 180 1 260 1 440 7,90 1 000 180 1 780 1 960 5,40 3 000 240 4 380 4 620 4,20 6 000 360 5 760 6 120 2,80 A NÁDASTÓ BECSÜLT ÜZEMELTETÉSI KÖLTSÉGE

48. A STABILIZÁCIÓS TÓ ÉS AZ ELEVENISZAPOS RENDSZER FENNTARTÁSI ÉS MŰKÖDÉSI KÖLTSÉGÉNEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA

49. A STABILITÁCIÓS TÓ ÉS AZ ELEVENISZAPOS RENDSZER BERUHÁZÁSI KÖLTSÉGÉNEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA