Iszapszerű hulladékok kezelése és biogáz hasznosítás 1-2. előadás

1. PTE PMMK Környezetmérnöki Szak (BSC) Iszapszerű hulladékok kezelése és biogáz hasznosítás1-2. előadás Alapfogalmak, szennyvíziszap jellemzése Dittrich Ernő egyetemi adjunktus mb. tanszékvezető PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék Pécs, Boszorkány u. 2. B ép. 039. dittrich@witch.pmmf.hu

2. Tantárgy célja, tartalma • KURZUS CÉLJA: a kurzust elvégző hallgatók alapszintű jártasságra tegyenek szert az iszapkezelő rendszerek tervezése, kivitelezése, rekonstrukciója és üzemeltetése témakörében. • Tartalom: • Iszapszerű hulladékok csoportosítása, jellemzése, tulajdonságai. • Iszapkezelési eljárások ismertetése: sűrítés, kondicionálás, víztelenítés, aerob fermentáció, anaerob fermentáció, komposztálás, szárítás, égetés, egyéb eljárások. • Iszapszerű és szilárd hulladékok anaerob irányított fermentációja biogáz termelési céllal. • Biogáz hasznosítási lehetőségek. Melléktermékek (csurgalékvíz, maradék szilárd fázis) ártalmatlanítási, hasznosítási lehetőségei. • Szilárd anyag-, vízfázis-, gáz- és energia-mérlegek. • Szennyvíz iszap kezelés és szennyvízkezelés kapcsolata, egymásra hatása. • Gazdaságosság és megtérülés kérdései.

3. Tantárgyi követelmények • 3 kr 2 ea 1 gyakorlat • Félévteljesítés feltétele: • 1 db ZH • 1 db tervfeladat leadása • TVSZ szerinti órai részvétel (min. 70%) • Vizsgaidőszak: • Szóbeli vizsga • Tételsorból 1 tétel • Tervfeladat átbeszélése

4. Kötelező és ajánlott irodalom • Ajánlott irodalom minden ea-anyag végén! • Kötelező irodalom: • Dr. Kárpáti Árpád (szerk): A szennyvíztisztítás alapjai. Veszprémi egyetem 2007, digitális jegyzet. – Csak az iszapkezelési fejezetek • Dr. Juhász Endre (2002): ÚTMUTATÓ - A TELEPÜLÉSI SZENNYVÍZISZAP TELEPI ELŐKEZELÉSÉHEZ. • Dr. KurdiRóbert(szerk): Hulladékgazdálkodás II. 8-10 fejezetek. Környezetmérnöki Tudástár http://mkweb.uni-pannon.hu/tudastar/anyagok/19-Hulladekgazdalkodas_II.pdf • Dr. Domokos Endre (szerk): Környezetvédelmienergetika22.1.6. fejezete Környezetmérnöki Tudástár http://mkweb.uni-pannon.hu/tudastar/anyagok/21-Kornyezetvedelmi_energetika_v2.pdf

5. Alapfogalmak

6. A vízellátás-csatornázás idealizált rendszere vízelosztás vízbázisok vízszerzés víztisztítás ipari vízfelhasználók szennyvíz vagy TFH tisztítás Csatornarendszer vagy tengelyen történő szállítás mg-i vízfelhasználók előkezelés (opcionális) befogadó lakossági vízfelhasználók

7. Kapcsolódó fontosabb jogszabályok I. • 147/2010. (IV. 29) Korm. r. a vizek hasznosítását, védelmét és kártételeinek elhárítását szolgáló tevékenységekre és létesítményekre vonatkozó szabályokról • 30/2008. (XII. 31.) KvVM r. a vizek hasznosítását, védelmét és kártételeinek elhárítását szolgáló tevékenységekre és létesítményekre vonatkozó műszaki szabályokról • 2000/60/EK EU Víz Keretirányelv • 219/2004. (VII. 21.) Korm. rendelet a felszín alatti vizek védelméről • 6/2009 (IV.14) KvVM-EüM-FVM együttes rendelet a földtani közeg és a felszín alatti víz szennyezéssel szembeni védelméhez szükséges határértékekről és a szennyezések méréséről • 220/2004. (VII. 21.) Korm. rendelet a felszíni vizek minősége védelmének szabályairól • 28/2004. (XII. 25.) KvVM rendelet a vízszennyező anyagok kibocsátásaira vonatkozó határértékekről és alkalmazásuk egyes szabályairól

8. Kapcsolódó fontosabb jogszabályok II. • Az EU 91/271 számú irányelve • 165/2004 (V.21.) Korm. rendelet Nemzeti Települési Szennyvízelvezetési és -tisztítási Megvalósítási Program sz „a Nemzeti Települési Szennyvízelvezetési és -tisztítási Megvalósítási Program végrehajtásával összefüggő nyilvántartásról és jelentési kötelezettségről szóló 27/2002. (II. 27.) Korm. rendelet módosításáról” • 164/2004 (V.21.) Korm. rendelet „a Nemzeti Települési Szennyvízelvezetési és -tisztítási Megvalósítási Programmal összefüggő szennyvízelvezetési agglomerációk lehatárolásáról szóló 26/2002. (II. 27.) Korm. rendelet módosításáról” • 221/2004. (VII.21.) Korm. rendelet a vízgyűjtő-gazdálkodás egyes szabályairól • 10/2010 (VIII. 18.) VM rendelet a felszíni víz vízszennyezettségi határértékeiről és azok alkalmazásának szabályairól • 59/2008. (IV. 29.) Korm. rendelet a vizek mezőgazdasági eredetű nitrát-szennyezéssel szembeni védelméhez szükséges cselekvési program részletes szabályairól, valamint az adatszolgáltatás és nyílvántartás rendjéről

9. Kapcsolódó fontosabb jogszabályok III. • 50/2001. (IV. 3.) Korm. rendelet a szennyvizek és szennyvíziszapok mezőgazdasági felhasználásának és kezelésének szabályairól • 36/2006. (V. 18.) FVM rendelet: a termésnövelő anyagok engedélyezéséről, tárolásáról, forgalmazásáról és felhasználásáról • 253/1997. (XII. 20.) Korm. rendelet az országos településrendezési és építési követelményekről • 18/2007. (V. 10.) KvVM rendelet a felszín alatti víz és a földtani közeg környezetvédelmi nyilvántartási rendszer (FAVI) adatszolgáltatásáról • 20/2006. (IV. 5.) KvVM rendelet a hulladéklerakással, valamint a hulladéklerakóval kapcsolatos egyes szabályokról és feltételekről • 27/2005. (XII. 6.) KvVM rendelet a használt- és szennyvizek kibocsátásának ellenőrzésére vonatkozó részletes szabályokról • 23/2003. (XII. 29.) KvVM rendelet a biohulladék kezeléséről és a komposztálás műszaki követelményeiről • 16/2001. (VII. 18.) KöM rendelet a hulladékok jegyzékéről

10. A szennyvíz gazdálkodás rendszere szállítás tengelyen telken belüli tevékenységek szennyezők: - kommunális - ipari - mezőgazdasági szennyvíz TFH-kezelő telep előkezelés (opcionális) TFH iszap szállítás csatorna hálózaton szennyvíz Saját szennyvíztisztító befogadó: - élővíz - talajvíz tisztított TFH tisztított szennyvíz Szennyvíztisztító telepen belüli tev. iszap szennyvíztisztítás Iszap- elhelyezés TFH-előkezelés iszapkezelés

11. Szennyvíztisztító telep tervezés peremfeltételei szennyvíztisztító telep szennyvíz tisztítás befogadó tisztítandó szennyvíz minősége és mennyisége iszapkezelés Ártalmatlanítás, hasznosítás

12. Iszapkezelés kapcsolatai, rendszere Nyers szennyvíz mennyisés és minőség Telepet terhelő szennyvízmennyiség és minőség Tisztított szennyvíz és befogadó Szennyvíz tisztítási technológia Nyers iszap minősége, mennyisége TFH mennyisége és minőség Iszapkezelés Maradék iszap gazdaságosan nem hasznosítható alkotókkal Kezelt iszap hasznosítható alkotókkal Ártalmatlanítás Iszap hasznosítása

13. Egy települési szennyvíztisztító egyszerűsített blokksémája

14. Lakos-egyenérték (LE) Lakos-egyenérték: egy fő által kibocsátott napi szennyezőanyag mennyisége. Rövidítése: LE Általában a szennyvíztisztító telepek terhelését LE-ben adjuk meg. Fajlagos LE-értékek a főbb komponensekre: BOI5: 60 g/fő,nap KOI: 120 g/fő,nap LA: 70 g/fő,nap ÖN: 11 g/fő,nap ÖP: 3 g/fő,nap

15. Inhibitor koncentráció Az a határkoncentráció, mely felett a biológiai lebontás hatékonysága jelentősen csökken. Néhány tájékoztató inhibitor koncentráció érték: Szulfitok: 100 mg/l Kloridok: 8000 – 15000 mg/l Fenolok: 70 – 160 mg/l Ammónia: 1600 mg/l Oldott sók: 16000 mg/l Nehézfémek: 1-10 mg/l Olaj és zsír: 50 mg/l

16. Szennyvíz iszap elhelyezés, ártalmatlanítás alternatívái és előkezelési igényei Mezőgazdasági kihelyezés (Mg-i hasznosítás): Injektálással (homogenizálás és stabilizálás után) Beszántással (víztelenítés és stabilizálás után) Felszíni elterítéssel (komposztálás után) Hulladéklerakóba történő elhelyezése → ma már nem alkalmazható, mert előírás van a hulladéklerakókban lerakott hulladék szerves anyag csökkentésére (20/2006. (IV. 5.) KvVM rendelet a hulladéklerakással, valamint a hulladéklerakóval kapcsolatos egyes szabályokról és feltételekről) Telepen belüli deponálás (nagy helyigény, átmenetileg megoldás) Rekultiváció (komposztálás után) Termikus ártalmatlanítás: Hulladék égető mű (szárítás után) Cementműbe történő égetés (szárítás után)

17. Szennyvíz-iszap hasznosítás alternatívái • Mezőgazdasági hasznosítás (kihelyezés) • Energetikai hasznosítás • Biogáz termelés (Rothasztás) • Bioáram termelés (MFC) • Hidrogén termelés (MFC) • Égetés

18. Biogáz hasznosítás alternatívái • Áramtermelés és hulladék-hő hasznosítás (gázmotorokkal) • Hő-hasznosítás (elégetéssel) • Helyi fűtés • Üvegházak fűtése • Távfűtési rendszerhez történő kapcs. • Bio-metán előállítása • Üzemanyagként történő árusítás (CNG technológia) • Földgázhálózatba történő betáplálás

19. Szennyvíziszap jellemzése

20. Szennyvíziszap keletkezési helyei + Zsírfogó esetén: olajok, zsírok

21. Egyéb melléktermékek kezelése és ártalmatlanítása • Rácsszemét: átmeneti tárolás kidrénezéssel, kommunális hulladék lerakóba történő szállítás • Homok: mosás (opcionális), átmeneti tárolás, kommunális hulladéklerakóba történő szállítás vagy alárendelt helyeken ágyazati/feltöltő anyagként • Zsírok-olajok: átmeneti tárolás, veszélyes hulladékként égető műbe vagy veszélyes hulladék lerakóba történő szállítás, vagy hasznosítás rothasztóban

22. Szennyvíziszap sűrűsége, fajlagos mennyisége • Nyers szennyvíziszap sűrűsége: 1010 – 1050 kg/m3 • Közelítő mutatók: • Iszapvíz mennyisége: ~1-2 l/leé,nap • Iszap mennyisége a napi szennyvízhozam 0,8 – 2,5%-a • Iszap fajlagos mennyisége: • Friss primer iszap: 1,08 l/leé,d • Anaerob úton kirothadt iszap: 0,38 l/leé,d • Eleveniszapos rendszer friss fölös iszapja: 1,25 – 3,1 l/leé,d • Friss eleveniszapos primer és szekunder iszapkeverék: 1,75 – 1,9 l/leé,d • Csepegtetőtestes friss szekunder iszap: 0,22 – 0,4 l/leé,nap • Friss csepegtetőtestes primer és szekunder iszapkeverék: 1,22 – 1,48 l/leé,d

23. Jellemző víztartalom és száraz anyag tartalom értékek

24. kommunális szennyvíziszap fajlagos szárazanyag tartalma a szennyvíztisztítási eljárások függvényében

25. Víztartalom és térfogat kapcsolata • Amíg az iszapnak magas a víztartalma, addig a térfogata szinte csak a víztartalom változásától függ: • El kell dönteni hogy a vizsgált technológiában csökken-e a száraz anyag tartalom • Térfogat változás száraz anyag tartalom csökkenés nélkül: • Ahol: • qbe(m3/h): a technológiai egységbe belépő iszap térfogat árama • qki(m3/h): a technológiai egységből kilépő iszap térfogat árama • wbe(-): a technológiai egységbe belépő iszap relatív víztartalma • wki(-): a technológiai egységből kilépő iszap relatív víztartalma • qi(m3/h): a technológiai egységből kilépő iszapvíz térfogat árama • Térfogat változás száraz anyag tartalom csökkenés esetén: Ahol: ∆sz (-): a technológiai egységben történő relatív szárazanyag tartalom változás

26. Víztartalom, térfogat és térfogat-csökkentési eljárások kapcsolata

27. Iszap összetevői

28. Szennyvíziszap fertőzőképessége

29. Szennyvíziszap tápanyag tartalma • ÖN friss primer és szekunder iszapban: • Csepegtetőtest: 1,2 – 1,8 g/leé,d • Eleveniszapos eljárás: 2,4 – 3,6 g/leé,d • ÖP friss primer és szekunder iszapban: • Csepegtetőtest: 0,18 – 0,27 g/leé,d • Eleveniszapos eljárás: 0,2 – 0,3 g/leé,d • Kálium friss primer és szekunder iszapban: • Csepegtetőtest: 0,025 – 0,033 g/leé,d • Eleveniszapos eljárás: 0,027 – 0,036 g/leé,d

30. Egyéb jellemzők • Felúszásra hajlamos anyagok mennyisége: 2 – 10 l/leé • Szennyvíziszap hőmérséklete: 5 -15 C° (rothasztásnál ez nem igaz!) • Iszap hamutartalma: nyers iszap 1/40-ed része

31. Felhasznált irodalom • Dr. Benedek Pál, Valló Sándor:Víztisztítás- szennyvíztisztítás zsebkönyv. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1990. • Dr. Juhász Endre (2002): ÚTMUTATÓ - A TELEPÜLÉSI SZENNYVÍZISZAP TELEPI ELŐKEZELÉSÉHEZ. • MI-10-127/2: Településekről származó szennyvizek tisztító telepei: A szennyvíz és szennyvíziszap mennisége, minősége és befogadó terhelhetősége. Műszaki Irányelv OVH 1984. • Dr. Öllős Géza (1993): Szennyvíztisztítás II. BME Mérnöktovábbképző Intézet. Budapest 1993.

32. Köszönöm a megtisztelő figyelmet!