slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
SZABÓ ANITA PowerPoint Presentation
Download Presentation
SZABÓ ANITA

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 45

SZABÓ ANITA - PowerPoint PPT Presentation


  • 181 Views
  • Uploaded on

BME, Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék. KÉMIAI KEZELÉS ALKALMAZÁSA A SZENNYVÍZTISZTÍTÁSBAN. SZABÓ ANITA. Szennyvíz vs. ivóvíz. Hasonló folyamatok Eltérő nagyságrendű szennyezőanyag koncentráció Azonos/eltérő eltávolítandó komponensek Eltérő/azonos célok.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'SZABÓ ANITA' - brygid


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

BME, Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék

KÉMIAI KEZELÉS ALKALMAZÁSA

A SZENNYVÍZTISZTÍTÁSBAN

SZABÓ ANITA

slide2

Szennyvíz vs. ivóvíz

  • Hasonló folyamatok
  • Eltérő nagyságrendű szennyezőanyag koncentráció
  • Azonos/eltérő eltávolítandó komponensek
  • Eltérő/azonos célok
slide4

A klasszikus biológiai szennyvíztisztítás

  • Mechanikai fokozat
    • Nagy sűrűségű szervetlen anyagok
    • Úszó anyagok (zsír, olaj)
    • Ülepedő szervesanyagok
    • TSS, KOI, BOI, TP
  • Biológiai fokozat
    • Szervesanyag lebontás
    • Nitrifikáció a szervesanyag terhelés függvényében
    • KOI, BOI, NH4-N, PO4-P, TP
slide5

Kémiai szennyvíztisztítás

Def:A szennyvizek kémiai módszerekkel való tisztítása –

szűkebben: Fe, Al, Ca, Mg tartalmú sók adagolása

Célja:

  • Foszfor eltávolítás (foszfát kicsapás)

Fe3+ + PO43-FePO4 (<0,1 mg/L TP)

  • Lebegőanyag és szervesanyag eltávolítás

koaguláció-flokkuláció: Fe3+vas(III)-hidroxidok

  • Szulfid kicsapás (bűz csökkentése)
slide6

Foszfor eltávolítás (egyszerűsített reakciók)

Foszfát kicsapás

Fe3+ + PO43-FePO4

Al3+ + PO43-AlPO4

Me/P arány elméletileg 1,0 – a valóságban több kicsapószer kell (környezeti tényezőktől függően)

Párhuzamos reakciók – hidroxid képződés

[Fe(H2O)6]3+ + H2O  Fe(OH)33H2O + 3H3O+

[Al(H2O)6]3+ + H2O  Al(OH)33H2O + 3H3O+

slide7

Foszfor eltávolítás

Több folyamat kombinációja

  • Fém-hidroxid kicsapódás (enyhén pozitív töltés)
  • Foszfátot és hidroxidot is tartalmazó csapadék képződése
  • PO43- adszorpciója a képződött csapadék felületén
  • Fázisszétválasztás!
slide8

Foszfor eltávolítás - Alkalmazott vegyszerek

  • Egyszerű v. háromértékű fém-sók (Fe, Al)
    • Fe2(SO4)3, FeCl3, (Al2(SO4)3)
  • Előpolimerizált fém-sók
    • a hidrolízis egy része a koaguláns gyártása közben lezajlik
  • Ca, Mg tartalmú sók, kétértékű Fe-sók (kisebb jelentőségűek)
slide9

Foszfor eltávolítás

  • Az összes foszfor tartalom átlagosan 50-60%-a oldott ortofoszfát-foszfor (kommunális nyers szennyvíz)
  • A kicsapás önmagában még nem elegendő, szükséges a hatékony ülepítés is - koaguláció nem nélkülözhető
  • Hatékony foszfát-kicsapás viszonylag kis dózisoknál
  • A háromértékű egyszerű fémsók lényegesen hatékonyabbak, mint az előpolimerizált sók
  • Egyszerű fém-sók hatása lényegében azonos (Fe/Al, szulfát/klorid)
  • Hatóanyag tartalom (molekulatömegek)!
slide11

Foszfor eltávolítás

  • Dózis növelésével a hidroxid képződés jelentősége megnő (PO4-P nagy része szilárd formába került – további fém a hidroxid-képződésre fordítódik (költség-hatékonyság!)
  • Kicsapás/fázis-szétválasztás
slide12

Környezeti tényezők hatása a foszfát kicsapásra

  • A P kicsapás hatékonyságát számos paraméter befolyásolja:
    • Koaguláns minősége és mennyisége
    • Aktuális pH érték
    • Nyers szennyvíz összetétel (dinamikusan változik)

(PO4-P, KOI, oldott KOI, TSS, lúgosság, Ca, Mg stb.)

    • Keverési intenzitás
    • Kontakt idő
  • A nyers szennyvíz összetétel ismeretében általános ökölszabályok adhatók a várható P (és egyéb szennyezőanyag) eltávolításra
  • Az egyéb környezeti tényezők szabályozhatók
  • Kérdés: mit érdemes figyelembe venni/szabályozni?
slide13

pH

  • A pH 5,0-7,0 intervallumban a P kicsapás hatékonysága ~ állandó
  • Közepes dózissal 7,0 körüli pH alakul ki
  • A semleges körüli pH tartomány megfelelő a biológiai folyamatok és a P kicsapás szempontjából is
  • A pH érték szabályozása hazai körülmények között nem szükséges
slide15

Keverési intenzitás és kontakt idő hatása a P eltávolításra

Pini = 1.0 mg/L

Fe/P = 3.0

slide16

Lebegőanyag eltávolítás

  • Nagy része a sikeres koaguláció és flokkuláció következtében ülepíthető lesz
  • A lebegőanyag eltávolítás hatásfoka nagy mértékben befolyásolja a szervesanyag és a foszfor eltávolítás mértékét
slide17

Koaguláció-flokkuláció

Koaguláció:

A folyadékban kolloid, kvázi-kolloid mérettartományba sorolható részecskék aggregálódási hajlamának létrehozása vegyszer (általában fém-sók) hozzáadásával.

Flokkuláció:

Az aggregálódásra alkalmas kolloid, kvázi-kolloid részecskék aggregálódási sebességének növelése (pelyhesedés, pehely növekedés).

slide19

Szervesanyag (KOI eltávolítás)

  • A szervesanyagok nagy része lebegőanyag formájában van jelen, ami eredetileg nehezen ülepíthető (kolloid, kvázi-kolloid állapotú) és a koaguláció-flokkuláció révén könnyen ülepíthetővé válik
  • A kémiai kezelést követően megmaradó KOI érték megközelítően azonos az oldott állapotú szerves vegyületek okozta KOI-val (150-250 mg/L)
  • Esetenként az oldott állapotú szerves anyagok 10-20%-a is eltávolításra kerül
slide20

Szervesanyag (KOI eltávolítás)

  • A szerves anyag eltávolítás hatásfoka 55-75% a nyers szennyvíz minőségének függvényében
  • Azonos szerves anyag eltávolításhoz megközelítően azonos koaguláns dózisok szükségesek – az anyagi minőségtől csaknem függetlenül
slide23

Szervesanyag (BOI5) eltávolítás

  • A maradék BOI megközelítően azonos az oldott BOI-vel (80-200 mg/L)
  • 40-65% eltávolítási hatásfok
  • Az alkalmazott vegyszerek hatása megközelítően azonos
  • A vegyszeradagolás növelése csak egy adott pontig növeli a szervesanyag eltávolítás hatásfokát
slide25

Bűz problémák

  • Csökkenő szennyvízhozam – szennyvíz növekvő tartózkodási ideje a hálózatban
  • Anaerob mikrobiológiai folyamatok
  • Bűz-hatással járó anyagok képződése (elsősorban a csatornaiszapból)
  • Kén-hidrogén, merkaptánok, dimetil-szulfid
  • Lakossági panaszok gyakoribbak
  • iszap kiülepedés csökkentése, egyes csatornaszakaszok felülvizsgálata
  • tisztítási gyakoriságának (iszap kiemelés) növelése
  • az oxigénhiányos állapot megakadályozására oxidálószer adagolásával (oxigén, hidrogén-peroxid, stb.)
slide26

Bűz problémák

  • Előkicsapatás a bűz-problémák megoldásában is szerepet játszhat a szennyvíztisztító telepen
  • Hatékony szulfid eltávolítás (Fe tartalmú vegyszerek)
slide27

Kémiai szennyvíztisztítás

  • Önállóan vagy biológiai szennyvíztisztítással kombináltan
    • CEPT
    • Közvetlen kicsapás
    • Előkicsapás
    • Szimultán kicsapás
    • Utókicsapás
slide28

CEPT eljárás (Chemically Enhanced Mechanical Treatment)

TSS eltávolítás: 70%

TP eltávolítás: 75%

BOI eltávolítás: 50%

slide29

Közvetlen kicsapás

TSS eltávolítás: 85%

TP eltávolítás: 90%

BOI eltávolítás: 70%

slide30

Elő-kicsapás

TSS eltávolítás: >90%

TP eltávolítás: 95%

BOI eltávolítás: >90%

slide31

Szimultán kicsapás

TSS eltávolítás: >90%

TP eltávolítás: 90%

BOI eltávolítás: >90%

slide32

Utó-kicsapás

TSS eltávolítás: >90%

TP eltávolítás: >95%

BOI eltávolítás: >90%

slide33

Kombinált kémiai és biológiai szennyvíztisztítás - intenzifikálás

  • Meglévő telepek intenzifikálása
    • Hidraulikai kapacitás
    • Felületi szervesanyag terhelés
    • Szennyezőanyag eltávolítási hatékonyság
  • Előkicsapás, szimultán kicsapás, utókicsapás
slide34

Előkicsapás

Cél:

  • P eltávolítás (befogadók eutrofizáció elleni védelme)
  • Biológiai tisztítási fokozat terhelésének csökkentése (lebegőanyagok és szervesanyagok eltávolítása, nitrifikáció hatékonyságának növelése)

Hatások

  • Foszfor, szilárd állapotú, nehezen bontható szervesanyag csökkentése
  • Nitrifikációra pozitív hatás
  • Potenciális hátrányok: pH, iszapmennyiség, C:N:P arány megváltozása – denitrifikációs problémák
slide35

felületi terhelés

Cél: lebegőanyag és szervesanyag eltávolítás

nitrifikáció, kapacitásnövelés

Fe3+vas(III)-hidroxidok (FeOOH v. Fe(OH)3)

előülepítő

TSS eltávolítás

mennyiség

iszap

pH és lúgosság csökkenés

fém-hidroxid képződés (koaguláció-flokkuláció, adszorpció)

összetétel

vízteleníthetőség

szilárd állapotú szennyező-anyagok (TSS) eltávolítása

rothaszthatóság, gázkihozatal

mezőgazdasági elhelyezés

koaguláns adagolás

bekeverés

KOICr, BOI5

költségek (+)

TN

szervesanyag lebontás

biológiai folyamatok

nitrifikáció

TP

denitrifikáció

PO43-

kicsapás, adszorpció

biológiai P eltávolítás

S2-

folyamatok stabilitása

Cél: P eltávolítás

Fe3+ + PO43-FePO4 (<0,1 mg/L TP)

gyakorlatban FerPO4(OH)3r-3

költségek (+/-)

slide36

Technológiai célok

  • Elegendő P maradjon a mikroorganizmusoknak
  • Nitrifikálóknak megfelelő pH és pufferkapacitás
  • Maximális szervesanyag eltávolítás (szervesanyag eltávolítás és nitrifikáció esetén)
  • Denitrifikációhoz hasznosítható C-forrás minimális eltávolítása (elődenitrifikáció esetén)
slide37

Kapcsolódások a biológiai tisztítási folyamatokhoz – pH csökkenés

  • A pH hatása a mikrobiológiai folyamatokra
  • A hazai szennyvizek pH értéke viszonylag nagy (8,0 körüli érték), és nagy a pufferkapacitás is
  • Kémiai kezelést követően csak extrém nagy adagoknál csökken a pH 7,0-nél kisebb értékre
  • Az előpolimerizált sók lényegesen kisebb mértékben változtatják meg a pH értékét mint az egyszerű háromértékű sók
slide38

Kapcsolódások a biológiai tisztítási folyamatokhoz - nitrifikációra gyakorolt hatás

1. 0,12 kgBOI5/kgMLSS/d

2. 0,26 kgBOI5/kgMLSS/d

1. 0,18 kgBOI5/kgMLSS/d

2. 0,40 kgBOI5/kgMLSS/d

slide39

Kapcsolódások a biológiai tisztítási folyamatokhoz - denitrifikációra gyakorolt hatás

  • Szennyvízben levő oldott és partikulált szervesanyagok felhasználásával történő denitrifikáció hatékonysága 5-10% -kal csökkenhet
  • A nyers szennyvíz minőségétől és a kémiai kezeléssel megvalósított szervesanyag eltávolítástól függ – adott szennyvízre kell meghatározni
  • Ha jelentős csökkenés  a szilárd szervesanyag eltávolítás mértékét szabályozni kell!
slide40

Frakcionált szervesanyag eltávolítás

>0,8 um

  • Elsősorban a nagyobb méretű szervesanyagok eltávolítása
  • Esetenként az oldott (<0,45 m) 5-20 %-a is (nem szabályozható)
  • Kis dózis: nagyobb (>8 m) frakció
  • Nagyobb dózis: finomabb frakció is (200 nm-nél nagyobb)
slide41

Méreteloszlás és kémiai összetétel házi szennyvizekben (KEMIRA, 1990)

A kis lebegőanyag tartalmú szennyvíz biológiai bontása rövid idő alatt megvalósul

Az eredetileg nagyterhelésű eleveniszapos rendszer kémiai kezeléssel közepes, vagy kisterhelésűvé alakul – nitrifikáció lehetősége

slide42

Tisztított szennyvíz

Tisztított szennyvíz

10%

10%

15%

Biológiai tisztítás

60%

30%

Biológiai tisztítás

Előülepítés

75%

Kémiai előkezeléssel intenzifikált előülepítés

Szervesanyag eltávolítás szerkezeti átrendeződése

slide45

Kémiai kezelés hazai alkalmazása

  • Csak foszfor eltávolítás céljából
  • Elsősorban szimultán kicsapás
  • Csak elvétve találunk előkicsapást
  • Indokok:
    • idegenkedés a vegyszerek adagolásától
    • elődenitrifikációra gyakorolt potenciális kedvezőtlen hatás
    • az iszapmennyiség növekedése
    • esetleges problémák az iszap kezelésekor (víztelenítés, rothasztás)
    • a pH változás mértéke