A szennyvíztisztító telep működése

A szennyvíztisztító telep célja, hogy a háztartásokból és iparból közcsatornán, vagy tartálykocsin érkező szennyvizet az előírt határérték mértékéig megtisztítsa, mielőtt azt - a legtöbb esetben - visszaengedik a befogadóba (általában élővizekbe, kis üzemméret esetén szikkasztómezőre). Előremutató megoldás a tisztított szennyvíz újrahasznosítása.

‍

A tisztítás mértékét - a teljesítendő paramétereket - az illetékes szakhatóság határozza meg a befogadó kategóriájától vagy a tovább hasznosítás céljaitól függően. A minőségi elvárásnak való megfelelést az alkalmazott tisztítási technológia lehetőségei befolyásolják. Ahogy a beérkező szennyvíz jellemzői, a befogadó környezeti „érzékenysége” is területileg változik, ezért minden egyes szennyvíztelep más-más paraméterekkel működik, eltérő elvárásoknak kell megfelelni.

‍

A hagyományos szennyvíztisztító telep működése több, egymásra épülő lépésből áll:

Mechanikai tisztítás (1. fázis)

Az első fázis a „durva” szűrés. A nyers szennyvízzel érkező kisebb-nagyobb darabos szennyezők kiszűrése és eltávolítása mechanikus módon a legcélravezetőbb.

‍

A mechanikai tisztító fokozatot (első fázisnak vagy szakzsargonban „előmechanikának” is szokták mondani). Itt különböző sűrűségű rácson és/vagy a mosógép dobjához hasonló perforált dobszűrőn jut keresztül a nyers szennyvíz, míg a szűrőkön fennakadnak a szilárd hulladékok, más néven „rácsszemét”.

‍

1. Durvarács‍

• Rácsköz: kb: 20-40mm
• Amit megfog: rongyok, műanyag zacskó, faág, nagyobb hulladékok

2. Finomrács

• Rácsköz: kb. 3–10mm (modern telepeken gyakran 5–6 mm)
• Amit megfog: textildarabok, higiéniai termékek, kisebb műanyagok, ételmaradékok

3. Mikrorács vagy dobszűrő

• Nyílásméret: kb. 0,5–3mm
• Amit megfog: haj, rostos szennyeződések, szálas anyagok

4. Homok- és zsírfogó (elválasztás)‍

• Tipikusan: 0,2 mm feletti homok és földszerű szemcsék ülepednek ki
• Amit eltávolít: homok, kavics, üvegszilánk, nem oldott zsírok, olajok és egyéb felúszó szennyezők

‍

A homok- és zsírfogó medencében általában egy kotró is üzemel, amely a medence alján végighaladva összekotorja a leülepedett szilárd anyagot, amit a medence végén kiemelnek belőle. Ugyanezt teszi párhuzamosan a felszínen haladó zsírkotró lapát is, amely az olajos-habos anyagot hordja a medence végébe. Tangenciális homok és zsírfogás esetén pedig a palást mentén forgó vízből válnak ki ezen szennyeződések.

‍

Előülepítés

A szennyvíz összetételétől, mennyiségétől függően egyes szennyvíztisztítók folyamataiba előülepítő medencét építenek be abból a célból, hogy a döntően szerves anyagból álló üledéket a medence aljáról – ugyancsak kotrásos eljárással – különválasszák a szennyvíztől.

‍

Az első fázisban keletkező melléktermékek hasznosítása

A szennyvíztisztítás első fokozatában összességében a szennyeződések kb. 30–40%-a távolítható el.

A „rácsszemét” hasznosítása is lehetséges ugyan, de mivel az egyes anyagok szétválasztása, tisztítása költséges folyamat, olcsóbb, ha lerakókba, esetleg égetőműbe kerül. A homokfogóból kikerülő kvarc, kavics, üveg és fémszilánkok víztelenítést követően leginkább hulladéklerakóba szállítható.

‍

Az előülepítés során kinyert iszap (primer iszap) szerves anyagban gazdag, de nem mellesleg igen bűzös massza, amely víztelenítést követően jól használható biogáz termelésre.

Biológiai tisztítás (2. fázis)

Ha mechanikai előszűrés a telep „előszobája”, akkor a második, biológiai fokozat a „nappalija”. Ebben a fázisban a szennyvíz levegőztetett medencékbe kerül, ahol mikroorganizmusok (baktériumok) bontják le az oldott és finom lebegő szerves szennyeződéseket.

‍

A fő folyamatok:

• Szervesanyag-lebontás (BOI, KOI csökkentése)
• Nitrifikáció: ammónia → nitrát (aerob környezetben)
• Denitrifikáció: nitrát → nitrogéngáz (anoxikus környezetben)

‍

A folyamat alapja az eleveniszap, amely baktériumokból és mikroorganizmus-közösségekből áll.

‍

Mit jelent a BOI és a KOI?

A BOI (Biológiai oxigénigény) azt fejezi ki, hogy mennyi oldott oxigénre van szükségük a mikroorganizmusoknak a szennyvízben lévő biológiailag lebomló szerves anyagok lebontásához.

‍

BOI₅: 5 nap alatt, 20 °C-on mért oxigénfogyasztás. Mértékegysége: mg O₂/l. Minél magasabb az érték, annál több a lebomló szerves szennyezőanyag, minél kisebb, annál "tisztább" a víz. Ez mérnöki alapadat a szennyvíztisztításban. A nyers kommunális szennyvíz: 200–400 mg/l BOI₅, míg a biológiailag tisztított szennyvíz: < 25 mg/l BOI₅ (határérték körüli)

‍

A KOI (Kémiai Oxigénigény) azt mutatja meg, hogy mennyi oxigénre lenne szükség a szennyvízben található összes – biológiailag lebontható és le nem bontható – szerves anyag kémiai oxidációjához.

‍

A KOI mérése gyors laboratóriumi eljárással történik, általában erős oxidálószer (pl. dikromát) alkalmazásával, és mértékegysége mg O₂/l. Minél magasabb a KOI értéke, annál nagyobb a szennyvíz teljes szervesanyag-terhelése. A KOI fontos kiegészítő paramétere a BOI-nak, mivel a nehezen vagy egyáltalán nem biodegradálható szennyezőket is figyelembe veszi.

‍

Hogyan működik a biológiai tisztítás?

A folyamat elve, hogy a természetben is jelen lévő bontó baktériumok táplálékként fogyasztják el az oldott szerves és szervetlen anyagokat.

‍

Hagyományos, ma még elterjedtebb átfolyós szennyvíztisztító esetén a denitrifikáció és nitrifikáció térben és időben elválasztva, külön medencékben történik. Az újabb, SBR technológia esetén a folyamatok egy térben, de időben elválasztva, vagy egyidejűleg történik, egy erre speciálisan tervezett, kombinált medencén belül.

‍

Biokémiai folyamatok‍

Nitrifikáció (oxidáció)

A szennyvízben lévő ammónia (NH₄⁺) oxigén jelenlétében előbb nitritté (NO₂⁻) alakul át a Nitrosomonas baktériumoknak köszönhetően, majd a nitrit nitráttá (NO₃⁻) lényegül át Nitrobacter baktériumok közreműködésével.

Az átalakulás folyamatok alapfeltétele az oxigén jelenléte, ezért szükséges az intenzív levegőztetés légbefúvók segítségével.

‍

Denitrifikáció (redukció)

Mi történik a nitráttal? A nitrát (NO₃⁻) oxigénhiányos környezetben nitrogéngázzá (N₂) alakul, ami eltávozik a levegőbe. E folyamat feltétele az oldott oxigén hiánya anoxikus térben. Azért elvárás a nitrogén formák eltávolítása, mert a befogadó élővízben túlzott tápanyagként eutrofizációt (algásodást) okoznak.

‍

Utóülepítés (csak az átfolyós rendszer esetében)

Az utóülepítés során a baktériumos pelyhek leülepednek a medence fenekére. Ez lehetővé teszi, hogy a felül lévő tisztább viz tovább folyjon, illetve a dekantált iszap egy része visszaforgatható legyen a biológiai fázis elejére, vagy vízelenítést követő további hasznosításra. Az SBR (Sequencing Batch Reactor) rendszerben nincs külön utóülepítő, mert az ülepítés funkciója ugyanabban a medencében, időben elkülönítve valósul meg.

Kémiai tisztítás, fertőtlenítés (3. fázis)

A kémia tisztítás nem minden szennyvíztelepen valósul meg de, a kommunális szennyvíz megváltozott összetétele miatt ma már hatósági elvárás az új vagy felújított telepekkel szemben a harmadik tisztítási fázis megvalósítása.

‍

A zömmel a tisztítószerekkel szennyvizekbe kerülő foszfortartalom eltávolítása azért fontos, mert a nitráthoz hasonlóan eutrofizációt (túlzott tápanyagterhelést) okoz a befogadó élővízben. A foszfor eltávolítása vegyszerekkel (vas- vagy alumíniumsókkal) történik.

‍

A fertőtlenítés nem állandó velejárója a szennyvíztisztításnak. Amikor arra időszakonként szükség van, az is vegyszerekkel történik.

‍

Iszapkezelés

Az iszapkezelés a szennyvíztisztítás elengedhetetlen része, amely jelentősen befolyásolja a telep üzemeltetési költségeit, környezeti hatását és fenntarthatóságát. A szennyvíztisztítás során keletkező primer és szekunder (biológiai) iszap mennyiségének csökkentését, stabilizálását és ártalmatlanításra vagy hasznosításra való előkészítését szolgálja. Megfelelő technológia alkalmazásával az iszap nem hulladék, hanem másodlagos erőforrás lehet.

‍

Iszapkezelés lépései

‍

1. Sűrítés - az iszap víztartalmának csökkentése gravitációs, flotációs vagy mechanikus eljárással.
2. Stabilizálás - a könnyen bomló szerves anyagok lebontása: anaerob módon (biogáz-termelés keretében) vagy aerob módon (kis telepeken)
3. Vízeltávolítás (víztelenítés) szalagszűrő, centrifuga vagy kamrás szűrőprés alkalmazásával.
4. Végső elhelyezés / hasznosítás
   • Mezőgazdasági felhasználás (ha megfelel az előírásoknak)
   • Komposztálás
   • Energetikai hasznosítás
   • Lerakás
   • Bioszén előállítás körforgásos gazdálkodásban

‍

Mikroszennyezők eltávolítása (4. fázis)

Az Európai Uniónak a városi szennyívízkezelés szabályait frissítő, 2027-ben életbe lépő direktívája (Urban Wastewater Treatment Directive) egyebek mellett immár tételesen kitér a mikroműanyagok, gyógyszermaradványok szennyvízből való bizonyos szintű eltávolításának szükségességére. A mikroszennyezők kiszűrésére, eltávolítására számos speciális eljárás létezik.

‍

• Vegyszeres derítés és ülepítés
• Biológiai tisztítás
• Párologtatás/evaporáció
• Ultraszűrés
• Mikroszennyezők eltávolítása
• Foto-oxidációs vagy más AOP technológia gyógyszermaradványokra
• Fordított ozmózis

‍

Ezen szennyvíztisztítási technológiák kivitelezése és hatékony alkalmazása kifejezetten a Water4All Zrt. erősségei közé tartozik. A kibocsátás előtt álló tisztított szennyvíz igény szerinti fertőtlenítése UV-fénnyel, ózonnal vagy vegyszerekkel (pl. klór) történik és akkor szükséges, ha érzékeny befogadóba kerül a víz.

A tisztított szennyvíz kibocsátása

A tisztított szennyvíz kibocsátása a szennyvíztisztítási folyamat utolsó lépése, amelynek célja, hogy a kezelt víz a környezetet nem károsítva vissza kerülhessen a természetes víz körforgásba. A kibocsátás jellemzően felszíni befogadóba (folyó, patak, tó), kisebb üzemméret esetén talajba juttatása szikkasztással vagy újrahasznosítása (pl. ipari vagy öntözési célra) történik.

‍

A kibocsátott víznek meg kell felelnie a jogszabályban rögzített határértékeknek, különösen a szervesanyag-terhelés (BOI₅, KOI), a lebegőanyag, a tápanyagok (nitrogén, foszfor) és – szükség esetén – a mikrobiológiai paraméterek tekintetében.

‍

Az egyes tisztító telepekre vonatkozó határértékek a befogadó érzékenysége szerint a szakhatóság állapítja meg és ellenőrzi. Ezek betartása elengedhetetlen az élővizek oxigén háztartásának, ökológiai állapotának és vízhasználati céljainak védelme érdekében.