Ipari Szennyvíztisztítás Szakmai Nap – összefoglaló
A Magyar Víz- és Szennyvíztechnikai Szövetség (MaSzeSz) Ipari Szennyvíztisztítás címmel 2017.november 30-án tartott szakmai napot. Az ipari szennyvizek tisztítása napjainkban kiemelt fontosságú, a szabályozás szigorodásával, valamint az iparágak és így az ipari szennyvizek sokféleségét tekintve pedig komoly kihívást jelent mind a tervezésben mind pedig az üzemeltetésben. A fenntartható erőforrás gazdálkodás, természetes vizeink védelme, valamint a gyártási technológia költség-hatékonysága érdekében egyaránt egyre fontosabbá válik olyan megoldások kidolgozása, amely a szennyezőanyagok ártalmatlanítása mellett a szennyvízáramokban megjelenő értékes anyagok és a víz visszanyerését is célozzák.
A mintegy 70 fős érdeklődő közönség Dr. Kárpáti Árpád PhD. MaSzeSz elnökségi tag elnökletével hallgathatta meg a nagyon tartalmas és nagyszámú előadást tartalmazó Szakmai Nap programját, mely a témakör széles spektrumát ölelte fel.
Az első előadást Dr. Keresztényi István, (MOL Nyrt): A Dunai Kőolajfinomító technológiai folyamatiból, és a segédüzemekből, valamint a csapadékok lefolyásából keletkező szennyvizek kezeléséről nitrogéntartalma eltávolításának glicerin-adagolással történő javításáról tartotta meg.
A biológiai tisztítást a négymedencés SBR reaktor megfelelő folyamat ciklizálással biztosítja. A levegőztetést, keverést, gumimembrános diffuzorokkal és szabályozható levegőbevitellel, légfúvókkal biztosítják. A befogadóba bocsátás feltételei a 28/2004 és a 220/2004 Kormányrendeletek szerint IPPC engedélyben adottak.
2012 óta az üzem szennyvíztisztításában üzemeltetési változások vannak:
• a technológiai, segédüzemi és csapadék víz együttes kezelése történik,
• megfelelő primer olajleválasztás oldott levegős flotálással biztosított,
• olajos iszap kezelése további megoldásra váró probléma,
• toxikus fémtartalmú füstgáz mosóvíz kezelése még tökéletesítendő.
A biológiai nitrogéneltávolítás javítására során a következő megállapításokat tették:
- 1. A biológiai nitrogéneltávolítás javítása elengedhetetlen.
2. A kiegészítő szénforrásként adagolt glicerin hatására a nitrogéneltávolítása jelentősen növekedett, ami a ciklikus adagoláskor a szennyvízminőségekben jól követhető volt.
3. A glicerin hatása a denitrifikációnál volt jelentős, de esetenként eltérő mértékkel.
4. 150 g/m3 glicerin adagolása 25-30 mg/l nitrogén eltávolítást eredményezett, miközben a tisztított víz maradék KOI-ja sem növekedett.
5. A vizsgálatok alapján a C:P arányt a biológiai fokozatban az ammónium koncentrációhoz is célszerű igazítani.
6. Próbaüzemet kell biztosítani további optimalizálás érdekében.
Dr. Bakos Vince (társai Dr. Jobbágy Andrea és Simon József) (BME ABÉT) előadása „Az élelmiszeripari szennyvizek a kommunális szennyvíztisztításban – problémák és korszerű megoldások” címmel következett az előadások sorában. Megállapította, hogy a tisztítandó szennyvíz minősége nem uniformizálható. Éppen ezért a külföldi technológiák közvetlenül nem átültethetőek.
Ismertetett egy esettanulmányt, a biológiai nitrogéneltávolítás hatékonyságának és az eleveniszap ülepíthetőségének javítása érdekében végzett üzemi kísérleteikről, nagymértékben ingadozó befolyó BOI5/NH4-N arány esetében. Hatékonyságot növelő új eljárásuk során lehetőség nyílt az üzemeltető korábbi adatainak elemzésére, a helyszíni szennyezőanyag profil mérésére és a tisztítás szimulációjára, azzal is történő vizsgálatára.
Javaslataik:
• nem levegőztetett reaktorterek leválasztása és sorba kapcsolása,
• flexibilis technológia kidolgozása.
Eredményeik:
• a profilmérés és szimulációs eljárás lehetővé teszi a hálózatban a rejtett ipari bebocsátók feltárását, és
• a tagolt anoxikus terek jobb nitrogéneltávolítást, növelhető hatékonyságot biztosítanak.
Összefoglalásában kiemelte:
• az ökölszabályokon és benchmark adatokon alapuló tervezés sok esetben nem célravezető,
• a szennyvíztisztító telepet az vízgyűjtőterülettel együtt kell közös rendszernek tekinteni,
• a reaktorterek tagolása célravezető a rugalmas üzemeltethetőséghez.
Dr. Jobbágy Andrea (BME ABÉT) „Toxikus szerves anyagok ártalmatlanítása biotechnolgiai hasznosítással” c nagy-ívű előadása a különböző ipari szennyvizek komponenseinek jellemzésével indult. Ezek a következő csoportokba sorolhatók:
• nem, vagy csak kevéssé biodegradálható komponensek (xenobiotikumok),
• esetenként rendkívül nagy szerves anyag tartalom,
• C:N:P arány eltolódása,
• toxicitás.
Megállapította, hogy a biológiailag bontható mérgezőanyagok biodegradációja érősen koncentráció-függő. A cél, égetés helyett felhasználás a biodegradációban szénforrásként.
Módszerek: biotechnológiai hasznosítás előkezeléssel, vagy nélküle.
A szennyvíz minősítése, a biológiai bonthatósági mérési protokoll kidolgozásának szempontjai:
• biodegradálhatóság, illetve inhibíció koncentráció függése – nagy szerves anyag tartalmú szennyvizek hígításának szüksége,
• adaptáció lehetősége – oltó biomassza mennyisége és eredete.
• a kometabolózis szerepe – hígító alapszennyvíz szerves anyag tartalma és fajtája,
• egyéb környezeti tényezők (pH, hőmérséklet, N és P, nitrifikáció speciális gátlása),
• aerob, anoxikus, vagy anaerob körülmények megfelelő hangolása.
Ezután szólt a szakaszos üzemű respirációs és a folytonos üzemű nagylaboratóriumi vizsgálatokról, megfelelő példákkal illusztrálva azokat.
Összefoglalásában megállapította, hogy a biológiailag bontható mérgező anyagok megfelelő biotechnológiai eljárásokkal hatékonyan, sőt akár hasznosítva is ártalmatlaníthatók lehetnek, Ennek feltételei:
• megfelelő koncentráció biztosítása,
• megfelelő technológia kidolgozás és megvalósítása,
• tagolt reaktorsor és helyes szennyvíz betáplálás kialakítása.
Zsirkáné Fónagy Orsolya (témavezető Szabóné dr. Bárdos Erzsébet) (Pannon Egyetem, Általános és Szervetlen Kémia Tanszék) „Nagyhatékonyságú oxidációs eljárások a szennyvíztisztításban” címmel kiemelte a téma aktualitását a környezet és élővilág szempontjából. Kitért a gyógyszer hatóanyagok, éterek, ftatátok, peszticidek, naftolok, metilvinil ketonok, benzol szulfonátok, és aromások csoportjai nagyhatású kémiai oxidációval (AOP) történő lebonthatóságára. Az AOP vonatkozásában szólt a foto-fenton, a heterogén fotokatalizációs oxidációról. Ismertette a reaktív gyökök hatékonyságát, részletezte a heterogén fotokatalízis folyamatait, a azon belül a rekombinációt, és a töltés átviteli folyamatokat. Alapkutatásuk során a vizsgált modellvegyületekből néhány példát ragadott ki. Nyomon követték a degradációt, azonosították a közti termékeket. Kifejlesztettek a keletkező aktív gyökök meghatározására alkalmas módszereket. Vizsgálataik laboratóriumi, félüzemi és kisüzemi méretűek voltak, s elsősorban nehezen lebontható mosószert tartalmazó szennyvizek tisztítására.
Összefoglalásként a következőket emelte ki:
• szennyezőanyagonként más-más megoldás lehet hatékonyabb,
• AOP tervezésénél figyelembe kell venni a szennyvíz összetételét, vízhozamát, a tisztítási követelményeket, a szükséges reakcióidőt, és a költségtényezőket.
• A fotokatalitikus kezelés más eljárások (pl. vegyszeres előtisztítás, biológiai lebontás) jó kiegészítése lehet.
Szélpál Zoltán és Szélpál Tamás (HYDROPROKEKT’ 99 Kft.) „Szennyvízmennyiség mérés” c ezt követő előadása gyakorlatilag termékismertetés volt.
Elsőnek az indukciós mérőkről szóltak, amikor is a beépítés helyétől függő és a csővezetékbeli áramlásra kifejtett hatásokat ismertették.
Részletesen a RAVEN-EYE RADAR A/V – val történő áramlásmérést ismertették, amely a mérendő közeggel való érintkezés nélkül történik.
Mérési elve: Digitális Doppler Radar sebességmérés és ultrahang, vagy radar a vízszint, esetenként nyomásmérésre. Az érzékelő műszer az áramlás fölé van rögzítve, így nem zavarja az áramlási viszonyokat. Elemzi a vízfelületen a sebesség eloszlását, átlagsebességet számol, majd számítja a térfogatáramot a Q=v*A egyenletből.
Az AVI-MAG teltszelvényű elektromágneses áramlásmérés több-érzékelős rendszer, melynek kicsi a költsége, nagy a pontossága, egyszerű a telepítése. A felépítése robosztus, DN 100mm-től 2500 mm-ig és 0-6 m/s sebességhatárok között alkalmazható. Felhasználása ipari és települési célú víztechnológiában javasolható.
Muhi Alexandra (PURECO) „Vízi szárnyas üzemből származó ipari szennyvíz tisztítása” c. előadásában egy Mélykúton zöldmezős beruházásban létesülő üzem szennyvíztisztítását ismertette.
A kacsavágóhídon 5000 kacsa/h, 10 h/d üzemidővel 1 műszakban történik a vágás. A szennyvíztisztítást 24 órás folyamatos üzemben végzik, a tisztítandó napi vízhozam 1000 m3/d, az óracsúcs 150 m3/h. A napi BOI5 terhelése 2528 kg/d, ami durván 42 000 LE-nek felel meg. A napi öN terhelés ezzel szemben csak 203 kg.
A telep mechanikai és fizikai-kémiai előtisztítása: durva és finom rács, koaguláció flokkuláltatás és flotálás. A biológiai fokozat: szelektor, anoxikus és aerob eleveniszapos tisztítás és utóülepítés. Van ezt követően polishing (harmadik tisztítási fokozat), homokszűrés és biológiai aktívszén (AC) szűrés is, majd fertőtlenítés NaOCl-dal. A befogadó élővíz. Az iszap víztelenítése centrifugákkal történik.
Előadásában kitért a PURECO referenciákra, melyek élelmiszeripari, tejipari, és vágóhídi üzemekben létesültek.
Thury Péter (társszerző Pitás Viktória) (PUREAqua Kft): „Kokszolói szennyvíz tisztítási problémái” c. előadás során egy nagyon kedvezőtlen összetételű szennyvíznek a kezelési lehetőségei kerültek bemutatásra. Áttekintette az előadó a technológia fő lépéseit, a kezelés hőmérséklete a keletkező illó komponensek tekintetében. A keletkező nagyhőmérsékletű gáznak vízpermettel való hűtése, majd a kondenzátum szeparációja után, nagyszámú, erősen toxikus, jelentős hányadában aromás szerves anyag marad a szennyvízben. A cianid-mentesítés után mintegy négy-ötödében szerves N tartalom marad a tisztítandó szennyvízben, melynek NH4-N tartalma és a biológiai oxidációjakor keletkező salétromsav is csak szűk pH tartományban történő nitrifikációt tesz lehetővé. Fontos emellett a már előzőkben említett egyéb szerves komponensek toxicitása is, amelyek együttesen igen szigorú jogi és műszaki szabályozási igényt támasztanak a kokszolói szennyvíz biológiai tisztításával szemben. Az előadás magas-szintű elméleti ismereti áttekintést nyújtott.
Összességében megállapítható, hogy
• inhibíciót okozó komponensek keletkeznek a folyamatok során,
• ezek analítikai kihívásokat okoznak,
• haváriák jönnek létre,
• a tisztítás során szűk a mozgástér.
Az előadásban szerepelő tisztítási gyakorlat Magyarországon folyik, a szerzők a kassai US Steel hasonló szennyvíztisztításának optimalizálásában is részt vettek.
Lakner Gábor (HIDROFILT Kft) előadásának címe: „Membrán kontaktor alkalmazása ammónia ipari szennyvízből való kinyerésére”. A feladat napi 5 m3 8000 mg/l ammónia tartalmú szennyvíz koncentrációjának 75 mg/l alá csökkentése volt, a következő feltételekkel:
• ne legyen további folyadékkibocsájtás a kezelt víz mellett,
• értékes, hasznosítható termék jöjjön létre,
• kis kockázattal, elfogadható költségekkel legyen biztosítható a kezelés,
A reakció: 2 NH3+ H2SO4= (NH4)2SO4
A membráncsövecskékbe bejutó ammóniát az ott áramló kénsavoldat hasznos termékké alakítja.
Eredmények:
• jó hatékonyságú kémiai tisztítás,
• a gázmembrán alkalmasságának bizonyítása stabil külső pH mellett,
• sikeres berendezés kiépítés és üzemeltetés az anyagtranszport számszerűsítésével,
• Matematikai modell a folyamatok és üzemeltetés leírására.
Serény József (Envirosys): „Olajipari szennyvizek tisztításának és újrahasznosításának tendenciái”-t ismertette az oroszországi olajfinomítóknál végzett fejlesztéseik alapján.
A nemzetközi kitekintés során szólt a befogadó vízminőségi határértékek oroszországi szigorodásáról, melyek:
• az élővizek védelmét,
• halászati normák bevezetését, és a
• membrán kísérletek 2007 óta tartó PILOT kísérleteit követték.
Szólt a körforgásos gazdaság kritériumairól, arról, ha a befogadónál tisztább a tisztított víz, akkor hasznosítását a hideg, vízhiányos térségekben mindenképpen megfontolják.
A membrántechnológiák az olajfinomítókban is szerves anyag biológiai eltávolításával, s a nitrifikáció/denitrifikáció optimalizálásával, ultraszűréssel kell, foglalkozzanak. Bemutatta, hogy az EDR technológia a víz sótalanítására szolgál, míg a fordított dialízis és az RO a só koncentrálását végzi. Az UF üreges membrán jellemzői: rugalmas, kémiailag stabil anyag (PVDF), a szűrés kívülről befelé történik.
A ZENON ZW MBR a biológiai tisztítást anoxikus és aerob reaktorokban, ultraszűrővel történő fázis-szeparációval végzi. Kiváló vízminőséget biztosít az újrahasznosítás lehetővé tételével. Jellemzője a kis reaktortérfogat, kompakt telepkialakítás lehetséges, nincs szaghatás.
A további tisztítást végző EDR óránkénti 3-4 polaritás-váltással működik, minimális vegyszeradagolással. Az anódon keletkező sav tisztítja a membránokat.
Példaként bemutatta a TANECO olajfinomító szennyvíztisztítási technológiáját, mely kézi rács, olajleválasztás, MBR biológiai tisztítás ultraszűrővel. Ez UV fertőtlenítés után tisztított víz elvezetését biztosítja, vagy sómentesítést és újrahasznosítást tesz lehetővé.
Haáz Enikő (Szerzőtársai: Mizsey Péter, Tóth András József) (BME, ME): előadása a”Technológiai hulladékvizek kezelése fiziko-kémiai módszerekkel a körforgásos gazdaság jegyében” címet viselte.
Az előadás során:
• az illékony szerves szennyezők (VOC-KOI) és szerves halogén tartalmú (AOX) hulladékvizek direkt gőzbefúvatásos – desztillációs kezelésével,
• a komplex oldószerelegyek extraktív heteroazeotróp desztillációjával, és
• a mosószeres technológiai hulladékvizek vákuumos bepárlásával és membrán-műveletével
végbemenő folyamatokat ismertették. Kitértek a hulladékvíz-kezelési stratégiák módszerére is.
Laboratóriumi desztillációs eredményeiken túlmenően az ipari AOX eltávolító desztilláló kolonnás vizsgálataik műszaki gazdasági értékelésével is foglalkoztak.
A komplex oldószerek kezelése során ismertették egy és két ternerelegy elválasztása esetére kitűzött céljaikat és eredményeiket.
Az extraktív heteroazeotróp desztilláció (EHAD) folyamata során az elegyekben képződő biner és terner azeotrópok listájának felsorolása kapcsán megállapították, hogy összetett desztillációs eljárásra van szűkség.
Végezetül kijelentették, hogy a VÍZ kielégíti az ágens általános követelményeit,
• megváltoztatja a rendszer gőz-folyadék egyensúlyát,
• forráspontja megfelelő, sokkal magasabb, mint a szétválasztandó komponensek,
• továbbá olcsó, hőálló, szelektív és könnyen elválasztható, valamint nem korrózív és nem mérgező.
Számítógépes szimulációjuk során a Cheme CAD szoftver UNIQUAC modelljét használták, mely az adott tányérszámokban a legkisebb extraktív ágens mennyiségét keresi.
A laboratóriumi munkájukból az EtOH-EtAc-Víz-MEK szeparáció eredményeit mutatták be.
A mosószeres technológiai hulladékvizek kezelése során az EVAP (vákuumos bepárlás) és RO membrános eljárás eredményeiről szóltak.
Összefoglalásként:
a VOC desztillációs eredményeikből leszűrték, hogy
• újrahasznosítási célból desztillációval kinyerhető gyógyszeripari hulladékvizekből a diklórmetán,
• az eljáráshoz ipari méretű kolonnát terveztek, amely 400 l hulladékvizet képes feldolgozni óránként és az AOX vegyületeket 8 ppm koncentráció alá csökkenti.
Az EHAD eredmények alapján mindhárom hulladékelegy elválasztható az extraktív azotróp desztillációs eljárással. A háromkomponensű hulladékelegyek esetében további számításokat végeztek az EHAD kolonna fej és fenéktermékeinek az elválasztására.
Az EVAP + RO eredményei:
Az 1000 mg KOI/l koncentráció – közcsatorna határérték – alá csökkenthető a detergens tartalmú technológiai hulladékvíz szerves anyag szennyezettsége vákuum bepárlás és fordított ozmózis eljárás kombinált alkalmazásával
Lamaire Bernadett (BKSZTT, BME ABÉT): „Tápanyaghiányos élelmiszeripari szennyvizek tisztítása költséghatékony EBCR technológiával” című előadása során az elméleti háttérből kiindulva leszögezte, hogy az eleveniszap pelyhek ülepedő képessége alapvető fontosságú a biomassza és a tisztított víz elválasztásánál. A mérsékelt N és P tápanyaghiány, az oxigénhez hasonlóan a fonalasok elszaporodásához vezethet, míg a súlyos N és P tápanyaghiány folyamatos oxigénellátáskor az extracelluláris poliszacharidok (glikokálik) túltermelődését okozhatja. Ezek rossz ülepíthetőséghez vezethetnek az eleveniszapos rendszerekben. Az élelmiszeripari szennyvizek nagy C és kis tápanyag (N, P) tartalmúak. Ezért viszkózus iszapduzzadás kialakulása miatt rossz az ülepíthetőségük. Az EBCR – Enhanced Biological Carbon Removal megoldás a biológiai többletszén eltávolítás N és P tápanyaghiányos környezetben anoxikus/oxikus környezeti ciklizációval.
A GAO-k (glikogén – akkumuláló organizmusok) anyagcsere útja hasonlít a PAO-kéhoz (foszfor akkumuláló organizmusokéhoz), ezért nem kívánatosak az EBPR (Enhanced Biological Phosphorus Removal) rendszerekben. A GAO-k miatt ugyanakkor EBCR rendszereknél az intracelluláris poliszacharid tartalom felmehet 8%-ról 25-50 %-ra ezáltal nő a szén sztöchimetriai aránya a biomasszában. Ezzel arányosan kevesebb tápanyag válik szükségessé ugyanolyan mennyiségű biomassza keletkezéséhez, azaz többletszén távolítható el a szennyvízből ). A biológiai többletszén eltávolítással a tápanyag hiány kompenzálható, a tisztítás javítható.
Laboratóriumi kísérletek: jobb ülepedési tulajdonságok a NA/AE rendszerben a többletszénhidrát felvétel és sejten belüli tárolás a NA/AE rendszerben.
Nagyüzemi eredmények tápanyag adagolás nélkül: a biomassza intracelluláris szénhidrát tartalma a GAO-k jelenlétére utal.
Negatív korreláció a GAO-k abundenciája és az iszap ülepedési indexe között, vagyis az Alfa proteobacteria GAO-k jelenléte kedvezően befolyásolja az iszapülepedést.
A marginális N és P elérhetőség mellett folyamatos levegőztetésnél iszapduzzadás jelentkezhet, míg a súlyos N és P hiány anaerob/oxikus ciklusoknál GAO-kkal stabilizálta az iszapszerkezetet, ülepedést, s vele a tisztítás működését.
Összefoglalva: a nagyüzemi és laboratóriumi eredmények igazolták, hogy megfelelő reaktorelrendezés mellett a GAO-k irányított elszaporodásán alapuló EBCR technológia hatékonyan képes kezelni a tápanyaghiányos szennyvizek tisztítása során fellépő viszkózus vagy fonalas iszapduzzadást. Kiegészítő laboratóriumi kísérleti eredmények megmutatták, hogy súlyos nitrogénhiány önmagában is okozhatja a GAO-k elszaporodását, valamint, hogy tápanyaghiányos szennyvizek tisztítására alkalmazott hagyományos tápanyag-adagolásos módszer szűkös N és P elérhetőséghez vezet, ami nem várt iszapülepedési problémát okozhat az eleveniszapos rendszerekben.
A Szakmai Napot levezető Dr. Kárpáti Árpád PhD. befejezésként értékelte a Szakmai Napot tartalmassá tevő előadásokat és időszerűnek, előremutatónak, valamint eredményesnek ítélte azokat zárszavában.
Összeállította: Prof. Emerita Dulovics Dezsőné dr.
Ipari Szennyvíztisztítás Szakmai Napunk előadásai megtalálhatóak a Tudástárban
