Hidrológiai Közlöny 1982 (62. évfolyam)

5. szám - Dr. Benedek Pál–dr. Farkas Péter: A biológiai és a harmadlagos szennyvíztisztítással elérhető szerves mikroszennyező eltávolítás

Dr. Benedek P.—

dr. Farkas P.: A biológiai Hidrológiai Közlöny 1982. 5. sz. 213 is azt jelzik, hogy a biológiai szennyvíztisztító eljárásnak mindenképpen teljesítmény határai vannak. Ezeket a határokat szeretnénk a továbbiak során „tágítani". Megjegyezzük még, hogy eddigi fejtegetéseinkben a kifejezetten mikroszennyezőknek tekinthető vegyületeket egyszerűen a biorezisztensek közé soroltuk. Azonosításuk igen magas • fokú műszerezettséget igényel, a gyakorlati esetek túlnyomó többségében lehetetlen. 2. Az utóülepítés jelentősége Az un. levegőztetett tavak kivételével az összes biológiai eljárásban szerepel valamilyen fázisszétválasztás. A leggyakrabban alkalmazott módszer a gravitációs ülepítés. Az ülepítés kétféle úton is befolyásolja a biológiai fokozat tisztítási hatásfokát: a szerves lebegőanyag visszatartása által egyrészt közvetlenül, másrészt az eleveniszap koncentráció és ezen keresztül az iszapmunka érték (iszapkoncentráció és tartózkodási idő szorzata) beállítása által, amely — ez a 3. ábrából is kitűnik — a tisztított szennyvíz oldott szervesanyag tartalmára (szűrt KOI) gyakorol befolyást. Az utóülepítés elmélete egyike a szennyvíztechnológia legvitatottabb kérdéseinek. Ghobrial a VÍTUKÍ-ban végzett kutatásai során tisztázta az ülepítés tervezésénél felmerülő nehézségeket [21]. Az ülepítés hatásfokát az eleveniszap kolloidkémiai sajátságai, elsősorban a fajlagos térfogata (Mohlmann-index) alapvetően befolyásolják. Ezt a tisztítás során szintetizálódó kolloidok és a szennyvíz kölcsönhatásának rosszúl meghatározott, idáig jórészt ismeretlen tényezői okozzák. Néhány összefüggés — empirikus jelleggel — ismert, mint pl. az, hogy ha az eleveniszapban fonalas baktériumok szaporodnak el, ezek az iszap flotálódását (sludge bulking) okozzák. Ismeretes továbbá az is, hogy az eleveniszap túllevegőztetése (tápanyag távollétében) az eleveniszap pelyhek széteséséhez vezet. Az ülepítés tervezésében 1969 óta Pflanz képletét alkalmazzuk, amely a tisztított szennyvíz lebegőanyag tartalma, valamint az un. „felületi lebegőanyag terhelés" között állapít meg összefüggést [22]: (l + fí)

f

/ Xe = k

Pf - X

v (5)' -P u ahol: Ezzel szemben a magyar előírás a lebegőanyag terhelést csupán a ^-hozam alapján számítja: X

e — az utóülepítőből elfolyó lebegőanyag (g/l), Aj — a levegőztetőből elfolyó lebegőanyag (g/l), F

u — az utóülepítő felülete (m

2), q — szennyvíz hozam (m

3/h), R — recirkulációs arány, kpj — állandó. Elvileg a recirkuláció mértékének nem lenne lényeges befolyása a tisztított szennyvíz lebegőanyag tartalmának megszabályozásában, hiszen a lebegőanyag terhelés R

qX

x hányada a recirkulációs iszappal az utóülepítő zsompjából távozik („alulfolyó"), a lebegőanyag kimosását tehát csak a bukóéi felé irányuló („felülfolyó") g-hozam végzi. A recirkuláció fokozása azonban az utóülepítőben a turbulencia fokozását eredményezi. Xe = k. •Pt Fu X

v (6) Az (5) és (6) összefüggésekben k

v

f a Pflanz-féle állandó, mint látni fogjuk, utóbbi értékére a Mohlmann-indexből is következtethetünk. Ghobrial hívta fel a figyelmet arra a tényre, hogy nem mindegy, milyen magasan áll az ülepítőben az iszapfelhő szintje. Összefüggést állapított meg az iszaptérfogat (F„), valamint a V

ü ülepítőtérfogat aránya, a ií-recirkulációs hányados, az X

r recirkuláltatott, valamint a X

i levegőztető medencebeli eleveniszap koncentráció között [21]. Ghobrial elvi alapokra helyezte az iszapforgalomnak (fölösiszap leeresztésnek) az iszapfelhő magassága alapján történő szabályozását. Kiegészítette továbbá a Pflanz- képletet az alábbi módon: (1 +R

)g ~ ~Fi, 1 VJVa (VJVu)* (7) ahol (V„l V

u)

c

r az a kritikus iszaptér: ülepítőtér arány, amelynél az iszapfelhő annyira megközelíti a bukóélet, hogy az iszap tömegesen kezd kimosódni. Figyelemre méltó, hogy hozamingadozások szempontjából az ülepítő a szennyvíztisztító rendszer legkényesebb eleme; a kimosódás következtében fellépő iszap veszteség sebessége a hozam négyzetével arányos. Ghobrial az iszapfelhő magasságának mérésére a VITIJKI-ban kifejlesztett optikai érzékelőt alkamazott. Ghobrial megfigyelései alapján javasoljuk a felszálló sebesség mellett a recirkulációs arány és az iszap-volumen figyelembevételét az utóülepítők méretezésénél. Továbbá gondolni kell arra is, hogy az utóülepítő egyben sűrítő. Ennek a kettősségnek szintén jelentkeznie kell a tervezési irányelvekben. Ezek részletesebb kifejtésétől itt most azonban el kell tekintenünk. 3. A biológiai rendszert kiegészítő eljárások Kiegészítő eljárásnak tekintjük azokat az elsősorban fizikai és kémiai eljárásokat, amelyek az eleveniszapos (esetleg csepegtetőtestes) rendszerrel kombinálva, annak hatásosságát a mikroszennyezők eltávolítása tekintetében emelik. Rögtön megemlítjük, hogy létezik biológiai kiegészítő eljárás is. Elsősorban a talaj-rendszerekre gondolunk, ahol a talaj biocönózisa „csodákat" képes művelni a „biorezisztens" anyagok lebontása terén, de említhetjük az irányítottan tenyésztett makrovegetációt is (pl. békalencse, nád, stb.) [23]. Mi a kiegészítő eljárásainkat 3 csoportra osztjuk: a) koagulációsb) adszorpciós- és c) szűrő eljárások Az eljárások — akár csak az eleveniszapos rendszer maga is — két mechanizmus révén hatásosak: a) az oldott anyag szilárdanyagba vitele és b) a lebegőanyag csökkentése által Fentiekből kitűnik, hogy az eljárások egyaránt