Hidrológiai Közlöny 1998 (78. évfolyam)
2. szám - Jobbágy Andrea–Simon József–Szántó Imre–Varga Gyula István: Szagtalanítás limitált nitrát adagolással a Balaton körüli regionális szennyvízelvezető rendszereken
106 I HDRO HX jIAI KÖZLÖNY 1998. 78. ÉVF. 2. SZ. kutatások és a kísérletek során a probléma megoldására kipróbálta a szakirodalom által javasolt megoldási módokat éppúgy, mint a saját, illetve társcégekkel együttműködve, valamint egyetemi kutatóhelyek bevonásával kifejlesztett szagcsökkentő - szagmegelőzö módszereket. A kipróbált módszerek az alábbiak voltak (részletes elemzésüket ld. [4] és [5]): - szagok hígítása a kürtőhatás elvén, - szennyvíz átkeverése, levegőztetése az egyes átemelőkben, - a szennyvíz „oxidálása", illetve „fertőtlenítése" erős oxidáló szerekkel (pl. hidrogén-peroxid, kálium-permanganát, klórgáz, hipoklóros-sav stb.) - szulfidlekötés színesfém-tartalmú reagensekkel, - szagok közömbösítése lúgos-savas gázmosással, - szagok maszkírozása illataroma-tartalmú olajokkal, - gázmegkötés polimerizált óriásmolekulájú vegyületekkel (pl. AIRPUR), - a szennyvíz pH-értékének, illetve redox-potenciáljának szabályozása, - az adszorpció illetve abszorpció különböző reagensekkel (pl. aktívszén), - szennyvízgázok égetése, katalitikus oxidációja, - légszűrés aktivált biológiai rétegeken, baktériumpopulációk segítségével, - liofilizált baktériumtörzsek szennyvízbe juttatása a zsíranyagok és a biohártya bontására, - "másodlagos oxigénpótlás" nitrát tartalmú vegyszerek adagolásával. A felsorolt módszerek nagy részének közös jellemzője, hogy már mint meglévő problémával számolnak a szennyvíz berothadásával és csupán ennek hátrányos hatásait igyekeznek valamilyen módon csökkenteni. Kivételt csupán a természetes vagy mesterséges oxigénpótlást szolgáló eljárások képeznek, de itt levegő ill. gázállapotú oxigén bejuttatása esetén mindig számolni kell egy kilevegőzéssel, úgynevezett sztrippeléssel, ami már jelentős mennyiségű, kellemetlen szagú szennyvíz-komponenst juttathat a környezetbe. A gazdaságosságot is figyelembe véve, minden szempontból a legkedvezőbbnek az a - Budapesti Műszaki Egyetem Mezőgazdasági Kémiai Technológia Tanszékével közösen, laboratóriumi, majd azt követő üzemi kísérletekben kidolgozott - nitrátadagolási eljárás bizonyult, mely nem a probléma tüneti kezelésére, hanem lehetőség szerinti megelőzésére szolgál. 3. Szagtalanítás limitált nitrátadagolással Régóta ismert, hogy a nitrátok három oxigén-atomja a szennyvízben előforduló nitrát bontó baktériumok révén jól hasznosítható az oldott oxigén elfogyását követően, és úgynevezett „diszponibilis oxigén"-ként előnyt élvez a nehezebben bontható szulfátok oxigénjével szemben. Ezen, hagyományos leírással szemben - a feltárt mikrobiális reakciómechanizmusok alapján - napjainkban már sokkal árnyaltabban fogalmazhatunk. A szulfátredukció kénhidrogén képződéshez vezető reakcióját - tejsavból, az anaerob lebontás egyik kulcsvegyületéből kiindulva - az (7) összefüggéssel írhatjuk le [1] CH3CHOHCOOH +0,43H 2S0 4 +0,067NH, tejsav Desulfovibriodesutfurican.s (1) 0,33CH, 4N 0 2O 0 4 + 0,96CH 3COOH + 0,43H 2S + biomassza ecetsav +0,7C0 2 + 0,94H 20 A keletkező ecetsav ismét felhasználható szulfátredukcióra (1. (2) összefüggés) az anaerobitás fokának elmélyüléséhez, további kénhidrogén termeléshez vezetve. 5CH,COOH + 5SO4- > (2) 5H 2S + 10HCC>3+215kJ A denitrifikáló mikroorganizmusok az ecetsavat nitrát felhasználásával - nitrogéngáz képződése mellett - széndioxiddá és vízzé alakítják. 5CH3COOH + 8NO3 +8H + > (3) 4N 2 + 10C0 2 + 14H 20 + 4000 kJ Mivel a (3) reakcióban ugyanazon mennyiségű ecetsav szubsztrátként való felhasználása nyomán jóval nagyobb mennyiségű képződött energia áll rendelkezésre a mikroorganizmusok szaporodásához ill. egyéb anyagcsere folyamataihoz, a denitrifikáló mikroorganizmusok ú.n. metabolikus előnnyel rendelkeznek a szulfátredukáló mikroorganizmusokkal szemben. Ez azt jelenti, hogy nitrát lokális jelenlétében a szulfátredukáló mikroorganizmusok tevékenysége visszaszorul, mivel előlük a felhasználható szubsztrátokat - elsősorban a tejsavat ill. az esetlegesen képződő ecetsavat - a denitrifikáló mikroorganizmusok elfogyasztják. A nitrát-tartalmú anyagok megfelelően szabályozott és kontrollált adagolásával tehát elérhető annak megelőzése, hogy a szennyvíz anaerobitási foka elmélyüljön. Az eljárás - több éves laboratóriumi és üzemi kísérletek [2,3] alapján - kidolgozott feltételrendszerét, melynek egyik alapvető tényezője a denitrifikáló mikroorganizmusok szaporodásának egyidejű limitálása, feltalálók az MSZH-nál 212.371 lajstromszámon bejegyzett szolgálati szabadalomban fogalmazták meg. A módszer lényege az, hogy gyökerénél kell megelőzni a problémát, vagyis azon szakasz előtt kell megkezdeni a nitrát tartalmú vegyszer adagolását, amely szakaszon a szennyvíz anaerobitásának foka egyébként elmélyülne. Az adagolás mennyiségét és a kezelt szakasz hosszát úgy kell megválasztani, hogy a folyamat közel egyensúlyban maradjon, vagyis se baktérium túlszaporodás, sem pedig a másodlagos oxigénforrás hiánya ne jellemezhesse a rendszert. Mindezt egy - a kísérletek során kialakult - „know-how" alapján, illetőleg lehetőség szerint helyszíni mérések eredményeit figyelembe véve biztosítjuk. A kidolgozott eljárás alkalmazásának hatékonyságát a Siófok nyugati szennyvízelvezető rendszer példáján szemléltetjük, amely a Balaton térségének leghosszabb és legbonyolultabb csatornarendszere, 26 km-t meghaladó főgyűjtővel (/. ábra). A terület jellegéből fakadóan szükségszerűen nagy a nyomóvezetékek aránya, melyek helyenként viszonylag hosszú szakaszokon követik egymást. A tartózkodási idő általában magas, mivel a rendszer csúcsterhelésre van méretezve.
