Hidrológiai Közlöny 2006 (86. évfolyam)

6. szám - XLVII. Hidrobiológus Napok: Vizeink élővilágát érintő környezeti változások Tihany, 2005. október 5–7.

165 Elemzések és vizsgálatok a biológiai foszforeltávolítás hatékonyságával kapcsolatosan a Debreceni Vízmű Rt. szennyvíztisztító telepén Tarr Éva PhD halig., DE Környezettud. Doktori Iskola, Log-Aqua Bt. 4031. Debrecen, Gyolcsos u. 5. E-mail: tarrevafa vipmail.hu Kivonat: Az eleveniszap foszforfelvevö képessége rendkívüli módon függ a környezetben uralkodó oxigén-viszonyoktól. Anaerob térben, nitrátot nem tartalmazó vízben az eleveniszap ortofoszfát formájában foszfort juttat környezetébe, aerob térben pedig polifoszfátként beépíti a foszfort a testébe. A foszfort a fölös-iszappal tudjuk kivenni a rendszerből. Elemzéseink és vizsgálataink alapján rámutattunk azokra a körülményekre, melyek kevésbé hatékony foszforeltávolítást eredményeznek, ill. rájöttünk, hogy a vízvonal mellett az iszapvonalra, a fölös-iszap elvezetésének jól megválasztott módjára is oda kell figyelni, fokozott biológiai foszforeltávolítás, fölös-iszap, ortofoszfát-felszabadulás. Kulcsszavak: Bevezetés A foszfor természetes vizekbe kerülése az utóbbi évtizedekben egyre nagyobb probléma. Sokan, sok helyen leírták már (Felföldy, 1981; Kárpáti et al., 2001), hogy a foszfor lehet a vizekben élő növényi szervezetek minimumfaktora. Hiányában kevéssé, bőséges jelenlétében nagyon elszaporodnak a vizekben élő algák, melyek azután komoly problémákat okoznak a vizek életében, további felhasználásukban. Törekedni kell arra, hogy a természetes vizekbe minél kevesebb foszfor kerüljön. Többek között a szennyvíztisztító telepekről elfolyó tisztított szennyvizek azok, amelyeknél nagyon nagy a lehetőség a foszfor csökkentésére. Ez a csökkentés jelenleg két úton történhet: kémiai úton, vegyszeres kicsapással, és biológiai módszerekkel. Újabban a két eljárást kombinálják (Dobolyi, 1992; Kárpáti, 2001, 2002). Minden baktériumszaporulat a foszfornak a sejtekbe való beépülésével jár együtt, tehát minden fölösiszap elvétel egyúttal biológiai foszforeltávolítást is jelent. Azt a „biológiai foszfor-eltávolítást", amelynél a baktériumokat bizonyos körülmények között arra ösztönzik, hogy a szokásosnál több foszfort tároljanak sejtjeikben, fokozott biológiai foszfor-eltávolításnak (Kortstee et al. 2000), megnövekedett, vagy luxus foszforfelvételnek (Dobolyi, 1992), vagy biológiai többletfoszfor eltávolításnak (Mudaly et al., 2000; Kárpáti et al., 2002) nevezik. Ezek a körülmények pedig egyrészt az oxigén ciklikus hiánya és jelenléte az eleveniszapban, másrészt az anaerob medence nitrát-mentessége. A fokozott foszfor-eltávolításra képes baktériumok (ún. poli-P baktériumok, vagy foszfor-akkumuláló baktériumok) a foszfort aerob környezetben polifoszfát formájában beépítik a testükbe, anaerob környezetben pedig orto-foszfátként a szennyvízbe juttatják. A polifoszfátot tartalmazó recirkulációs iszap a szerves anyagban gazdag előülepített szennyvízzel találkozva az anaerob medencébe jut. Itt leadja foszfortartalmát, közben energiát nyer. A szennyvíz könnyen bontható szerves anyagait fel tudja venni, de oxigén hiányában nem tudja elkezdeni bontani. Az aerob medencében lebontja a betárolt szerves anyagokat, a felszabaduló energiát pedig polifoszfát formájában raktározza. így az eleveniszap az aerob zónán áthaladva nagyobb foszfor-koncentrációjú, mint előtte. A fölösiszap elvétellel tehát a szokásosnál nagyobb mennyiségű foszfor távozik a rendszerből (Dobolyi, 1992; Kulaev, I., Kulakovskaya, T„ 2000; Kárpáti et al., 2001). Anyag és módszer A debreceni szennyvíztisztító telep kapacitása 60 000 rnVnap. A szennyvíz - összetételét illetően - kommunális szennyvíznek tekinthető. Általában 50 000 m

3 a napi terhelés. A telep jelentős továbbfejlesztése, korszerűsítése 2000-ben fejeződött be. Többek között sor került a biológiai tisztítórendszer bővítésére, ezen belül fontos szempont volt a biológiai nitrogéneltávolítás feltételeinek megteremtése. Természetesen biológiai foszfor-eltávolítás is történik. (Arra, hogy a nitrogén-eltávolításra tervezett szennyvíztelepek képesek foszfátot is - annak akár 97 %-áig is - eltávolítani, 1976-ban jöttek rá (Barnard, 1976)). A biológiai tisztítórendszer elő-denitrifikáló, levegőztető és szimultán (levegőztető-denitrifikáló) medencékből, illetve utóülepítőkből áll. A korszerűsítés eredményeként az alábbi határértékek vonatkoznak a telepre (foszforra még nincsen határérték): KOI: 75 g/ m

3 NH/-N: 10g/m

3 NO

3": 80 g/ m

3 Lebegőanyag: 100 g/ m

3 pH: 6-9 A befolyó nyers szennyvíz, a csak mechanikailag tisztított és a telepről elfolyó tisztított szennyvízminták általában 24 órás átlagminták, az egyéb minták pontminták. Eleveniszap esetén ülepített, szükség szerint szűrt vízfrakció minták. Feldolgozásuk a vonatkozó szabványok és Felföldy (1981) alapján történt. Az elemzéseket a foszfor szemszögéből kísérelem megvizsgálni. Eredmények és értékelésük 25 "5 E 20 15 10 5 0 E Nitrát-N • Reaktív P • összes P 1 13 15 5 7 9 11 Idő (hét) ábra: A nitrát-nitrogén és a foszjorformák alakulása az elfolyó tisztított szennyvízben 2004. 08. 04. -11. 15 24. • Nitrát-N • Reaktív P • Összes P 1 2 3 4 5 6 Idö (hét) 2. ábra: A nitrát-nitrogén és a foszforformák alakulása az elfolyó tisztított szennyvízben 2005. 04. 06. - 05. 12. A szennyvíztelep korszerűsítésekor nem épült meg az előülepítő után tervezett anaerob medence. A rendszer elején levő anoxikus medence kifejezetten denitrifikáló céllal létesült. Oldott oxigén tartalma 0,1 - 0,2 mg/l. Ha a szimultán medencében az utódenitrifikáció során marad