Hidrológiai Közlöny, 2013 (93. évfolyam)

2013 / 1. szám - Kiss Katalin: Az előülepítés folyamatának részletgazdag vizsgálata

KISS KATALIN: Az elöülepítés folyamata ... 71 Az elöülepítés folyamatának részletgazdag vizsgálata Kiss Katalin Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék, 1111. Budapest, Műegyetem rkp. 3., email: kiss.katakfa gmail.com Kivonat: A tanulmány a gráci, mint reprezentatív nagyvárosi szennyvíztisztító telep (500 000 LE) egyik előülepítő medencéjének részletes áramlástani vizsgálatát mutatja be. A vizsgálat célja az előülepítő medencék működésének mélyebb megértése az áramlási és lebegőanyag transzport folyamatok átfogó tanulmányozásával és a nyert ismeretek felhasználása a tervezésben, technológiai méretezésben különböző összetételű szennyvizek és szennyvíztisztítási technológiák esetén. A vizsgált előülepítő medencében különböző nagyságú felületi terhelések esetén több mérési kampányt végeztünk. A beállított felületi terhelés értékek az alacsonytól a jóval a tervezési irányelvekben megadott felső határon túl terjedő értékekig húzódtak. A mérési kampányok alatt a befolyó és elfolyó lebegőanyag koncentrációt és vízhozamokat folyamatosan on-line regisztráltuk. A medencékben kialakuló áramlási viszonyokat (térbeli sebességeket, turbulencia jellemzőket) mindeközben finom felbontású raszter mentén mértük egy erre a célra különösen alkalmas akusztikus Doppler elvű áramlásmérővel mértük. Ezzel lehetővé vált a medence különböző felületi terhelések melletti lebegőanyagleválasztási hatásfokának az elemzése, valamint a leválasztási hatásfok közvetlen összekapcsolása az egyes felületi terheléseknél előálló áramlási sebességekkel és turbulencia-jellemzőkkel, előülepítő medence, szennyvíztisztítás, áramlás, leválasztási hatásfok. 2. A vizsgált szennyvíztisztító telep A gráci csatornahálózat egyesített főgyűjtői összesen 825 km hosszú hálózatot képeznek. A telep a mechanikai tisztítást (rács, homokfogó, előülepítők) követően eleveniszapos szennyvíztisztítási technológiával tisztítja az érkező szennyvizeket. Az iszapkezelés a nagyvárosi szennyvíztisztítókra jellemző anaerob iszapstabilizációval történik. A vizsgált telep főbb terhelési adatait a 2. táblázat, az előírt határértékeket a 3. táblázat mutatja be. 2. táblázat: A gráci szennyvíztisztító telep főbb terhelési adatai Kulcsszavak: 1. Bevezetés A szennyvíztisztítás folyamatában az elöülepítés célja, a nyersiszap, és az úszó lebegőanyag eltávolítása. A széles körben alkalmazott tervezési irányelvek (pl. ATV A 131 2000) az előülepítők eltávolítási hatásfokát Sierp ( idézve Gujer, 2007 alapján.), Greeley (1938.) a következőkben adják meg: 1. táblázat: Különböző szennyezőanyagok eltávolítása a Paraméter Nyers szennyvíz |g/LE*d] Fajlagos terhelés |g/LE*d| az előülepítőben a hidraulikai tartózkodási idő függvényében Paraméter Nyers szennyvíz |g/LE*d] 0,5-1,0 h 1,5-2,0 h BOI

5 60 45 40 KOI 120 90 80 LA 70 35 25 öN 11 10 10 ÖP 1,8 1,6 1,6 A gráci szennyvíztisztító telep számokban Kapacitás 500 000 LE Kapacitás 30 000 kg BOI,/d Kapacitás 60 000 kg KOI/d Kapacitás 4 750 kg N (TKN)/d Kapacitás 750 kg TP/d Vízmennyiségek 90 000 m

3/d (szárazidőben) Vízmennyiségek 1 600 l/s (szárazidőben) Vízmennyiségek 3200 l/s (csapadékos időben) KeletkeztMszar)^ 600-800 in

3/d Az előülepítő medencéket tervezési irányelvek „fekete dobozként" kezelik a méretezés két fő paramétere mindöszsze a hidraulikai felületi terhelés q [m

3/m

:h; m/h] és a napi mértékadó szennyvízhozamra vetített átlagos hidraulikai tartózkodási idő [h]. A medence kialakítási részleteinek (vízbevezetés, geometria, vízelvétel) és üzemvitelének (kotrás, üzem közbeni kapacitás növelés és csökkentés) tervezésére azonban kevés iránymutatást találunk. Ez utóbbi legtöbb esetben az egyes szakmai műhelyek empirikus tapasztalata alapján történik. Az ülepítő medencék tervezése és javítása elősegítésére már a XX. század elején és közepén részletes helyszíni méréseket, félüzemi kísérleteket végeztek (Hazen, 1907; Greley, 1938; Muszkalay és Vágás, 1956.; Vágás 1957; Vágás, 1960 és Vágás 1967), amelyek rámutattak, hogy helyes vízelosztással és víztereléssel a medence működése javítható. A XX. század második felében és a XXI. század elején végzett számos előülepítő kutatás (Tebbutt-Christoulas, 1975; Tay, 1982; Aiguier et al., 1996; Lindeborg et al., 1996; Christoulas et al., 1998; Chancelier et al., 1998; Tiehm et al., 1999; Matko et al., 1996; Chebbo et al., 1998; White-Verdone, 2000; Larsen, 2000, Rostami et al., 2011) célozta meg a mérések módszertanának fejlesztését, a nyersiszap ülepedésének matematikai leírását, numerikus előülepítő modellek előállítását. Jelen tanulmány a gráci, mint reprezentatív nagyvárosi szennyvíz-tisztító telep (500 000 LE) egyik előülepítő medencéjének részletes vizsgálatát mutatja be. Az elfolyó tisztított víz minősége meg kell, hogy feleljen a tisztítási követelményeinek, melyek a 3. táblázatban vannak megadva. 3. táblázat: A telepről elfolyó tisztított szennyvíz minőségére vonatkozó követelmények Elfolyó szennyvíz minőségére vonatkozó követelmények Főbb paraméterek Követelmény Eltávolítási hatásfok BOIs max. 15 mg/l min. 95 % KOI max. 75 mg/l min. 85 % NH„-N max. 5 mg/l ÖN min. 70 % (T>12°C) P (összes) max. 1 mg/l A vizsgált medence egy téglalap alaprajzú előülepítő medence volt. Hossza 32,5 m, szélessége 7,00 m, valamint a legkisebb hasznos mélysége 3,95 m. A medence fenéklejtée 1 . A szennyvíz-evezetés felöli oldalon (a medence homlokoldalán) alakították ki a két iszapgyüjtő zsompot a medence alján, melyek mérete egyenként 3,5 m x 2,55 m x 2,90 m (szélesség x hosszúság x mélység). A medence aljára leülepedett nyersiszapot pajzsos kotró gyűjti össze a zsompokba. A szennyvízbevezetés két oldalt lévő csatornán történik, közöttük pedig lamellákon keresztül jut be a szennyvíz a medencébe (1. ábra). 3. Az alkalmazott mérési módszer A jelen tanulmányban bemutatott mérési sorozatnál a Patziger et al. (2005); Patziger (2007); Patziger et al. (2008)