Hidrológiai tájékoztató, 2004

DIPLOMAMUNKA PÁLYÁZATOK - Zelei Krisztina: Kommunális szennyvíziszap kezelési, elhelyezési módjai és magyarországi helyzete

Az aerob iszapstabilizálás célja, hogy a nyers, illetve biológiailag részlegesen stabilizált iszap és a patogén mikróbák mennyisége csökkenjen. Az aerob iszapstabilizálást huzamosabb idejű levegőztetés biztosítja magában a levegőztető műtárgyban. Az aerob iszapstabilizálás során fölös iszapokat, fölös eleven iszapot, vagy csepegtető testes rendszerből származó humusziszapot stabilizálnak. A folyamat során a mikroorganizmusok (endogén fázisban) saját protoplazmájukat kezdik felélni az energiatermeléshez. Mint már említettem, a szennyvíziszap a szennyvíztisztítás során leválasztott szilárd anyagok és víz keveréke. A víz külső vagy belső víz formájában kapcsolódik a szilárd részecskékhez. A víztartalom csökkentéséhez külső erőre van szükség. Technikai megvalósításánál különböző lépcsők, fokozatok, eljárások különböztethetőek meg: - Mechanikus eljárások: ülepítés, sűrítés, flotálás, szűrés, centrifugálás - Termikus eljárások: nedves oxidáció, szárítás, égetés. A sűrítés célja az iszap víztartalmának csökkentése, ezáltal a szállítási, lerakási költségek is csökkenthetők. Technológiai szempontból beszélhetünk gravitációs sűrítésről, melynek során az iszap lebegőanyag tartalma a részecskék méretétől és sűrűségétől függően a reaktor alsó részében besűrűsödik. A flotációs sűrítés lényege, hogy a vízhez közeli sűrűségű lebegőanyag hidrofóbizálása után, adhézió révén levegő buborékhoz kötve nagy sebességgel felszínre úsztatható, ahonnan folyamatosan eltávolítható. Centrifugával történő sűrítés során a centrifugában fellépő centripetális erő hatására gyorsabb fázisszétválasztás, sűrítés következik be. A sűrítést gépi víztelenítés követi, melynek célja az iszap szárazanyag tartalmának növelése, melynek velejárója az iszaptérfogat csökkenése. Berendezései: centrifuga, szalagszűrő prés, vákuumszűrő, kamrás szűrőprés. Az ülepíthetőség és vízteleníthetőség javításának érdekében az iszapot kondicionálni kell. A kémiai kezelés anorganikus koagulálószerekkel (elsősorban vas- és alumíniumsók, illetve szerves flokkulálószerekkel oldható meg, melyek segítségével a kolloidális méretű lebegőanyagok a közöttük fellépő hatóerő hatására nagyobb méretű „pelyhekké" alakíthatóak át. Az előzőeknél kedvezőbb megoldást jelent a szűrőperlit alkalmazása. Az iszapba szűrőperlitet keverve nő a víztelenítés közben keletkező szűrőlepény vastagsága, amely kis hidraulikus ellenállású, a szűrőszövetről kitűnően lehámló, csepegésmentesen szállítható, szilánkosan törő szűrőlepény, a szürlet pedig jelentősen tisztább, mint más szűrési eljárással történő víztelenítésnél. A termikus kezelés során az iszap struktúrája alakítható át. A termikus kezelés történhet fagyasztással (ez igen költséges és ritkán alkalmazott eljárás), beszélhetünk alacsony hőmérsékletű kezelésről (60-70°C), valamint magasabb hőmérsékletű kezelésről (~ 200°C). A gépi víztelenítés megtörténtével ha az iszapot nem kezeljük termikusan, akkor szárítani lehet. A szárítás célja, hogy a patogéncsírák, gyommagvak stb. elpusztuljanak, s így alkalmas legyen mezőgazdasági kihelyezésre, valamint a víztartalom lecsökkenjen és szállítható legyen. A szárítás történhet természetes úton (iszapszikkasztó ágy) és gépi szárítókkal. Ha az iszap mikrobiológiai szennyezettsége nagy, vagy mezőgazdasági területen „korlátozási feltételek nélküli" kategóriában akarjuk hasznosítani, fertőtleníteni kell. A fertőtlenítés történhet pl. pasztőrözéssel (amely egyben az alacsony hőmérsékletű kezelések csoportjába tartozik), égetett mésszel. Az iszap mennyiségének szélsőséges csökkentésére számos olyan eljárás áll rendelkezésre, mely nem csak a nedvességtartalom csökkentésével, hanem az anyag strukturális átalakításával jár. Ilyen eljárás a pirolízis, az elgázosítás, az iszap önálló és más anyagokkal történő égetése. A pirolízist főként nagy kapacitású telepeken és speciális iszapösszetétel esetén alkalmazzák. Az eljárás során a szerves anyagok oxigénmentes környezetben hő hatására végbemenő vegyi bomlása megy végbe. így a hulladék szervesanyaga gáznemű, folyékony és szilárd végtermékké alakítható. Az égetés célja az iszap mennyiségének minimalizálása (75-95 %-os térfogatcsökkenés érhető el). Alapvetően rögzíthető, hogy az iszapégetés nem elhelyezés, pusztán egy kezelési mód, mely az iszap anyagszerkezeti megváltozását jelenti. Az égetés előnyei mellett számos hátránya is van, amelyek közül a legmeghatározóbbak a légszennyezés, a nagy üzemeltetési, beruházási, karbantartási költség, valamit a maradékanyagok elhelyezése. A szennyvíziszap égetése történhet magában, vagy a gazdaságosság miatt más hulladékokkal együttesen. Az égetés különböző berendezései: forgódobos kemence, etázs kemence, fluidizációs, vagy örvényágyas kemence. Visszatérve a mezőgazdasági hasznosításra, az ehhez kapcsolódó kedvező kezelési mód a komposztálás, amely olyan irányított biológiai folyamat, amelyben megfelelő tápanyagok, nedvességtartalom, hőmérséklet és levegőztetés mellett a szerves és szervetlen anyagok lebomlása és felépítése aerob körülmények között megy végbe, és olyan földszerű végterméket eredményez, amely kb. 40-60 % nedvességtartalmú, humuszképző szervesanyag- és növényi tápanyagtartalma (N,P,K) miatt mezőgazdasági, kertészeti és egyéb hasonló célokra alkalmas. Az iszapból való komposztkészítéshez legalább 40% feletti szárazanyag-tartalom szükséges. Ennek kialakításához esetenként a szennyvíziszapot ki kell egészíteni mezőgazdasági hulladékkal (tőzeg, szalma, forgács, aprított nád stb.), települési szilárd hulladékkal (szemét) ipari hulladékkal (szerves, nem mérgező anyagok). Az igényelt iszaplepény/adalékanyag arány 1:2-1:3 térfogatarány. A komposztálási technológiák három csoportba sorolhatók: nyílt rendszer, ahol nyílt térben megy végbe a komposztálás; zárt rendszer, ahol zárt térben folyik; félig zárt rendszer, amelynél a folyamatok egy része zárt, másik része nyílt rendszerben valósul meg. Törekednünk kell arra, hogy a szennyvíziszapot kezelése után minél nagyobb arányban - ha annak minősége megfelelő - a mezőgazdaságban hasznosítsuk. Minden körülmény között gondoskodnunk kell az iszap kellő stabilizálásáról és fertőző anyag előírt csökkentéséről, mert kezeletlen iszapot a mezőgazdaságban sem lehet el21