Hidrológiai Közlöny 2002 (82. évfolyam)
5. szám - Oláh József–Kovács György–Borbélyné Jakab Judit–Kucsák Mónika: A dél-pesti szennyvíztelep bioszűrő tisztító-egységével elért eredmények értékelése
264 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2002. 82. ÉVF. 5. SZ. 1. táblázat A rögzített biomasszával működő legfontosabb aerob eljárások összefoglalása A rendszer megnevezése Áramlás iránya, rá táplálás Hordozóanyag Levegőztetés Iszapeltávolítás Csepegtetötest Lefelé, permetezés Zúzott kő, törmelék, láva-salak, műanyag töltet Passzív Passzív iszap leszakadási Merülő csepegtetötest Elkevert reaktor Korongok, hengeres testek Passzív Passzív iszap leszakadás Bemerülő bioszűrő, rögzített ágy Szennyvíz és a levegő egyen- v. ellenáramban Nagy fajlagos felületű szemcsés és strukturált anyagok Aktív légbefüvás Aktív öblítéssel Áramló töltetű bio-ágy Elkevert reaktor Szemcsés és nagy fajlagos felületű, strukturált anyagok Aktív légbefüvás Aktív öblítéssel. Utóülepítés Áramló, fluid ágy Felfelé, egyenáramban Nagy fajlagos felületű, strukturált anyagok Aktív légbefüvás Aktív öblítéssel Eleveniszap és porszerú hordozóanyagra telepített biomassza kombinációja Elkevert reaktor Szemcsés (0<110 |im) és nagy fajlagos felületű, strukturált anyagok Aktív légbefüvás Utóülepítés 3. A hordozóanyag töltet jellemzése A hordozóanyag kiválasztásának főbb szempontjai, hogy a töltet nagy fajlagos felületű (> 200 m 2/m 3), fizikailag, kémiailag és biológiailag ellenálló tulajdonságokkal rendelkezzen, valamint ioncserélő, adszorpciós és lebegőanyag megkötő kapacitása legyen az anyagnak. Megválasztásánál törekedni kell arra, hogy ne legyen a viz és az anyag között nagy sűrűségbeli különbség (Brandt és Hegemann, 2001) A fenti szempontokat a szinterezett üveg, zeolit, mordemt, vulkáni tufa, egyes műanyagok és az égetett agyag származékok elégítik ki. 4. A bioszűrőkkel szerzett általános üzemelési tapasztalatok értékelése A bioszűrés olyan szennyvíztisztító eljárás, amelyben a heterotrof biomassza hordozó-anyagra van telepítve és a szennyvíz a szűrőben alulról felfelé áramlik. A szűrőben három fázis egymással szorosan érintkezik: - szilárd fázist a biohártya által körülfogott szemcsés szürőanyag képezi, - az alulról felfelé vezetett szennyvízáram, folyékony víz-fázis, - az alulról felfelé áramoltatott gáznemű fázis a befujt levegő, ill. az anoxtkus folyamat termékeként keletkező nitrogén alkotja. A bioszűrőket általában a biológiai szennyvíztisztítás második lépcsőjeként építik be ammónia és nitrát eltávolítás céljából. Zhang és Bishop (1996) vizsgálatai szerint a nitrifikáló biofilmben a pH értéke HC0 370 2 aránytól fiigg, ha az arány > 5 akkor a biofilmben a pH csökkenés < 0,4 - 0,6. Amennyiben az arány < 3 úgy a pH csökkenés viszonylag nagy 1,4 - 1,6. Tehát a hidrokarbonát ion koncentrációjának a pH és ezáltal a nitrifikáció optimalizálása szempontjából meghatározó szerepe van. A befolyó szennyvíz KOI koncentrációjának növekedésével (KOI >170 mg/l) a nitrifikáló és a heterotrof baktériumok közötti verseny következtében a nitrifikáló baktériumok száma vissza szorul és a szén vegyületek lebontása kerül előtérbe. Yun Chang Fu és Bishop (1995) megállapította, hogy a növekvő oxigén ellátással (0 2 koncentráció > 5 mg/l) csak a légzési sebesség nőtt, de nem növekedett az átlagos KOI eltávolítási sebesség. Ez arra utal, hogy a növekvő oxigén ellátással megnő a biomassza endogén légzése, vagyis a biofilm felületén aerob stabilizáció játszódik le. Brandt és Hegemann (2001) szerint a szorpció, denitrifikáció és a P eltávolítási folyamatok hatékonysága alapján lehet összehasonlítani az egyes hordozó-anyagokat. A hatékony működés megköveteli, hogy egy hordozó-anyagnak a fajlagos felülete legalább 500-1000 m 2/m 3 legyen. Rehbein és munkatársai (1997) vizsgálatai szerint a bioszűrőn a hatékony nitrifikáció feltétele, hogy a tisztítandó szennyvízben a C/N arány < 2,0 és a szűrő nitrogén terhelése 2,0 kgN/m 3 nap alatt legyen. Horn (1999) mérései szerint a nitrifikációs szűrő szubsztrát eltávolítási sebessége függ a biofilter anyagától, a gáz és folyadék, folyadék és biofilm közötti anyagátadástól és diffúziótól. A szerző modellt alakított ki, amellyel le lehet írni a bioszűrő teljesítményét, a szubsztrát és a hidraulikai viszonyokat. Barjenbruch (1998) mérései szerint a szűrő optimális térfogati terhelését (kg/m 3nap) nitnfikációnál NH 4-N-ra 0,1-1,5 , denitrifikációnál (N0 3-N) 0,8 - 4,0 értékek között kell tartani. A szerző a bioszűrők alkalmazását elsősorban második tisztítási fokozatban ajánlja. Mildenberger (1999) vizsgálatai szerint a finom szemcséjű töltet esetében az ún. film-diffüziós hatás csökken A durvább szemcsék esetében a diffúzió javul. A biomaszsza növekedés finom szemcséjű anyagnál akadályozta a filmdiffüziót, míg durvább szemcsék esetében a diffúzió emelkedett. 5. A dél-pesti bioszűrési eredmények értékelése 5.1. A bioszűrők alapadatai A telepen kialakított a BIOFOR (Biological - Fixed Oxygen - Reactor) a bioszűrési technológia egyik formája, amelyet a telep második biológiai fokozataként építettek be. A szennyvíztelep nitrifikáló (N) és denitrifikáló (DN) szűrőinek műszaki adatait a 2. táblázatban mutatjuk be. A nitrifikáló és a denitrifikáló szűrők egyértelműen tápanyag (nitrogén formák) eltávolításra vannak beállítva. 2. táblázat A dél-pesti szennyvíztelep nitrifikáló (N) és denitrifikáló (DN) szűrőinek műszaki adatai A szűrő A A Szűré A szűA szűrő Befúv. I berendezés szúró szűrő si serő am. terhelése levegő | megfelütérfobesfaj lag. mennyinevezése lete gata ség felülete sége _2 m m 3 m/ mW kgNH,kgN0 3m '/ óra N/m 3nap N/m 3nap óra Nitrifikáló 560 2352 7,0 -2000 0,6-1,0 10000-1 szűrő (N) 14000 Denitrifikáló 227 703 14,2 -1000 1,2-1,7 szűrő (DN)
