A Magyar Hidrológiai Társaság XXIV. Országos Vándorgyűlése (Pécs, 2006. július 5-6.)

2. szekció: A VÍZIKÖZMŰVEK HELYZETE - Dittrich Ernő, PTE-PMMK Környezetmérnöki Tsz: A gyökérzónás szennyvíztisztitás és technológiai alternatívái

A gyökérzet hatása a hidraulikai viszonyokra: A kétféle konstrukciós változat között az áramlási viszonyokból fakadóan különbség figyelhető meg a gyökérzet, áramlásra gyakorolt hatásait illetően is. A 80-as évek elején publikált szakirodalmi értékelések (Kickuth, Beven and German, stb.) szerint a műtárgyba telepített növényzet gyökérzete a töltet k-tényezőjét javítja. A talajtöltetű gyökérzónás műtárgyakban – e-szerint az elképzelés szerint – a makrofiták gyökérzete átszövi a rendelkezésére álló talajtöltetet. Azokon a helyeken, ahol a gyökérzet elpusztul, ún. makro-pórusok maradnak. A nagy gyökérsűrűség miatt kialakuló makro-pórus rendszer következtében 3 évvel a betelepítés után a talajtöltetű gyökérmezők hidraulikai áteresztőképessége 10-3 m/s értéken stabilizálódik. Ez a talajtöltetű hosszanti átfolyású rendszerekre (Kickuth-rendszer) publikált tézis mára megcáfolódott. Mérési eredményeiket szintetizálva többek között Brix (1994) és Haberl et al (1995) is ennek ellentettjét állítják. Véleményük szerint a talajtestek állandósult áteresztő képessége nem haladja meg a 10-5 – 10-6 m/s-os tartományt, ezért a talajtöltetű műtárgyak tervezésnél nem szabad figyelembe venni a makrofiták gyökérzetének „állítólagos” hidraulikai áteresztő képesség javító hatását. Egyes kutatók vizsgálati eredményei szerint (Haberl et al 1995; Batchellor és Roots 1996) még egyes kavics töltetű hosszanti átfolyású műtárgyaknál is áteresztőképességi problémákat okozott a gyökérzet növekedése, mely annak póruskitöltő hatásából fakad. Breen és Chick (1995) részletesen vizsgálta a rizóma sűrűség eloszlását a gyökérzónás műtárgyakban. Vizsgálataik során arra a következtetésre jutottak, hogy a töltet függőleges szelvénye mentén a gyökérzet sűrűsége a mélység növekedésével folyamatosan csökken. A rizóma sűrűség csökkenés mértékére utal, hogy méréseik szerint a gyökérzet által képviselt biomassza tömeg 70%-a a töltet mélység felső 30%-ban helyezkedik el. Vizsgálataik során kimutatták, hogy az áramlásra jelentős hatással van a gyökérzet sűrűség vertikális változása. Ezért a hosszanti átfolyású rendszerekben a gyökérzet hatására rétegzett áramlás alakul ki. A felső rétegekben a magas rizóma sűrűség a pórusokat jobban kitölti, így itt lassabb áramlások, míg az alsóbb rétegekben gyorsabb kényszer-áramlások alakulnak ki. Ezzel szemben a függőleges átfolyású rendszereket vizsgáló szerzők (Breen és Chick 1995, Laber et al. 2000, G. Langergraber et al. 2003, Winter és Goetz 2003) a gyökérzet töltet eltömítő hatását elhanyagolhatónak tekintik. Kombinált (multistage) rendszerek A kombinált gyökérzónás szennyvíztisztítási eljárások (multistage rendszerek) a kétféle műtárgytípus előnyeit próbálják ötvözni, ezáltal fokozva a technológia hatásfokát és üzemelési biztonságát. A rendszer alap koncepcióját Brix 1993-ban fektette le. Az egyes konstrukciós változatok előnyös tulajdonságai jobban kiaknázhatók, ha a függőleges és vízszintes átfolyású medencéket egymás után sorba kapcsoljuk. A multistage rendszer alap kombinációját a 4. ábra szemlélteti. A rendszer tisztítási hatékonyságát növelni lehet a medencék között recirkulációs vonal kialakításával, melyet a 4. ábra mutat. 10