Hagyományos (mesterséges) szennyvíztisztítás
A városi szennyvizeket általában mesterséges szennyvíztisztító telepeken tisztítják. Mesterséges tisztítás során nagy mennyiségű szennyvíziszap kezelik, melynek kezeléséről, elszállításáról és hasznosításáról gondoskodni kell.
A csatornahálózatba bevezetett szennyvizek eredet szerint lehetnek háztartási szennyvizek és ipari szennyvizek. Ipari szennyvizeket nem lehet korlátozás nélkül a közcsatornába vezetni, olyan mértékű előtisztítást kell az üzemeknek végrehajtani, hogy a csatornába bocsátott szennyvíz minősége kielégítse a vonatkozó jogszabályi határértékeket. A nagyobb, regionális telepek sokszor tisztított ipari szennyvizeket is fogadnak. Az ilyen telepeken keletkezett szennyvíziszapok jelentős mennyiségű toxikus anyagot, nehézfémet tartalmazhatnak, ami határt szab a hasznosíthatóságuknak (pl. mezőgazdasági földeken való felhasználás).
A szennyvíztisztításnak három fokozata lehetséges (VERMES, 1997):
Elsőfokú, vagy mechanikai tisztításkor a szennyvíz fizikailag elválasztható, darabosabb úszó és lebegő anyagait távolítják el, rácsok, szűrők, ülepítő berendezések segítségével. Ez néhány egyszerűbb szennyvízelhelyezési módhoz elegendő hatású tisztítást nyújt, de a korszerű szennyvíztelepeken általában csak a tisztítás első fokozataként jön számításba. A mechanikai tisztításhoz tartozik a csatornahálózaton elvezetett szennyvízbe infiltrációval bekerülő homok eltávolítása is (homokfogók segítségével).
Másodfokú, vagy biológiai tisztítás folyamán a szennyvízben lévő mikroorganizmusok elszaporítása és tevékenységük felfokozása révén bontják és ásványosítják, élő sejtanyaggá alakítják a szennyvíz szerves anyagait, ezáltal a víz szennyező hatása jelentősen csökken. A szerves anyagokat rendszerint aerob körülmények közt (oxigén jelenlétében) működő mikroorganizmusok bontják, ezért levegőt vagy tiszta oxigént juttatnak a rendszerbe. A mesterséges biológiai tisztítás két legelterjedtebb technológiája az eleveniszapos és a csepegtetőtestes tisztítás. A kommunális szennyvizeket a legtöbb szennyvíztisztító telepen első- és másodfokú tisztításnak vetik alá.
Csepegtetőtestes tisztítás. A szennyvíz oldott szerves anyagainak elbontására alkalmazott aerob módszer. A hagyományos (kőzúzalékos) és a műanyag töltetű csepegtetőtestekben az előülepített szennyvíz a nagy fajlagos felületű töltőanyagra települt biológiai hártya mikroorganizmusainaklebontóképessége folytán tisztul meg. A szennyvizet egyenletesen juttatjuk a töltőanyagra. A lebontó mikroorganizmusok számára szükséges aerob viszonyokat a legtöbb esetben a természetes légmozgás biztosítja.
Az eleveniszapos tisztítás a leggyakrabban alkalmazott eljárás országszerte. A mechanikailag előtisztított szennyvíz a nagy mikroorganizmus tömeget tartalmazó eleveniszapos medencébe kerül, ahol a mikroorganizmusok életben tartása és nagy számban történő megújítása érdekében az iszap-szennyvíz keveréket levegőztetik, keverik és áramoltatják. Bizonyos idő elteltével az eleveniszapot ülepítéssel elválasztják a víz fázistól, és egy részét fölös iszapként elvezetik, másik részét visszaforgatják (recirkuláltatják) az újonnan érkező szennyvíz ,,beoltása” céljából. Az eleveniszapos eljárás szuszpendált állapotban lévő baktériumokat használ az oldott és a kolloid állapotú szervesanyagoknak szén-dioxiddá és vízzé való oxidálásához. Az oxidáció révén a szervesanyag nagy része a sejtekbe épül be, amit a fölös iszappal távolítanak a rendszerből.
Harmadfokú tisztítás során a biológiai fokozat végtermékeként keletkezett szervetlen anyagokat (például nitrátok, foszfátok) távolítják el. III. fokozatot ott alkalmazzak, ahol a befogadó élővíz érzékeny (pl. állóvizek, kis vízhozamú vízfolyások). Ez a technológia azonban bonyolult és drága, széles körben még nem elterjedt.
A tisztított szennyvíz befogadója lehet felszíni víz vagy a talaj (mezőgazdasági területek, faültetvények). Hazánkban a tisztított szennyvizeket általában felszíni vízfolyásokban helyezik el.
A szennyvíziszap a mesterséges tisztítás kiküszöbölhetetlen mellékterméke, legnagyobb részét a biológiai tisztításkor keletkező élő- és elhalt mikroorganizmusok tömeg adja, melyet az utóülepítőkből távolítanak el. Kisebb része a mechanikai tisztítási fokozatban, az előülepítő(k) fenekén összegyülemlő ún. nyersiszap.
Szennyvíziszap kezelésnek nevezzük mindazokat az eljárásokat, amelyeket a keletkező iszappal a szennyvíztisztító telepen végeznek a térfogat és a fertőzőképesség csökkentése, a kezelhetőség, a hasznosíthatóság, illetve az elhelyezhetőség javítása céljából. Mivel a települési szennyvíziszap víztartalma nagy (átlagosan 95-98%), a leggyakoribb kezelési módszer az iszap nedvességtartalmának csökkentése, mert ezzel az eljárással a továbbkezelendő iszap térfogata jelentős mértékben csökkenthető, aminek jelentős gazdasági hatásai vannak (VERMES, 1997). A kezelési módszereket alapvetően az iszap összetétele (eredete) és további felhasználása határozza meg. Gyakori a mezőgazdasági területekre (tápanyagtartalom hasznosíthatósága miatt) vagy rekultiválandó területekre való kihelyezés.
A települési szennyvizek kezelésének másik lehetősége a természetes szennyvíztisztítás, mely 5000 lakosszám - leginkább: 2000 lakosszám - alatti településeknél jöhet szóba. Környezetvédelmi (csekély energia- és vegyszerfelhasználás, nem termelődik szennyvíziszap) és gazdaságossági szempontból is ajánlható.
A szennyvizekben található legfontosabb szennyezőanyagok
Úszó és lebegő szennyeződések
Ezen szennyezőanyagok nagyobb része mechanikai tisztítással eltávolítható. A szilárd részecskék durva és finom rácsokkal, homokfogókkal és ülepítőkkel, a szennyvíz tetején úszó zsírok, olajok pedig zsírfogókkal választhatók le.
Biológiailag bontható szerves szennyezőanyagok
A nagy szervesanyag tartalmú, nyers szennyvizeket, ha élővízbe vezetik, megindulnak a természetes biológiai lebontási folyamatok, a vizekben élő mikroorganizmusok által. A mikroorganizmusok a lebontó munkájuk során oxigént használnak el a vízből. Ha nagy mennyiségű szerves szennyezés kerül a vízbe, ez jelentős oxigént fogyaszt el a vizekből, így nem marad elegendő oxigén a magasabb és alacsonyabb rendű élőszervezetek számára. A szerves anyagok bontása oxigénmentes körülmények között, anaerob úton is végbemehet, anaerob mikroorganizmusok által. Anaerob bomlás során azonban bűzös és mérgező melléktermékek is keletkeznek.
Fentiekből következik, hogy a vizekbe vezetett szennyvizek szerves anyagainak bomlása károsítja ill. terheli a vízi ökoszisztémákat. A szervesen bontható szennyezőanyagok jelentős részét a szennyvizekből el kell távolítani, mielőtt élővízbe vezetnék őket (másodfokú tisztítás). A szennyvíztelepeken kontrollált körülmények között, szintén mikroorganizmusok segítségével történik a tisztítás, a vizek természetes öntisztulási folyamatához hasonló elven. Az oxigénellátást mesterséges levegőztetéssel biztosítják.
A szennyvizek szerves szennyezőanyag tartalmával függ össze a lakosegyenérték (LE) fogalma. Egy lakos által naponta a csatornába bocsátott szennyvíz szervesanyag tartalmát nevezzük lakosegyenértéknek. Az EU települési szennyvíztisztítást szabályozó irányelve a lakosegyenértékfogalmát a következőképp határozza meg: egy LE az a szennyvízben lévő biológiailag lebontható szerves szennyezőanyag-mennyiség, amelynek ötnapos biokémiai oxigénigénye 60 g BOI5 naponta (91/271/EGK irányelv, 2. cikk).
Növényi tápanyagok
A szerves szennyezők biológiai bontás során egyszerűbb anyagokká bomlanak (CO2, víz, ammónia, metán stb.). A szerves anyagokban kötött nitrogén nagy része nitrátokká alakul, a foszfor pedig foszfátokká. A másodfokú biológiai tisztítás jó hatásfokkal eltávolítja (pontosabban lebontja) a szerves anyagokat a szennyvízből, viszont annak nitrogén és foszfortartalma a növényezet által könnyen felvehető vegyületekké alakul. A nitrátok és a foszfátok fontos növényi tápanyagok, a vízi növényzet és algák túlzott elszaporodását idézhetik elő. Ez a kedvezőtlen folyamat az eutrofizáció. A növényi tápanyagok eltávolítása a szennyvíztelepeken elérhető harmadfokú tisztítással, ez azonban bonyolult és drága technológia.
A kommunális szennyvizek foszfortartalma főleg a mosószerekből, háztartási tisztítószerekből és az emberi kiválasztásból származik. Az emberi kiválasztás naponta, személyenként 2 g foszfort, ezen felül a hagyományos mosószerek további 2 g foszfort visznek a vizekbe (BARÓTFI, 2000). Anitrogén szennyezés legnagyobb része szintén az emberi kiválasztásból (vizelet és fekália) ered.
Egyéb szennyezőanyagok
Toxikus nehézfémek, szintetikus mosószerek, kórokozó mikroorganizmusok, szerves mikroszennyezők (pl. növényvédőszerek), stb. szintén állandó összetevői a szennyvizeknek. A lakossági vegyszerfelhasználásból eredő nehezen lebomló, toxikus szennyezőanyagok gátolják a szennyvizek biológiai tisztítását vagy a természetes vizekbe kerülve a természetes öntisztulási folyamatokat (a mikroorganizmusokra mérgezőek), másrészt károsíthatják az élővilágot.
Amennyiben (előtisztított) ipari szennyvizek is kerülnek a szennyvíztelepekre, sokféle káros vagy mérgező vegyület fordulhat még elő, iparágtól függően (pl. cianid).
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése