Please click here for the english version of this article.


Magas hatásfokú szennyvíztisztítás,

a dán eco-line® berendezésekkel



Hyttel, J.:       környezetvédelmi szakmérnök
                      AEC Advanced Environmental Control Aps.

Szénássy J.: gépészmérnök
                      Sollerter Mérnöki Tanácsadó, Kereskedelmi és Ipari Szolgáltató Kft.

Az eco-line mini és eco-line moduláris biológiai szennyvíztisztító berendezések két termékcsaládját, a kommunális és ipari szennyvizek tisztítására fejlesztette a dán AEC Advanced Environmental Control ApS. Mindkét termékcsalád referenciái az Északi-Sarkkörtől Kuvaitig, Dél-Amerikában és az uniós országokban egyaránt megtalálhatók.
Az eco-line szennyvíztisztítók szigorú tisztítási határértékeknek képesek megfelelni, ezért telepítésük ott is lehetséges, ahol a tisztított szennyvizet közvetlenül a természetbe kell visszajuttatni, a környezet károsítása nélkül.
A mai gyakorlatban megtalálható "hosszú" csatornahálózatokkal megoldott rendszerek olyan biológiai folyamatok keletkezését eredményezik, melyek a biológiai szennyvíztisztítók hatásfokát nagymértékben lecsökkentik, és feleslegesen megdrágítják a szennyvíztisztítást.
Az a lehetőség, hogy a tisztított szennyvizet az ivóvíz-keletkezés közelében lehet a környezetbe visszatáplálni, a természet vízháztartásának egyensúlyát szolgálja, és a termékcsalád kifejlesztésének "környezetfilozófiai" alapgondolata.
Az eco-line mini és eco-line szennyvíztisztító telepek kapacitása - a települések fejlődésének eredményeként jelentkező tisztítási igény előre nem megjósolható növekedésének megfelelően - modulárisan növelhető.
Az eco-line mini berendezés 5; 15; 35 és 50 "lakos egyenértékű" [LE], vagy ennek többszörösének megfelelő változatokban telepíthető, az eco-line termékcsalád pedig 100 "lakos egyenértékű" [LE] kapacitástól 10.000 "lakos egyenértékű" [LE] kapacitásig - lépcsőzetesen növelhető teljesítménnyel - alkalmas a szennyvizek tisztítására. A mini és a nagyobb rendszer egyaránt képes a szennyvíztisztítás minden fontos technológiai műveletét megvalósítani, tehát alkalmazásuk a szigorúan szabályozott környezetvédelmi övezetekben is lehetséges.


- Mechanikai tisztítás

A mini berendezések (ld. 1. ábra, 2. ábra) esetében, a mechanikai tisztítás oldómedencében történik, mely egy célszerűen kialakított, előre gyártott háromkamrás, nagy szilárdságú műanyag tartály (polietilén, illetve üvegszál erősítésű poliészter).
A szerkezeti egység a legkorszerűbb rotációs technológiával készített vastag falú konstrukció, melyre a gyártó - rendeltetésszerű üzemi körülmények között garanciát vállal a repedés, lyukadás, korrózió, egyéb károsodást illetően.
A szilárd szemcsék "szétválasztása" a gravitációs ülepítés által jön létre. A belső tér három szekció szerint elhatárolt. A szekciók aránya és az átömlések csonkjai úgy vannak kialakítva, hogy az utolsó rekeszből már csak a lebegő szemcsék jutnak át a bioreaktorba.
A mini család előülepítőjét olyan kapacitásra kell tervezni, hogy a biológiai reaktorba történő betáplálás lehetőleg stacionárius üzemállapotnak feleljen meg.
Az előülepítőből tapasztalataink szerint évente 1-4 alkalommal kell a szennyvíziszapot kiszippantani, és a vonatkozó jogszabály szerinti eljárás keretében kezelni. A keletkező iszap mennyisége várhatólag évente 1-2 [m3], melynek kezelésére különösebb nehézségek nélkül megvalósítható.
A moduláris nagyberendezések (ld. 3. ábra) általában kiegyenlítő tartállyal ("puffer"-rel) és ugyancsak három rekeszt tartalmazó kombinált ülepítő és iszaptároló tartállyal rendelkeznek. A kiegyenlítő tartály alkalmazása nem minden esetben szükséges. Az ülepítés és mechanikai tisztítás ugyanúgy történik, mint a mini berendezések esetében.
A keletkező iszap a kapacitástól függ, tapasztalataink szerint naponta 1,5 [l/fő] iszappal kell számolni, amely egy pl. 100 [LE] berendezésnél szokásos, 10 [m3] tartálykapacitás esetében, 2 havonta egyszer teszi szükségessé a szennyvíz iszap kitermelését és kezelését.


1. ábra Az eco-line mini berendezéscsalád 15 [LE] kapacitású tagjának felülnézeti vázlata




2. ábra Az eco-line mini berendezéscsalád 15 [LE] kapacitású tagjának oldalmetszeti vázlata

- Biológiai tisztítás

A mini berendezéseknél a biológiai tisztítás a berendezés "állóhengeres biológiai reaktorában" történik. Ez a szerkezeti egység, egy az előülepítővel azonos technológiával készült, állóhengeres kúpos fenekű műanyag tartály, melynek hengeres terében működik a biorács. Ez az elem az emberi tüdőhöz hasonló, - relatív - nagyon nagy felületű, szűrő szerkezetű, összehajtogatott, műanyag lap.
A biorács felületén aerob mikroorganizmusok milliárdjai filmréteget képeznek. Ezen mikroorganizmusok elfogyasztják a szennyvízben lebegő szerves anyagokat és anyagcseréjük során azt humusszá alakítják, így anyagcseréjük kimenete lényegében kisméretű humuszszemcsékből áll. Ezek a humuszszemcsék - ugyancsak gravitációsan - a tartály kúpos részében ülepednek. A humuszszemcsékből képződött iszapszerű anyagot, a rendszer elektronikusan irányított szivattyúja, időről időre automatikusan visszajuttatja az előülepítő egységbe.
A biofilmet képező baktériumflóra életben tartásához egy speciális minikompresszor - mely éveken keresztül folyamatosan működni képes - folyamatosan oxigént biztosít. Az oxigént a biorács alá helyezett diffúzorok osztják el egyenletes nagy mennyiségben a biorácson élő baktériumok részére.


3.ábra Az eco-line moduláris berendezéscsalád "8N" típusú berendezésének felülnézeti vázlata. (Kapacitása max. 1102 [LE], ha kiegyenlítő tartályt alkalmazunk, anélkül csupán 552 [LE])

A moduláris nagyberendezések a biológiai tisztítási műveletet szintén biorácsokon hajtják végre. A reaktor szerkezetileg különbözik az 1. ábrán és 2. ábrán látható állóhengeres megoldástól. A bioreaktor kapacitása a modulok egymáshoz kapcsolásával - 3 db modultól 10 db modulig - növelhető. Az egységek párhuzamos kapcsolásával tehát a rendszert a szükséges kapacitásig növelhetjük. A rendszer teljesítménye 7x10 modulig növelhető.
A 3. ábrán egy kisebb kiépítést szemléltetünk. Az ábrán nyitott és zárt állapotban lévő modulokat láthatunk, és példaként egy "8 N" fokozatú moduláris rendszert mutatunk be. A berendezés jelölésekor a "8-as" szám a modulok számára utal, az "N" jelentése, hogy a berendezés a nitrifikálás követelményeit is teljesíti. Az eco-line moduláris berendezések teljesítményét szemléltető adatokat az 1. táblázatban mutatjuk be.


1. táblázat Az eco-line berendezés hidraulikai és biológiai teljesítménytáblázata

A legnagyobb kapacitású eco-line berendezés kb. 10.000 [LE]-nek felel meg, melyet 7 db 10 N típusú rendszer párhuzamos kapcsolásával lehet megvalósítani.
A tisztítás minőségére vonatkozólag a 2. táblázatban közölt főbb tisztítási határértékeket garantálja a gyártó:


Jellemző megnevezése Határérték nitrifikálás nélkül Határérték nitrifikálással
. [ppm] [ppm]
BOI5   [mg/l] 30 15
KOI   [mg/l] 150 75
NH4-N   [mg/l] - 4
N-tot.   [mg/l] - 8
P-tot   [mg/l] - 1,5
Lebegő szilárd anyag   [mg/l] 25 25
pH 6,5 - 9 6,5 - 9
hőmérséklet 7 - 35 [oC] 7 - 35 [oC]

2. táblázat Főbb tisztítási határértékek

- Nitrifikáció (NH4++2O2 › NO3-+2H++H2O)

A nitrifikáció művelete a biológiai tisztítás műveletével együtt megtörténik mindkét berendezéscsalád esetében, mivel a diffúzorok olyan mennyiségű oxigént táplálnak a reaktorba, hogy a káros ammónia vegyületek reakcióba lépnek az oxigénnel, és nitrátra valamint vízre bomlanak.
A művelet a két berendezéscsalád elvi hasonlóságából adódóan a mini és a moduláris berendezéseknél egyaránt megtörténik.

- Denitrifikáció (5CH2O+4NO3- › 2N2+5CO2+4OH-+3H2O)

A denitrifikálást a szennyvíztisztítóból kilépő tisztított szennyvíz felének és a bio-iszap célszerű visszacsatolásával éri el mind a mini, mind a moduláris nagyrendszer. Az 1. és 3. ábrán beazonosítható a tisztított szennyvíz kilépésének helye, ahonnan a tisztított szennyvíz "visszacsatolható".
Az ábrákon a denitrifikációhoz szükséges visszacsatolást - az egyszerűbb átláthatóság végett - nem szemléltetjük, de könnyen belátható, hogy a tisztított szennyvíz kilépő csonkja után felező elemet lehet elhelyezni, mely az áramló mennyiség felét az előülepítő második rekeszéhez csatlakozó vezetékbe juttatja. Tapasztalataink szerint a denitrifikáláshoz szükséges szénvegyületek az előülepítő ezen szekciójában már jelen vannak, és a denitrifikálás folyamata ehelyütt képes megkezdődni.
A nitrifikáció és denitrifikáció összefüggő folyamatát a 4. ábrán szemléltetjük.


4. ábra A nitrifikáció és denitrifikáció elemi lépései a biológiai reaktor kimenete és az előülepítő 2. szekciója között

- Iszapszűrés

A mini berendezéscsalád esetében nem szükséges iszapszűrő alkalmazása, mert a bioreaktorban meglévő mechanikai szennyeződés gravitációsan az állóhengeres tartály kúpos fenekében összegyűlik, és a recirkuláció biztosítja az így keletkezett iszap visszatáplálását az előülepítőbe.
A moduláris nagyberendezéseknél a Hydrotech iszapszűrő berendezést építjük be, mely tapasztalataink szerint a leghatékonyabb megoldás a kis méretű, maradék mechanikus szennyeződés "szétválasztására".

- Foszformentesítés

A foszformentesítést mindkét berendezéscsalád esetében, mint a berendezés "opcionális" (nem mindig szükséges) szerkezeti egysége, a polialumínium-klorát adagoló végzi, mely lényegében a bioreaktorba szerelt, elektronikusan felügyelt műveleti egység. A szennyvízben jelenlévő foszfor - az egyébként ártalmatlan - flokálló vegyszer hatására a víznél nehezebb pelyhekké áll össze és gravitációsan a reaktor aljában összegyűlik. A recirkuláció folyamán az iszap részeként visszakerül az előülepítőbe, ahonnét a szennyvíziszappal együtt távozik.
Semlegesítését az iszapkezelés során kell megoldani, mely a kismennyiség és általában kis koncentráció miatt nem okoz problémát. A tisztított szennyvíz nem tartalmaz ily módon határérték feletti foszforszennyezést.
Foszformentesítésre és az egység beszerelésére olyan helyeken van szükség, ahol az engedélyező hatóság ezt előírja, vagy a lakosság túl sok, magas foszfortartalmú mosószert használ, mely a próbaüzem során határérték feletti szennyezést okozhat.

- Fertőtlenítés

Mindkét berendezéscsalád kétféle fertőtlenítő egységgel szerelhető fel. A fertőtlenítő egységet csupán hatósági előírás esetén kell alkalmazni. Igényesebb megoldásunk erre az UV-sugaras vegyszermentes fertőtlenítő. Ha a hatóság engedélyezi, klóros fertőtlenítő egységet is lehet a berendezésbe szerelni. Az ehhez felhasznált vegyszer mennyisége a mini berendezések esetében negyedévente 1-2 darab, 50mm x 10mm klórtabletta, melyet az üzemeltető juttat a helyszínre, a tabletták helyszíni tárolására nincs szükség, vegyszertároló épület építése felesleges. A moduláris nagyrendszereknél az alkalmazott vegyszermennyiség természetesen több, de a távozó tisztított szennyvízben a klór csupán határérték alatti mennyiségben van jelen.

- Elektronikus felügyelet

A berendezéscsaládok elektronikus felügyelő rendszerrel vannak ellátva. Az állandó emberi jelenlét a nagyberendezések esetében sem szükséges.
Hiba esetén, a legegyszerűbb elektronikus kiépítettség, led-diódás kijelzőpanelen fényjelzéssel mutatja a berendezés meghibásodását, és a hiba jellegét.
Igényesebb kiépítettség esetén a digitális hibajelet számítógépre és/vagy modemen keresztül mobiltelefonra lehet küldeni, mely biztosítja, hogy a felügyeletet ellátó üzemeltető, a hiba keletkezésének pillanatában értesül a problémáról és a probléma jellegéről.
Az elektronikus felügyeleti rendszer szükségtelenné teszi az állandó helyszíni felügyeletet a szennyvíztelepen, ily módon szükségtelen a kommunális és szociális funkciókat ellátó épület-beruházás, a szennyvíz-tisztítómű párhuzamos beruházásaként.

- Telepítés

A berendezések telepítése sem a mini sorozat, sem a nagyobb rendszerek esetében nem igényel épület beruházást, a szerkezeti egységeket magas szilárdságú műanyag házakba helyezi a gyártó, a fém alkatrészek saválló, rozsdamentes acélból készülnek. A műanyag házak moduláris egységek, melyek geometriája a közúti szállításhoz alkalmazkodik.
Gépi földmunkával előkészített és előzetesen betonozott síklapra, a föld alá telepíthető a tisztítómű, mindkét berendezéscsalád esetében. A telepítés 1-2 napos szerelő munkából áll, melynek során a gyárilag elkészített egységeket egymáshoz kell szerelni, illetve csatlakoztatni kell a helyi be- és kifolyáshoz. A kész berendezésekből - az általában füvesített talajfelszínen - csupán néhány műanyag fedél látszik, és szagokat még a fedelek nyitása alkalmával sem lehet érezni.

- Üzemeltetés

A gyártó két év garanciát ad a berendezésekre, rendeltetésszerű üzemeltetés esetén.
Mindkét berendezéscsalád részletes dokumentációs rendszerrel rendelkezik, a berendezések szerkezeti elemeinek, működésének, üzemeltetési szabályainak, karbantartó műveleteinek és javítási műveleteinek leírása végett. A dokumentációs rendszer az ISO 9001:2000 előírásaihoz is igazodik, könnyen illeszthető az üzemeltető - tanúsított - irányítási rendszeréhez.