Trendek és innovatív Trendek és innovatív módszerek a módszerek a szennyvíztisztításban szennyvíztisztításban Fleit Ernő, Somlyódy László, Licskó István és Szabó Anita BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék 1113, Budapest Műegyetem rakpart 3. http://www.vkkt.bme.hu
44
Embed
Trendek és innovatív módszerek a szennyvíztisztításban
Trendek és innovatív módszerek a szennyvíztisztításban. Fleit Ernő, Somlyódy László, Licskó István és Szabó Anita BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék 1113, Budapest Műegyetem rakpart 3. http://www.vkkt.bme.hu. Az előadás céljai. A szennyvíztechnológia fejlődéstörténete - PowerPoint PPT Presentation
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Trendek és innovatív módszerek Trendek és innovatív módszerek a szennyvíztisztításbana szennyvíztisztításban
Fleit Ernő, Somlyódy László, Licskó István és Szabó Anita
BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék1113, Budapest Műegyetem rakpart 3.
Kémiai előkezelés üzemi kísérlet: 2006. május-júniusKémiai előkezelés üzemi kísérlet: 2006. május-júniusvas-klorid, majd vas-szulfát adagolás a homokfogóba vas-klorid, majd vas-szulfát adagolás a homokfogóba oldat formájábanoldat formájábanpropeller keverő és levegőztetés biztosítja az elkeveredéstpropeller keverő és levegőztetés biztosítja az elkeveredést
O2
D3
A2
C2
Fe(III)
C1
C3
C4 D4
D1
A3
A4
O2
O2O2
Specialitások egyben általánosítható jellemzőkSpecialitások egyben általánosítható jellemzők• Hidraulikai alulterheltség (19 e mHidraulikai alulterheltség (19 e m33/d a 48 e /d a 48 e m3/dm3/d helyett)helyett)
• Az eredetileg nagyterhelésű telep jelenleg kisterhelésű (0,18 Az eredetileg nagyterhelésű telep jelenleg kisterhelésű (0,18 kgBOIkgBOI55/kgTSS/d)/kgTSS/d)
• Magas KOI, BOI, lebegőanyag tartalom a nyers szennyvízbenMagas KOI, BOI, lebegőanyag tartalom a nyers szennyvízben
• A nyers szennyvíz szervesanyag tartalmának nagyobb része A nyers szennyvíz szervesanyag tartalmának nagyobb része (60-80%) a szilárd KOI frakcióban van(60-80%) a szilárd KOI frakcióban van
• Előülepítők szervesanyag eltávolítási hatásfoka magasElőülepítők szervesanyag eltávolítási hatásfoka magas
• Viszonylag stabil nitrifikáció (kivéve hideg időszak Viszonylag stabil nitrifikáció (kivéve hideg időszak 20% 20% határérték túllépés)határérték túllépés)
• Egyáltalán nem ülepedő iszap, fonalasok, iszapfelúszás az Egyáltalán nem ülepedő iszap, fonalasok, iszapfelúszás az utóülepítőben (emiatt néha KOI határérték túllépés)utóülepítőben (emiatt néha KOI határérték túllépés)
A kémiai kezelés eredményességeA kémiai kezelés eredményessége
• Vas-klorid és vas-szulfát hasonlóan viselkedikVas-klorid és vas-szulfát hasonlóan viselkedik
• Biológia szervesanyag terhelése kevesebb, mint felére csökkent Biológia szervesanyag terhelése kevesebb, mint felére csökkent (KOI, BOI eltávolítás az előülepítőben 50%-ról 70% fölé nőtt)(KOI, BOI eltávolítás az előülepítőben 50%-ról 70% fölé nőtt)
• Nitrifikáció elenyésző mértékben javult (eleve hatékony volt)Nitrifikáció elenyésző mértékben javult (eleve hatékony volt)
• Denitrifikáció érezhetően romlott (utóülepítőben felúszást, vagy Denitrifikáció érezhetően romlott (utóülepítőben felúszást, vagy határérték problémát nem okoz) – oldott KOI eltávolításhatárérték problémát nem okoz) – oldott KOI eltávolítás
• Stabilan alacsony P szint tartható (bírság elkerülhető, Stabilan alacsony P szint tartható (bírság elkerülhető, környezetterhelési díj minimalizálható)környezetterhelési díj minimalizálható)
NKFP eredmények:NKFP eredmények:• Adott szennyvízben elérhető maximális szervesanyag eltávolítási Adott szennyvízben elérhető maximális szervesanyag eltávolítási
hatásfok a nyers szennyvízben jelenlevő szervesanyag oldott/szilárd hatásfok a nyers szennyvízben jelenlevő szervesanyag oldott/szilárd arányától függarányától függ
• A klasszikus eljárások integrált alkalmazásával olcsóbb, helykímélőbb és megbízhatóbb szennyvízkezelés valósítható meg
• A fejlett modellezési háttér és műszeres analitikai fejlődés rendelkezésre áll, de ennek ellenére az egyes SZVT-k gondjainak megoldásához csaknem minden esetben labor- és/vagy helyi kísérleteket szükséges folytatni (finom hangolás)
• A fejlődés messze nem zárult le (újabb technológiák, és újabb problémák térnyerése zajlik)
Problémák – probléma megoldási lehetőségek
Hagyományos Hagyományosan nem hagyományos
Nem hagyományos
Nem hagyományos
Technológiák
Újonnan felfedezett reakciómechanizmusok
anaerob ammónium oxidáció - ANAMMOX
Anaerob kemolitoautotróf mikroorganizmusok
Új reaktor típusok és technológiák
Nanotechnológia- nanoszennyező anyagok
Design: K. Eric Drexler és Ralph MerkleDesign: K. Eric Drexler és Ralph Merkle19951995Komponensek száma: 7Komponensek száma: 7Atomok száma: 8,292Atomok száma: 8,292Szélesség: 5.8 nm Szélesség: 5.8 nm Magasság: 5.8 nmMagasság: 5.8 nmMélység: 5.8 nmMélység: 5.8 nm
Komponensek száma: 4 Komponensek száma: 4 (egyetlen kovalens szerkezetben)(egyetlen kovalens szerkezetben)Atomok száma: 3,846Atomok száma: 3,846Szélesség: 3.8 nm Szélesség: 3.8 nm Magasság: 3.8 nmMagasság: 3.8 nmHossz: 6.4 nm (tengelyek nélkül)Hossz: 6.4 nm (tengelyek nélkül)
Problémák – probléma megoldási lehetőségek
Hagyományos Hagyományosan nem hagyományos
Nem hagyományos
Nem hagyományos
Technológiák
Várható-e az új technológiák be- és/vagy áttörése a szennyvíz (és víz)
kezelésben?
2025: „All manufacturing industries can be totally restructured as we learn to build things from the
molecular level”
„Nanovilág”
Mit tudnak a nanoszerkezetek?
• Időmérés – időzíthetőség a nanoszerkezet képes érzékelni az időt vagy időzíthető reakciói vannak.
• Kommunikáció – adatok továbbítása vagy fogadása.• Komputáció – számítógépes rendszer részeként
működhet.• Energia – energia konverziós képesség, ill. energia
előállítása.• Motilitás – mozgásképesség különböző környezetekben.• Érzékelés – a nanoszerkezet képes a környezeti hatásokat
regisztrálni, és azokra válaszolni.• Mozgatás – a nanoszerkezet tárgyakat képes mozgatni.• Biztonság – a nanoszerkezetekkel kapcsolatos
megfontolás, különös tekintettel a replikációra, környezeti hatásokra és biológiai kockázatokra.
A nanoszerkezetek kutatásának céljai(CBEN/Rice University and US EPA)
Szennyezőanyag eltávolítás nagyon alacsony koncentráció tartományokban
Alkalmazás szűrési és fertőtlenítési technológiákban
Biofilmek és biológiai hártyák kialakulásának megelőzése, és/vagy eltávolítása
Egyéb….
3. How Will Nanotechnology Change Water Technology?
But, remember, nanoparticles are already used for cosmetics! While we want to improve our technologies, do not we produce new EDSs? ”Every solution breeds new problems”
Health, safety and environmental impacts? Good sign: precaution already addressed by the scientific community
A breakthrough? The future likely will be based A breakthrough? The future likely will be based on "nanoreactor" solutions. on "nanoreactor" solutions.
IWA members play a leading role.IWA members play a leading role.
Intelligens anyagok és nanoszerkezetek?
Problémák – probléma megoldási lehetőségek
Hagyományos Hagyományosan nem hagyományos
Nem hagyományos
Nem hagyományos
Technológiák
IASON – INTELLIGENS ISZAPPELYHEK NANOTECHNOLÓGIAI KONSTRUKCIÓJA ÉS ALKALMAZÁSA A BIOLÓGIAI SZENNYVÍZTISZTÍTÁSBAN (3/081/2004 NKFP)
• Mi az amit ma még nem tudunk szabályozni az eleveniszapos szennyvíztisztításban?
PVA-PAA a betelpítés előtt és biomassza növekedés (1 hét alatt)
100 m
A
Egyes technológiai funkciókra szelektált bakteriális konzorciumok irányított
szaporítása a gélek felszínén és belsejében
Nitrifikáló baktériumok,100x
A nitrifikációs hatásfok kialakulása PVA-PAS géleken rögzített biomasszával
Continuous upflow reactor
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 5 10 15 20 Days
Nit
rifi
ca
tio
n e
ffic
ien
cy
(%
) PVA-PAA 1
PVA-PAA 2
PVA-PAA 3
Következtetések és kitekintés
• A hagyományos technológiák alkalmasak és egyre költséghatékonyabbak a hagyományos szennyezőanyagok kezelésére
• A szennyvíz összetétele gyorsabban változik, mint a telepek/technológiák „átfutási” ideje – ezért voltak és lehetnek meglepetés forgatókönyvek, későn felismert tanulságok
• A műszaki tudományok (pl. nano-, biotechnológia) nagyon gyors fejlődésben van:– Ezt ki kell és lehet használni a szennyvíztechnológiai
fejlesztésekben– Környezeti hatásait azonban nem, vagy alig ismerjük