Az előző cikkben tárgyaltuk a víztisztítást, a mai fejezet a szennyvízről fog szólni. Technológiai értelemben véve ez sem különbözik a magyar megoldásoktól, de a lépték kicsit más, és vannak specialitások.
Ennek a vízvédelmi és higiéniai szabályozások és a csatornázás-szennyvíztisztítás vetettek véget, mert rájöttek, hogy nehéz lett az ivóvízkivétel és a horgászat, halászat.
Ennek köszönhetően eleinte mechanikus, később mechanikai-biológiai tisztító rendszereket fejlesztettek ki és építettek.
A legtöbb városban részben egyesített-részben elválasztott rendszer működik, ami azt jelenti, hogy az esővíz elvezetése és gyűjtése részben egyesített-részben elválasztott. Ha egyesített, akkor az esővíz részben vagy egészben a szennyvízzel keveredik, felhígítja azt, és rossz esetben a tisztítóból ki is mossa az eleveniszapot.
A szennyvizet, melyet a vizelet- és székletürítéssel termeltünk, a csatornahálózat juttatja el a megtisztítást lehetővé tevő szennyvíztisztító telepekre. Ezek működése teljes egészében megegyezik a magyar tisztítók működésével. Mivel a korszerű technológia a mikrobiológiai tevékenységekre (aerob, anoxikus és anaerob folyamatok, úgymint nitrifikáció, denitrifikáció, foszfor-eltávolítás) épül, bizonyos szakaszokban levegő (oxigén) bejuttatása szükséges (3-5 mg oxigén/liter). Az anoxikus szakaszban a kémiailag kötött oxigént használják a baktériumok (szulfát- és nitrát-ionok), az anaerob szakaszban nincs oxigén-használat. A baktériumok szerves anyagot is igényelnek, ezek többnyire kis szénatom-számú szerves savak, pl. hangyasav (HCOOH), ecetsav (CH3COOH), propionsav (CH3-CH2-COOH), és kisebb mennyiségben esetleg vajsav (CH3CH2CH2COOH) , de ez ritka.
A fenti folyamatok azonban meglehetősen érzékenyek, és 8 °C alatt nem működnek, ezért vízminőségi szempontból Közép-Európában csak április/májustól októberig tartó időszakban, északabbra akár ennél rövidebb, délre ennél hosszabb időszakra szokták előírni a nitrogénre vonatkozó kibocsátási határértékeket, ugyanis teljesen felesleges télen ilyet előírni, mert nem működik a biológia. Tehát, Kedves Olvasó, ha „nagyfiú” leszel és hatósági feladatokkal fogsz foglalkozni, te is tartsd szem előtt a biológia adta lehetőségeket. Németországban a fenti, csak tavasztól őszig tartó időszakra vonatkoznak előírások.
Mint említettem, a technológia lényege minden országban ugyanaz, ennek ellenére nézzünk egy példát.
Münchenben részben egyesített-részben elválasztott rendszer vezeti el az esővizet és a szennyvizet. A csatornahálózatból 1200 km rendelkezik akkora keresztmetszettel, melyben egy felnőtt kényelmesen elfér, ezen felül további 1146 km csőhálózatot építettek ki, melyben már nem fér el senki, csak a szennyvíz áramlik.
A város rendszerének specialitása a 13 db földalatti esővíz-visszatartó létesítmény, melynek teljes kapacitása 706.000 m3.
Összesen 192 millió m3 szennyvíz keletkezik évente Münchenben és környékén. Ezt a mennyiséget 2 tisztítótelepen kezelik, a keletkező iszapot 1 égető égeti el.
A szennyvíztisztításban mindenhol lakos-egyenértéket használnak a tervezéstől a kivitelezésen át az üzemeltetésig. Ez azt jelenti: 1 lakos= 1 lakos-egyenérték, rövidítése LE.
A tisztítók kapacitása:
Először üzembe állt telep: 2 millió LE/d (Gut Großlappen, madártávlati képét lásd Vezérképen)
Második tisztító: 1 millió LE/d (Gut Marienhof)
A rendszer elemei (zárójelben a Gut Marienhof tisztító egyedi jellemzői szerepelnek): rács, homokfogó, előülepítő; biológiai műtárgy; utóülepítő medencék; homokszűrő (1,5 m vastag a lebegő anyagok visszatartása érdekében); fertőzésmentesítő egység; iszapsűrítő és víztelenítő; iszaprothasztó tornyok (39 fokon 24 napig, mely segítségével a tisztító energia-igényének 70-80%-a fedezhető); iszapégető.
A Marienhof telepen lévő rothasztótornyok mindegyike 11.830 m3 térfogatú, 25 m magas, melyből 15 m föld alatt helyezkedik el.
Az égetőben évente 22.000 tonna iszapot égetnek el, mely mindkét müncheni tisztítóból fogad iszapot.
A biológiai műtárgyhoz egy kis magyarázat: a jó hatásfok érdekében az iszapot jól levegőztetett és levegőtől elzárt egységeken kell átvezetni.
A Marienhof tisztító kifolyó adatai:
BOI5: 2 mg/l (engedélyezett: 13 mg/l)
KOI: 27 mg/l (engedélyezett: 30 mg/l)
lebegő anyag: 2 mg/l (engedélyezett: 13 mg/l)
NH4-N: 0,31 mg/l (április 1- október 31. között mérendő, engedélyezett: 2,3 mg/l)
Nszervetlen : 16 mg/l (május 1- október 31. között mérendő, engedélyezett: 13 mg/l)
Pösszes : 0,7 mg/l (engedélyezett: 1 mg/l
A fenti adatok alapján a kibocsátott víz fürdővíz-minőségű.
A Großlappen tisztító bemenő és kifolyó adatai:
Befolyó:
BOI5 183 mg/l
KOI: 381 mg/l
lebegő anyag: 182 mg/l
NH4-N: 28 mg/l
Nösszes: 40 mg/l
Pösszes: 6,4 mg/l
Kifolyó:
BOI5: 4 mg/l (engedélyezett: 15mg/l)
KOI: 29 mg/l (engedélyezett: 50 mg/l)
lebegő anyag: 6 mg/l (engedélyezett: 15 mg/l)
NH4-N: 0,1 mg/l (engedélyezett: 5 mg/l)
Nösszes: 19 mg/l (április 1- október 31. között mérendő, engedélyezett: 17 mg/l)
Pösszes: 0,8 mg/l (engedélyezett: 1 mg/l)
Először nézzük a Marienhof tisztító technológiáját:
Mechanikai előtisztítás:
Rács: 4 db durva rácsszélességű, rácstávolság 40 mm
4 db finom rácsosztású, rácstávolság 20 mm
Homokfogó: 2 db, levegőztetett
Előülepítők: 4 db d=52 m átmérő, össztérfogat: 24.146 m3, összes felület: 8.404 m2
Tartózkodási idő: Qt= 2,0 h
Biológiai műtárgy (1)
4 medence, mindegyik 3 részes (denitrifikáció, finombuborékos levegőztetés)
teljes V=13.572 m3
BOI5 -lebontás hatásfoka: 75%.
Terhelés: BOI5= 3,18 kg m3/d
Iszapképződés: 0,80 kg/kgBOI5/d
Közbenső ülepítés: 4 medence d = 60,5 m átmérő
összes V= 35.840 m3
összes A=11.840 m2
Biológiai műtárgy (2)
4 medence, mindegyik 3 részes, finombuborékos levegőztetéssel
V= 27.414 m3
Terhelés:
BOI5 = 0,39 kg/m3 /d
NH4-N= 0,28 kg/m3 /d
Iszapképződés: 0,076 kg/kgBOI5/d
NH4-N= 0,053 kg/kg/d
Utóülepítő:
1. lépcső: 4 medence d = 42,0 m
összes V= 20.584 m3
összes A= 5.340 m2
2. lépcső: 4 medence d= 42,0 m
összes V= 35.088 m3
összes A=11.049 m2
Homokszűrő:
24 db filtercella, összes felület: 1.956 m2
Felületi terhelés:
2 cellánál visszamosáskor: 6,70 m3/m2/h
Iszaprothasztók össztérfogata: 35.490 m3
Iszapégetők: 2 db fluidágyas égető, egyenként 3 t/h, gőzturbina teljesítménye: 1,15 MW
A Großlappen tisztító technikai felépítése:
Mechanikai tisztítás:
Keleti befolyó oldalon:
A 4 db rácsos szűrő rácsmérete 6 mm, melyet 4 db levegőztetett dupla homokfogó követ.
A 2 db előülepítő átmérője 53 m, összes térfogata 12.500 m3, felülete együttesen 4400 m2.
A nyugati oldali befolyó adatai: a 2 db beépített durva rácsos szűrő rács-távolsága 50 mm, a finom szűrő rácstávolsága 20 mm, melyet a 2 db levegőztetett homokfogó követ.
A 2 db előülepítő átmérője 61 m, összes térfogata 15.600 m3, összes felülete 5842 m2.
Biológiai tisztítás- 1. fokozat:
3 medence-csoport 9 „utcájában” történik az első fokozatú tisztítás, mely teljes térfogata 39.000 m3.
Terhelés:
BOI5=1,2 kg/m3*d
iszaptermelés: 0,42 kg BOI5/d
BOI5 lebontás hatásfoka az első fokozatban: 66%.
Utóülepítés:
9 db d= 53 m átmérőjű medencében, melyek összes térfogata 93.600 m3, összes felülete 19.500 m2.
Az utóülepítőből a víz a második biológiai fokozatra kerül:
Biológiai tisztítás- 2. fokozat:
10 medence egenként 3 egységgel és finom-buborékos levegőztetéssel.
Teljes térfogat: 47.100 m3
Terhelés:
BOI5: 0,13 kg/(m3 *d)
NH4-N: 0,22 kg/(m3 *d)
Iszap-terhelés: BOI5: 0,041 kg/(kg*d), NH4-N: 0,049 kg/(kg*d)
Utóüleptés:
15 medence, átmérő 42 m és 61 m
Összes térfogat: V= 100.200 m3
Összes felület: A=31.200 m2
A második biológiai tisztítás után a teljes mennyiség a homokszűrőre kerül, itt további részleges denitrifikáció megy végbe. A szűrő felülete 2000 m2.
A Marienhof tisztítóból közvetlenül a Középső- Isar- csatornába (Mittlere Isarkanal) vezetik a vizet, mely később egyesül az Isarral.
A tisztított szennyvizet a Großlappen tisztítóból egy Speichersee (Tározó-tó) nevű tóba juttatják, a tározóból pedig egy mesterséges patak vezeti el a vizet, és majd Moosburg partjainál vezetik az Isar folyóba. (Lásd Google-maps térképet).
A térképen jelöltem a tisztító helyét és a tározót. A tározóból kifolyó víz (tározó jobb oldala) a mesterséges patak.
Ezt a tavat az árvízi védekezésben is kiválóan lehet használni, élőhelyet biztosít növényeknek, állatoknak egyaránt. Halai összesen 80 medencében találnak élőhelyet maguknak.
A tó bioszféra rezervátum is egyben. A nyugati medence fokozottan védett terészetvédelmi terület, ide a belépés tilos. Értelemserűen, mivel az egész terület vdett, a fürdés is tilos.
Kedves Olvasó, remélem nem untattalak a sok adattal, mely a két tisztítót jellemzi. A célom az volt, hogy bemutassam, milyen az, amikor kétszer vezetik át a szennyvizet a biológiai tisztításon annak érdekében, hogy az élővízbe minden gond nélkül bevezethető legyen, és az iszapból energia legyen kinyerhető.
Ezzel a környezetvédelem energetikai és technológiai részek véget értek. a következő fejezetek a környezeti nevelésről, a környezetpolitikai kérdésekről, lehetséges stratégiákról fognak szólni.
A rövidítések:
BOI5: 5 napos biológiai oxigén-igény, megmutatja, hogy a biológiai folyamtok 5 nap alatt mennyi oxigént igényelnek.
KOI: kémiai oxigén-igény, a kémiai jellegű oxidációs folyamatok (szerves anyagok oxidációja) oxigén-igénye.
NH4-N: ammónium-ion formájában lévő nitrogén. Az élővizek szempontjából nagyon fontos komponens, mert nagy mennyiségben jelen lévő ammónium-ion ammóniává alakul, és a vízi élővilág számára gátolja az oxigén-felvételt.
A finom-buborékos levegőztetést ma már nagy nyomású kompresszorokkal tányéros diffúzorok segítségével érik el Münchenben (van ahol sugárban nyomják be a levegőt), a diffúzorok felülete lyukacsos műanyag membrán.
Források:
Madártávlati kép: Großlappen
http://www.dr-steinle.de/img/aktuelles/klaeranlage_muenchen_gross.jpg 2013 október 8
München város honlapja:
Gut Marienhof és Großlappen illetve http://www.muenchen.de/rathaus/Stadtverwaltung/baureferat/mse.html
A müncheni szennyvízről és esővízről: http://de.wikipedia.org/wiki/M%C3%BCnchner_Stadtentw%C3%A4sserung