Lakossági szennyvíz

Ahhoz, hogy a szennyvízkezelő létesítmények feldolgozhassák és kibocsáthassák a szennyvizet, annak el kell jutnia az üzembe: a modern csatornák gyűjtőrendszerei számos vezetéken keresztül gyűjtik össze a lakóházakból, üzletekből és üzemi telephelyekről. Egyes régebbi, úgynevezett kombinált csatornarendszerek nemcsak a lakossági vagy kereskedelmi forrásokból származó szennyvizet gyűjtik össze, hanem a lefolyó esővizet is.

A szennyvíz általában a gravitációnak köszönhetően folyik végig a földalatti csatornahálózaton, de az átemelőknél néhol szivattyúkkal kell segíteni ezt a folyamatot. Ezek a nyomás alatt álló csővezetékrészek a terület topográfiájától függően akár több kilométer hosszú szakaszt is jelenthetnek. Azt a pontot, ahol két vezeték találkozik, és beömlik egy nagyobb csőbe, gyűjtőcsatornának nevezzük, amelyek gyakran több nagy, ellenőrző aknán keresztül elérhető kamrákból állnak.

1. Ipari szennyvíz
2. Lakossági szennyvíz
3. Esővíz

A kezelési folyamat első lépése jellemzően a szűrésből és a kisebb méretű törmelék eltávolításából álló előkezelés. A szűrés során a víz egy mechanikus szűrőn vagy egy forgódobon halad át, amely eltávolítja belőle a hulladékokat, a rongyokat és más törmelékeket. A kisebb törmelék eltávolítása a szennyvíz sebességének csökkentésével történik: a nehezebb, szervetlen anyagok (például kavicsok, homok) leülepszenek a víz aljára, és gravitáció segítségével eltávolíthatók. Mielőtt a szeméttárolóba kerülnének, a rendszer átmossa és tömöríti az így kinyert törmeléket és leszűrt anyagokat. Ezek az előkezelő folyamatok rendkívül fontosak a modern vízerőforrás-visszanyerő létesítményekben, hiszen a törmelékek és a hulladékok visszafordíthatatlan károkat okozhatnak a további folyamatokban, ideértve az elsődleges tisztítási mechanizmusokat, a levegőztető diffúzorokat és a membránokat.

Az elsődleges kezelés során a szerves szilárdanyagok a gravitációnak köszönhetően leülepszenek az elsődleges tisztítóegységekben, míg a zsír- és olajtartalmú anyagok a felszínre emelkednek. A leülepedett szilárd anyagot elsődleges iszapnak nevezzük, amelyet egy későbbi folyamatban besűrítenek, majd egy anaerob emésztőbe küldenek. A vízfelszínen úszó zsír- és olajtartalmú anyagok közvetlenül az anaerob emésztőbe kerülnek. Az elsődleges tisztítóegységek jellemzően az átszűrt szennyvíz szilárdanyag-tartalmának körülbelül 70%-át, míg a biokémiai oxigénigény 45%-át távolítják el. A fejlettebb biológiaitápanyag-eltávolítási folyamatokat alkalmazó modern létesítmények gyakran kivonják vagy fermentálják az elsődleges iszapban található szenet, és ezt a mellékfolyamot használják fel tápanyagként a későbbi anaerob vagy anoxikus folyamatokhoz.

1. Szűrés/törmelék eltávolítása
2. Elsődleges tisztítóegység

A másodlagos kezelés eltávolítja az oldható szerves anyagokat, a tápanyagokat (például a nitrogént és a foszfort) és a legtöbb olyan szilárd anyagot is, amelyet az elsődleges kezelés során nem sikerült. Itt általában olyan biológiai folyamatokat használnak, amelyek során a mikrobák metabolizmus útján lebontják a növekedésükhöz és szaporodásukhoz szükséges szerves összetevőket és tápanyagokat. A másodlagos kezelés során a két leggyakoribb biológiai folyamat a kötődéses növekedési és a szuszpendált növekedési rendszer. A szuszpendált növekedés elősegíti a szennyvízben és a visszaforgatott aktivált iszapban már megtalálható önálló mikroorganizmusok pelyhekbe tömörülését. Ezek a pelyhek különböző aerob, anoxikus és anaerob környezetek segítségével képesek eltávolítani a szennyeződéseket. A szennyeződések eltávolítása után következik a másodlagos tisztítási folyamat, amelynek során a pelyheket gravitáció segítségével kiszűrik a vízből. A másodlagos tisztítóegység alján visszamaradó iszapot ekkor visszaküldik (aktiváltiszap-visszatérítés), így az az elsődleges kifolyással együtt kiadja a kevert folyadékot. A folyamat során visszamaradó iszapot (eleveniszapot) eltávolítják, hogy ideális környezetet teremtsenek a mikroorganizmusok számára. A kötődéses növekedési rendszerek úgy működnek, hogy a mikroorganizmusok egy hordozóra kötődve biofilmet hoznak létre. A leülepedett szennyvizet összekeverik a biofilm-bevonatú hordozóval vagy rálocsolják arra, ahol aztán a mikroorganizmusok eltávolítják a szennyeződéseket. A szuszpendált növekedéshez hasonlóan a biofilm részei és a szuszpendált pelyhek szétválasztás céljából a másodlagos tisztítóegységbe kerülnek. Itt aztán az iszapot újra felhasználják, a szennyvizet és a tisztított vizet pedig továbbküldik a folyamat következő szakaszába.

A biológiai kezelés megfelelő működéséhez kiegyensúlyozott tápanyagtartalomra (a szén, a nitrogén és a foszfor megfelelő arányára, vagyis C:N:P arányra), valamint nyomelemekre, például vasra, rézre, cinkre, nikkelre, magnéziumra, káliumra, kénre és más, a szennyvízben jellemzően előforduló anyagokra van szükség. Az általánosan elfogadott C:N:P arány 100:5:1, bár egyes létesítmények ettől eltérő aránnyal is kiváló eredményeket érnek el, míg más helyeken poliszacharidos iszapképződés következik be, vagy elszaporodnak a fonalas baktériumok, és lerakódnak a másodlagos tisztítóegységben.

A másodlagos kezelést többféle biológiai folyamattal is el lehet végezni, ideértve a levegőztetőmedencék áramlásszabályozását, a kevert levegőtartályokat, a szekvenciális kötegreaktorokat, az oxidációs csatornákat, a csepegtetőszűrők használatát, a biológiaágyas reaktorok mozgatását, az integrált, kötött filmes aktivált iszap használatát stb.

A biológiai tápanyag-eltávolítás (BNR) megváltoztatja a mikroorganizmusok környezetét, hogy el lehessen távolítani a vízből a nitrogént és a foszfort. A BNR-folyamat anaerob (oxigén- és nitrátmentes), anoxikus (oxigénmentes, nitráttal) és aerob (oxigénnel) lépcsőkből áll, amelyek során a víz több kamrán folyik át, és különböző biológiai funkciókat végez el.

Vegykezelési folyamatokat is lehet használni, ilyen például a foszfor vegyi eltávolítása. A levegőztetőmedencékben és a tisztítóegységekben vegyi anyagok hozzáadásával flokkuláció útján is eltávolítható a foszfor: a nem oldódó összetevők megkötik a foszfort, majd leülepszenek, így iszap formájában eltávolíthatók.

1. Levegőztetés
2. Másodlagos tisztító

A harmadlagos kezelés során szűréssel, fertőtlenítéssel, szénmegkötéssel és más folyamatokkal eltávolítják a korábbi kezelési folyamatok után még fennmaradt szerves anyagokat, szuszpendált vagy oldott szilárd anyagokat, patogéneket és nehézfémeket. A harmadlagos kezelés, más néven kifolyóvíz-tisztítás, a tervezett használat szintjének megfelelő minőségű kifolyó vizet hoz létre, legyen szó tavakba, folyókba vagy óceánokba történő visszaengedésről, nem haszonnövények öntözéséről (parkok, golfpályák, zöldfolyosók stb.), a talajvíz feltöltéséről vagy bizonyos esetekben ivóvíztelepek ellátásáról. A kifolyó szennyvíz ellenőrzése elengedhetetlen a jogrendszerenként és országonként eltérő kifolyási határértékek betartásához.

1. Szűrés
2. Fertőtlenítés

A folyamat során eltávolított iszap kezeléséhez használt módszer a szilárd anyag mennyiségétől és más létesítményspecifikus feltételektől függ. Az aerob lebontást a nyolc millió gallon víznél kisebb kapacitású létesítményeknél használják. Az eleveniszap, és ha van, az elsődleges iszap egy levegőztető reaktorba kerül, ahol a mikroorganizmusok felélik a szerves anyagokat, és az iszapban jelenlévő mikroorganizmusok csökkentik a veszélyes szilárdanyag-tartalmat az iszap egészében. Az anaerob lebontást jellemzően a 30 millió liter víznél nagyobb bemeneti kapacitású létesítmények használják, ahol a zárt reaktorok anaerob környezetében az organizmusok sav- és metánképzés során felélik a szerves anyagokat és az iszap mikroorganizmusait. Az anaerob lebontással kinyert metánnal fűthető az emésztő kazánja, de el lehet égetni vagy meg lehet tisztítani, és megújuló energiaforrásként is fel lehet használni.

Az anaerob lebontás előtt gyakran végeznek iszapsűrítést, amelynek során polimer-összetevők hozzáadásával csökkentik az iszap folyadéktartalmát. A vízmentesítés történhet szalagpréssel, centrifugával vagy más, az iszapot pogácsává tömörítő technikával is. A pogácsát tovább lehet szárítani, vissza lehet forgatni a földbe, vagy hulladéklerakókba lehet szállítani.

1. Sűrítés és lebontás
2. Iszap vízmentesítése és a bioszolidok feldolgozása

Az intelligens vízrendszerek a szennyvízkezelési ágazat egyik fejlődő területének számítanak, amely digitális technológiák, fejlett érzékelők, vezérlők és algoritmusok segítségével lehetővé teszi az üzemvezetők számára a hatékonyság növelését, és így a létesítmény üzemeltetési költségeinek csökkentését.

Claros, A hatékonyságot és a költségcsökkentést célzó döntések támogatása érdekében a Hach intelligens vízrendszere, a Claros a létesítmény minden adatforrását képes egyszerre kezelni, a rendszer- és eszközadatokat, valamint a kézzel gyűjtött adatokat is ideértve.

Az ilyen rendszerekkel egyszerűbben nyomon követhetők és módosíthatók az áramlási sebességre, a vízösszetételre, az oldott oxigénre, a tápanyagszintre és más jellemzőkre vonatkozó adatok. Így optimálisabb kezelési lehetőségeket és automatizálási funkciókat dolgozhat ki, valamint könnyebben elvégezheti az adatok vizualizálását és elkészítheti a fontos jelentéseket.

A vízminőségre, áramlási sebességre és más jellemzőkre vonatkozó adatok felhasználásával az üzemvezetők csökkenthetik a túlkezelés kockázatát (vegyi anyagok, levegőztető üzemideje), ráadásul biztosan tudhatják, hogy az üzem a határértékeken belül fog működni.

A szabályok egyre szigorodnak, ezért az üzemek számára egyre fontosabb lesz a költségcsökkentés, így a Claros és a hasonló intelligens vízrendszerek is egyre fontosabbá és egyre elterjedtebbé fognak válni. És a Hach Claros-kompatibilis érzékelőinek, vezérlőinek, eszközeinek, folyamatkezelési rendszereinek és laboratóriumi felszereléseinek egyre nagyobb kínálatával az üzemvezetők könnyedén az adott létesítmény követelményeihez igazíthatják rendszerüket.