Szennyvíztisztítás

Bevezető

Szabadka Város szennyvize egészen a múlt század hetvenes éveiig a Palicsi-tóba ömlött, előzetes tisztítás nélkül. Az ipari fejlődéssel párhuzamosan a víz minősége jelentősen romlott, ami egyes növényi- és állatfajok kipusztulásához, fokozottabb iszaplerakódáshoz, végül pedig ahhoz vezetett, hogy a tó vize többé nem volt alkalmas a fürdőzésre és a kikapcsolódásra. A problémák (károk) megoldása érdekében szükségessé vált a tó iszaptalanítása.

A Palicsi-tó szanálása során kiépült, és 1975-ben üzembe helyezték a városi szennyvíztisztító telepet. A kezelés során a szennyvizet mechanikailag és biológiailag tisztították meg. A mechanikai tisztításhoz durvább és finomabb szövésű rácsokat, homokcsapdát, zsírtalanítót és előzetes ülepítőt alkalmaztak. A biológiai tisztítást biológiai medencékben végezték, aktív iszappal, utólagos tisztítással a lagúnákban. Ily módon csökkent a víz szerves- és lebegőanyag tartalma (88%-tól 92% között), míg a nitrogén és foszfor mennyisége csak minimálisan csökkent (15% körül).

Az elsődleges tisztítótelepet 1989-ben felújították, és ekkor a száraz időben eredetileg 15.400 m3/h hidraulikus kapacitást 26.000 m3/h-ra, esős időszakban pedig 30.800 m3/h-ról 32.000 m3/h-ra növelték. Ezt követően 2003-ban sor került a medencék építményének szanálására, és bevezetésre került a mélységi aeráció rendszere.

A Palicsi-tó és más felszíni vizek ökológiai állapotának javítása érdekében megkezdődött Szabadka Város szennyvíztisztító telepének rekonstrukciója. A felújításnak és bővítésnek köszönhetően megnőtt a telep kapacitása, az új biológiai medencék kiépítésével javult a nitrogén és a foszfor kivonásának mértéke, valamint bevezetésre került az iszapvonal is, ami megoldást jelent a keletkező iszap kezelésére. Az új, megnövelt hidraulikus és szerves terhelésű szennyvíztisztítót, amely harmadlagos tisztítást és az elsődleges és másodlagos iszap kezelését is ellátja, 2009-ben helyezték üzembe.

Új szennyvíztisztító telep

A lakossági, intézményi, kisipari és ipari eredetű szennyvizek, valamint a csapadékvizek is egy általános jellegű csatornarendszerrel kerülnek összegyűjtésre Szabadka területéről, és a fő kollektoron keresztül jutnak el a szennyvíztisztítóra.

A szennyvíztisztító két vonalból áll:

  1. Vízvonal – a szennyvíz mechanikus és biológiai kezelése alacsony szerves és magas hidraulikus terheléssel.
  2. Iszapvonal – (a szennyvíz biológiai tisztítása során keletkező) iszap anaerob stabilizálása emésztőkben, biogáz termelése és az emésztett iszap víztelenítése mellett.

Hidraulikus terhelés (a szennyvíz mennyisége)

Mivel a városban általános csatornarendszer található, így a szennyvizek a jellegük alapján két különböző időszakból származnak:

  • Száraz időszak: csapadék nélkül, amikor a szennyvíz a háztartásokból, intézményekből, kisipari üzletekből, ipari és egyéb (ún. idegen vizek, mint amilyen a csatornába beszivárgó víz) forrásokból származik
  • Esős időszak: amikor a csapadékvizek (az esővíz vagy a hólé) keveredik az említett szennyvizekkel

A táblázat szemlélteti a szennyvíztisztító hidraulikus terhelésének tervezett és valós értékeit:

Hidraulikus terhelés Üzemmód Átfolyás
Nominális napi:

Száraz időszak

Esős időszak

36 000 m3/nap

72 000 m3/nap

Maximális óránkénti:

Száraz időszak

Esős időszak

2 300 m3/nap

6 900 m3/nap

Nominális óránkénti:

Száraz időszak

1 500 m3/nap
Valós óránkénti:

Száraz időszak

1 100m3/nap

A szennyvizek minősége

A szennyvíztisztítóra beérkező szennyvizek becsült paramétereit a bemenetnél az alábbi táblázat mutatja:

Paraméter Egység Érték
BPK5 mg/l 250
HPK mg/l 500
Összes nitrogén mg/l 45
Összes foszfor mg/l 7
Lebegőanyagok mg/l 290

A megtisztított szennyvíz befogadója a Palicsi-tó, amit érzékeny befogadóként jellemeznek (eutrofizációnak kitett tó), és emiatt a beleeresztett vizekben az összes nitrogén és az összes foszfor maximálisan megengedett koncentrációja alacsonyabb, mint más (nem érzékeny) befogadóknál.

A következő táblázat szemlélteti a megtisztított szennyvíz minőségének paramétereit a Települési szennyvízkezelésről szóló 91/271/EGK irányelv szerint:

Paraméter Egység Érték
BPK5 mg/l 20
HPK mg/l 125
Összes nitrogén mg/l 10
Összes foszfor mg/l 1
Lebegőanyagok mg/l 30

A szennyvíztisztító névleges kapacitása 150.000 ES, míg a jelenlegi (pillanatnyi) kapacitása megközelítőleg 110.000 ES.

Vízvonal

A vízvonalon először megtörténik a szennyvíz mechanikus tisztítása és előkezelése, majd ezt követi a biológiai tisztítás aktív iszap segítéségével. Ez a folyamat a következő szakaszokból áll:

  1. Mechanikus tisztítás – a nagyobb tárgyak eltávolítása a bejövő vízből, melyek dugulást vagy a berendezés mechanikus sérülését okozhatnák. Ugyancsak ide tartozik a szervetlen anyagok eltávolítása, melyek abráziót okoznának a berendezésen, csökkentve annak élettartamát, és amelyek az anaerob emésztőkben halmozódnának fel (rakodnának le).
    • Durva rács – nagyméretű, lebegő és úszó tárgyak, mint a fadarabok, régi rongyok, műanyagzacskók és hasonlók szennyvízből való eltávolítására szolgál. A rácspálcák közti távolság 50 mm. A rácsot kézzel tisztítják, és a visszamaradó tárgyakat egy konténerbe gyűjtik, majd a telepen az erre kijelölt helyen tárolják. A durva rács után a szennyvizet csigaszivattyúval (három, egyenként 2.300 m3/h kapacitású) felemelik a szennyvíztisztító legmagasabb pontjáig, ahonnan a gravitáció révén jut el a többi létesítményhez. A csigaszivattyúk átfolyását kézzel állítják be, a durva rács előtti bemeneti csatorna vízszintjétől függően.
       
    • Finom rács – a kisebb méretű lebegő és úszó tárgyaknak a vízből való eltávolítására finom rácsot alkalmaznak, amely automatikus tisztítású. A kiválasztott anyagot egy csigás szállítóban gyűjtik össze, amelyben kicsorgatják, mielőtt a konténerbe kerülne. A konténerben összegyűlt anyagot a telepen az erre kijelölt helyre szállítják, és ott tárolják.
       
    • Homokcsapda – a homok kiválasztása egy Dorr-Oliver típusú, sima fenekű medencében történik, melyből egy körkörös kaparó továbbítja a homokot egy kisebb nyíláson át a homokcsapda melletti csatornába. A csigás szállítóval rendelkező csatornában történik az öblítés, ami után a homokot konténerbe gyűjtik, majd a telepen az erre kijelölt helyen tárolják.
  2. Elsődleges (előzetes) ülepítés – annak érdekében, hogy csökkentsék az oxigénszükségletet az aerációs rendszerben és a másodlagos iszap termelésekor, illetve hogy javuljon a biogáz termelés az anaerob emésztőkben, a szennyvíz a biológiai medencékbe kerülés előtt áthalad az elsődleges ülepítőkön. A körkörös ülepítőkben a lerakódott iszapot a lassan forgó hídon lévő kaparó segítségével az ülepítő közepe felé terelik, ahonnan az iszapszivattyúk eljuttatják az iszapvonalra.
     
  3. Biológiai kezelés – a szerves anyagok lebontása és a nitrogén és foszfor biológiai kiválasztása aktív iszappal történik két párhuzamos, Carrousel 2000 típusú biológiai blokkban. A hatalmas medencékben az iszapszemcsék lebegő alakban tartása érdekében keverést alkalmaznak keverőkkel és légcsavarokkal, míg egyes részeken mélységi aerációt végeznek befúvókkal.

    Az új biológiai medencék részei a következők:
    • Anaerob rész – jelentős szerepet játszik a foszfor biológiai eltávolításának javításában
    • Anoxikus rész – az előzetes denitrifikáció és a foszforeltávolítás medencéje
    • Aerob rész – nitrifikációs és denitrifikációs medence

A projektum a biológiai és vegyi foszforeltávolításra kombinált (hibrid) eljárást látott elő, és így lehetőség van vas-klorid hozzáadására a biológiai medence kimeneténél. Az eddigi munka során nem volt szükség vegyszerek hozzáadására, mivel a foszfort sikerül a biológiai eljárással is a határérték alá csökkenteni.

  1. Utólagos (másodlagos) ülepítés – a tisztított szennyvíz és a lebegő aktív iszap elválasztása utólagos ülepítőkben történik, melyek szerkezetileg megegyeznek az előző ülepítőkkel. A kiválasztott másodlagos iszap nagyobb része az ülepítő fenekéről visszaforgatással újra a biológiai medencékbe kerül, míg ennek kisebb részét (az ún. felesleges iszapot) szivattyúkkal távolítják el a folyamatból, és az iszapvonalra továbbítják. Azért szükséges a felesleges iszap kivonása a folyamatból, hogy fenntarthassák az aktív iszap állandó koncentrációját a biológiai medencékben.

Iszapvonal

Az iszapvonalon a szennyvíztisztítás során keletkező iszap kezelése történik, melynek biogáz és stabilizált iszap a végterméke. Ez a folyamat a következő szakaszokból áll:

  1. Az elsődleges iszap sűrítése – az előző ülepítőkön kiválasztott elsődleges iszap szárazanyagtartalma 1% körüli, ezért szükség van annak sűrítésére (koncentrálására) még az emésztési folyamat megkezdése előtt. A szükséges 5% körüli koncentrációra való sűrítés gravitációs sűrítővel történik, ahonnan az iszapszivattyúk szükség szerint az emésztőkbe továbbítják az anyagot.
  2. A felesleges iszap sűrítése – a másodlagos ülepítőkben kiválasztott felesleges iszapot a kezdeti kb. 0,8%-os koncentrációról szalagos sűrítővel közel 5%-ra sűrítik. Az iszap sűrítését serkentendő polielektrolit oldatok hozzáadására van szükség. Ezt a sűrített felesleges iszapot átszállítják az emésztőkbe.
  3. Az iszap egylépcsős anaerob emésztése – a biológiai tisztítás során keletkező iszap stabilizálása érdekében a sűrítés után szivattyúkkal átszállítják azt a két anaerob emésztőbe. Az emésztőkben a hőmérséklet 33-37ºC közötti, és az itt töltött idő legkevesebb 20 nap. Az iszap anaerob feldolgozása során biogáz keletkezik, amely az emésztőből a biogáz tartályba jut, onnan pedig elvezetik a fogyasztókhoz. A megtermelt biogáz fogyasztói a gázmotorok és a kazánegység. A szennyvíztisztító területén két, egyenként 250 kW teljesítményű gázmotor került felszerelésre, melyek elektromos és hőenergiát termelnek. Az így megtermelt elektromos energia biztosítja a szennyvíztisztító teljes áramszükségletének mintegy 35%-át. A keletkező hőenergiát az emésztőkben használják fel a megfelelő hőmérséklet fenntartására, illetve más létesítményeket is fűthetnek vele szükség szerint. A gázkazán az emésztőkben lévő iszap melegítéséhez használatos, ezért többnyire a téli időszakban alkalmazzák, különösen alacsony külső hőmérséklet esetén.
  4. A stabilizált (emésztett) iszap víztelenítése – az emésztőkből kikerülő stabilizált iszap szárazanyagtartalma 3,5% körüli, melyhez polielektrolit oldatot kevernek, és így vonják ki belőle a vizet egy szalagos szűrőprésen, amíg a szárazanyagtartalma el nem éri a 20-24%-ot.

Az így kapott iszapot fel lehetne használni másodlagos nyersanyagként valamilyen más folyamatban, mint amilyen a komposztálás vagy a fitoremediáció, de egyelőre csak a telep területén belül kerül tárolásra.