oxigenhaztartas, szabalyozas

Report
FOLYÓVIZEK
OXIGÉN
HÁZTARTÁSA
EGYSZERŰ O2 HÁZTARTÁS
SZENNYVÍZ
SZERVESANYAG (BOI5)
HETEROTRÓF BAKTÉRIUMOK
(LEBONTÁS)
OXIGÉNBEVITEL
O2
SZENNYVÍZ HATÁSA (EMISSZIÓ – IMMISSZIÓ)

BOI5 emisszió nő, BOI5 koncentráció nő, oldott O2
koncentráció csökken (és fordítva)

O2 fontos vízminőségi indikátor
VÍZMINŐSÉGI OSZTÁLYOZÁS (O2 esetére)

nyers szennyvíz: O mg/l

telítési koncentráció “tiszta” vízben (Henry törvény): ~ 10
mg/l (20 °C )

halak megóvása, szaporodása:  6 mg/l

eltérő érzékenység: ivadék kora, halfajok (pl. pisztráng 6-7
mg/l, ponty 4 mg/l)

vízhasználatok

integrált osztályozás
MÉRLEG
FOTOSZINTÉZIS
MELLÉKFOLYÓK
LÉGKÖRI DIFFÚZIÓ
LÉGZÉS
ÜLEDÉK
SZERVESANYAG (C, N)
Oldott oxigén egyenlet:
dC
V
 BE  KI  O2 diff  C lebomlás  nitrifikáció 
dt
 üledék  fotosz int ézis  légzés  mellékfolyók
Szerves szén (C) lebontása
L
Oxigén fogyasztás
(BOI: 2.7 g O2 = 1 g
szerves C)
O2 fogyasztás
BOI L – maradék oxigén igény
BOI5
L0
L0 = BOI
5
nap
dL
 k1 L
dt
1. rendű
kinetika
(exponenciális)
L (t) = L0 exp(-k1t)
BOI = L0- L0 exp(-k1t)=L0 (1-exp(-k1t))
BOI5 = BOI - BOI exp(-k15)= BOI (1-exp(-k15))
BOI 
1
f 

BOI 5 1  exp(k1 5)
Lebomlási tényező (k1)
• Lebontási folyamatok sebességét jelzi, kinetikai állandó
• Dimenzió: 1/nap
• Hőmérsékletfüggő
k1 (T)  k1
T  20C
 θ (T  20)
Tlimit
Érvényesség!
1
 = 1.04
• Függ a szennyvíztisztítás mértékétől
Technológia
Nincs tisztítás
Mechanika
Mechanika+kémiai kicsapatás
Biológiai tiszt.
20C
k1(T=20C)
f
0.35
0.2
0.15
0.08
1.2
1.6
2.0
3.2
T
Oxigén bevitel (légköri diffúzió)
• C < Cs
• Cs – telítési koncentráció
C
• Henry törvény: p = He Cs
p – parciális nyomás
He – Henry szám f(T, P, sótartalom, stb.)
Cs
sótartalom
T
T
0
15
20
25
30
Cs (mg/l)
14.6
10
9
8.4
7.6
Oxigén bevitel (légköri diffúzió, film elmélet)
h
dC
C  Cs
V
  Dmol A
dt
h
• Molekuláris diff. tényező (m2/s)
C
V
dC
V
 K L A(Cs  C )
dt
A / V  1/ H
• Oxigén átadási tényező (m/nap)
dC
KL A
 k 2 (Cs  C ), k 2 
dt
V
• Fajlagos oxigén beviteli tény.(1/nap)
• Megoldás: exponenciális (D = CS - C)
Oxigén beviteli tényező (k2)
• Mi befolyásolja?
- Áramlás jellemzői: turbulencia
- Vízmélység, sebesség
- Empirikus összefüggések
( Dx v) 0.5 3.93  v 0.5
k2 

(O' Connor  Dobbins)
1.5
1.5
H
H
v
k 2  5.026  1.67 (Churchill )
H
- Érvényesség, dimenzió és kis H!!!
• EPA procedúra
k2  0.1 .. 100 (1/nap)
• Mérés
-Helyszíni nyomjelzős kísérletek illékony gáz
injektálásával (etilén, propán, propilén, kripton)
Atmospheric Reaeration
• Input stream velocity
and depth of flow
• Select kr (d-1) at
intersection of
flow and depth
coordinates
CEE 5134
Depth, (ft)
– O’Connor & Dobbins
– Churchill
– Owens-Gibbs
Depth, (m)
• Method of Covar (1976)
• Uses formulae of:
- 10 -
Fall, 2007
Reaeration Coefficient Estimation from Stream Descriptions
Water Body Description
kr
Small ponds and backwaters
Sluggish streams and large lakes
(days-1 20 oC)
0.10-0.23
0.23-0.35
Large streams of low velocity
Large streams of normal velocity
Swift streams
Rapids and waterfalls
0.35-0.46
0.46-0.69
0.69-1.15
> 1.15
Source: Peavy, Rowe and Tchobanoglous, 1985
CEE 5134
- 11 -
Fall, 2007
Simplified Schematic Representation of Model
River
Flow
t0
Point
Source Discharge
•
•
•
•
t2
t1
Assume PF and define control volume as a unit rectangle
Control volume moves downstream at constant velocity
Determine the initial oxygen content after mixing (L0)
Compute DO at any time by solving differential equation
for BOD exertion and atmospheric reaeration
CEE 5134
- 12 -
Fall, 2007
2
C
C
**  C
 vx
 Dx
  R(C )
2
dt
x
x
Folyóra
Q, v
Lh, Ch
q, Lszv, Cszv
• Feltételek: permanens (Q(t), E(t)=konst,
1D (azonnali elkeveredés), prizmatikus meder
• Szerves C (BOI) egyenlet:
dL
x
vx
 k1L L( x )  L 0 exp(k1 )
dx
vx
x
• Vagy: t* 
levonulási idő (utazunk a folyón)
v
dL
 k1L L( t*)  L 0 exp(k1t*)
dt *
LhQ  Lszv q
• L0 számítása (1D): azonnali elkeveredés!
L0 
Qq
Folyóra
Q, v
Lh, Ch
q, Lszv, Cszv
• Oldott oxigén (inhomogén lineáris diff. egyenlet) :
dC
vx
 k2 (Cs  C )  k1L vagy
dx
dC
 k2 (Cs  C )  k1L
dt *
x
t* 
v
dD
 k 2 D  k1 L D = Cs - C
deficit
dt *
k1
D(t*) 
L0 exp(k1t*)  exp(k 2t*) D0 exp(k 2t*)
k 2  k1
ChQ  Cszv q
C0 
D0  Cs  C0
C (t*)  Cs  D(t*)
Qq
Folyóra
Q, v
q, Lszv, Cszv
Lh, Ch
L0
L
Lh
Ch
C
C0
Cs
x, t*
D0
Dmax
Cmin
xkrit, t*krit
x, t*
Components of the Oxygen Sag Curve
Deficit, Deoxygenation, and
Reaeration (x -1), mg/L
Oxygen Sag, mg/L
Reaeration, mg/L
Deoxygenation, mg/L
Time, days
Definitions for the DO Sag Curve
Saturation DO, CS
CS
Concentration, mg/L
Initial Deficit, Da
DO
Deficit
DO
Concentration
0
Travel Time or Distance
CEE 5134
- 17 -
Fall, 2007
Kritikus hely meghatározása
dD
 k 2 D  k1 L
dt *
Minimum:
 k 2 D  k1 L  0
k1
D max  L0 exp( k1t *kr )
k2
 k 2  D0 (k 2  k1 ) 
1

t *kr 
ln  1 
k 2  k1  k1 
L0 k1

2
 1.5 – 2 nap
0
• Hígulás: L0, D0  Dmax, Cmin. Szabályozás. Iteráció. Mérés!
• Több szennyező: szuperponálható
Több szennyvízbevezetés
Q, v
q1, Lszv1, Cszv1
Lh, Ch
L
L0
Lh
Lh2
Ch
C
q2, Lszv2, Cszv2
Cs
D0
C0
Dmax
x, t*
Do2
Ch2
Cmin
xkrit, t*krit
x, t*
Streeter-Phelps (1925) oxigén modell
dL
I.
 k1 L
dt *
Szervesanyag lebomlás egyenlete (L: BOI∞)
dC
II .
 k 2 (Cs  C )  k1 L
dt *
Oldott oxigén egyenlete (C: O2)
Továbbfejlesztések:
1. Nitrifikáció egyszerűsítve
2. Nitrifikáció részletesebben
3. Szervesanyag oldott és ülepedő frakciók különválasztása
4. Üledék oxigén igénye
5. Fotoszintézis, légzés
6. Speciális eset: anaerob szakasz számítása
Nitrifikáció egyszerűsítve
BOI
BOIN
BOIC
5
• Két lépés:
20
Kjeldahl N (Szerves N,
NH4-N) - LN --> mérés
nap
Nitrosomonas 2NH4+ + 3O2  2NO2- + 2H2O + 4H+
Nitrobacter
2NO2- + O2  2NO3-
3.43 g O2
1.14g O2
• Feltételek:
: 4.57 g O2
- Nitrifikáló (aerob autotróf) baktériumok,
- Lúgos környezet (pH > 6),
- Oxigén jelenléte, oldott oxigén > 1-2 mg/l, LN=BOIN = 4.57KN
- Toxikus anyagok gátolják!
dLN
N


k
L
- Hőmérsékletfüggő
N
dt
- Legegyszerűbb leírás: L = BOIC + BOIN
Nitrifikáció
N forgalom
N1 – szerves N,
N2 – NH4-N
N3 – NO2-N, NO3-N
Növényi asszimiláció
Nitrifikáció
Hidrolízis,
N3
N1 ammonifi- N2
káció
Denitrifikáció
Ülepedés
dN1
 (külep  k ammon ) N1
dt
N1
dN 2
 k ammon N1  (k nitrif  k asszim ) N 2
dt
dN 3
 k nitrif N 2  (k asszim  k denitr ) N 3
dt
O2
N2
N3
Oldott O2 egyenletbe: - knitrif 4.57 N2
Szervesanyag oldott és ülepedő frakciók különválasztása
• Lp = fp L
partikulált
• Ld = fd L
oldott
dL
V
 vs AL p  Vk1' Ld  (vs Af p  k1'Vf d ) L
dt
A
k1  vs f p  k1' f d  k p  k d
V
L  L0 exp (k p  k d )t 
L0
ülepedés
biológiai
oxidáció
t
Üledék oxigén igénye
Okok:
- szennyvíz ülepedő részecskéi iszapréteget képeznek
- elhalt növények, falevelek felhalmozódása
- alga ülepedés
Magas szervesanyag tartalmú üledék (iszap):
- felső részében aerob, alsó részében anaerob
lebomlási folyamatok  oxigén elvonása a vízből
- lebomlás  CO2, CH4, H2S képződés
- gázképződés  felszálló buborékok, iszap flotációja
- esztétikai problémák
Közelítés: konstans (?) megoszló terhelés (S) „SOD”
S (g O2 / m2,nap)
dC
V
  Ased S
dt
dC
S

dt
H
Üledék
S (gO2/m2,nap)
Települési szennyvíz(iszap)
bevezetés környezetében
2-100 (4)
Szennyvízbevezetés alatti
szakaszon
Homokos üledék
1-2 (1.5)
Árapályos folyamtorkolati iszap
0.2-1 (0.5)
0.05-0.1 (0.07)
Fotoszintézis, légzés
Napfény, glükóz
6CO2 + 6H20  C6H12O6 + 6O2 Fotoszintézis
3,nap)
(P
mgO
/m
2
Sötétben
6CO2 + 6H20  C6H12O6 + 6O2 Légzés (R mgO2/m3,nap)
Pm
P, R
Napi átlagos O2 termelés
Pm mérésből:
Pa
t (h)
t1
t2
24
2f
Pa 
Pm
H
túltelítettség
O2
C
t 2  t1
24
fotoperiódus
f 
R, P számításból: alga
egyenlet (Klorofill-a * a = P)
t (h) Oldott O2 egyenletbe dC  Pa  R
dt
24
Cs
Oxigén vonal (ill. összes oldott oxigén deficit) számítása
D(t*)  D0 exp(k 2t*) 
k1
exp(k1t*)  exp(k2t*) 
 L0
k 2  k1
kN
N
exp(k N t*)  exp(k2t*) 
 L0
k2  k N
S
1  exp(k2t*) 

Hk 2
Deficit kezdeti értéke
Szerves C lebontás
Nitrifikáció
Üledék oxigén igénye
Pa
1  exp(k2t*) 

k2
Fotoszintézis
R
 1  exp(k 2t*)
k2
Vízinövényzet légzése
Anaerob szakasz számítása
Időszakos vagy állandósult anaerob állapot
Nagy
terhelés
Anaerob lebomlás, gázképződés, fémek
visszaoldódása
1. Anaerob szakasz kezdete: x1 (C=0)
L
dL
dC
 k 2 (Cs  C )  k1 L
 k1 L
dt *
dt *
L1
2. Anaerob szakasz:
L2
C
x1
x2
t*
dL
 k 2 (Cs  C )  k 2Cs (C  0)
dt *
x  x1
L  L1  k 2Cs
v
3. Anaerob szakasz vége:
k2
x2 dL
x1
x2
t*
dt *
 k1 L2  k 2Cs
L2 
v  L1k1  k 2Cs 

x2  x1  
k1  k 2Cs 
k1
Cs
Példa: Szennyvízbevezetés hatása a befogadó oldott
oxigén koncentrációjára (1 D, permanens)
Települési szennyvíz jellemzői:
LE 120 000
BOI5 koncentráció: 600 mg/l
Kjeldahl N: 120 * 4.57 = 548 mg/l
q = 120 000 * 0.1 = 12000 m3/nap = 0.14 m3/s
Befogadó vízfolyás jellemzői:
Háttér koncentrációk: Lh = 5 mg/l, Ch = 8 mg/l
T = 25 C, v = 0.5 m/s, Q = 15 m3/s, Cs = 8.4 mg/l
k1 = 0.42 1/nap, k2 = 0.7 1/nap
Kezdeti értékek:
L0 = 16.6 mg/l, D0 = 0.47 mg/l
Kritikus hely:
tkrit = 1.9 nap, xkrit = 82 km
Cmin = 3.6 mg/l
Hígulás szerepe
Cmin (mg/l)
7
6
5
4
3
2
1
0
0
100
C
C+N
200
300
400
500
600
700
800
Q/q
Vízminőségi hatások különböző
hígulási viszonyok esetén
B
C = f (Q/q)
A
C0B
C0A
Hígulási arány
(Dilution)
Ch2
C
CHÉ
Ch2
x, t
DO sag:
Streeter &
Phelps
(1925)
Oldott oxigén (mg/l)
Lebomlás (nem konzervatív anyagok)
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Szerves (szennyvíz)
terhelés hatása az oldott
oxigén koncentrációra
0
100
200
300
400
500
x (km)
Oldott oxigén szint a kritikus helyen (mg/l)
7
Kritikus hely
6
5
4
3
2
1
Q/q=1000
Q/q=100
Q/q=10
0
Nincs tisztítás Nagyterhelésű Kisterhelésű Totál oxidáció
biológiai
nitrifikációval
Kommunális
szennyvízbevezetések
(2015)
Befogadó
víztestre
számított
hígító
kapacitás
Dilution rate
10000
Szennyvízzel terhelt
vízfolyások ökológiai
állapota, különböző
hígulási viszonyok
mellett
1000
100
10
Weak/Bad
Macroinvertebrates
Moderate
Phytobenton
Good
High
Physico-chemical quality
Az oxigén beviteli tényező hatása a kritikus oxigén
koncentrációra, különböző hígulási arányok mellett
O2 minimum (mg/l)
9
8
Q/q=10
7
6
5
4
3
2
1
0
Q/q=20
Q/q=30
Q/q=50
Q/q=100
Q/q=500
Q/q=1000
0.1
0.6
1.1
ka (1/nap)
1.6
2.1
Következtetések a befogadó terhelhetőségétől
függően a szennyvíztisztítási technológia
megválasztására
• Hígulás (befogadó/szennyvíz hozam aránya, Q/q) a
vízminőségi hatás szempontjából (oxigén
viszonyok) meghatározó.
• A szennyvíztelepeken nitrifikáció előírása fontos,
• Dombvidéki vízfolyáson Q/q<30,
• Síkvidéki vízfolyásnál Q/q <100,
• Pangó (kis esésű) víznél Q/q <200 esetén.
Szabályozás: oxigén háztartás javítása
Emisszió csökkentésének eszköze: Szennyvíztisztítás
• Települési (kommunális szennyvíz) – BOI, kN
• Ipari szennyvíz: élelmiszeripar (konzervgyár, vágóhíd,
húsüzem, cukorgyár, szeszipar stb – BOI,KOI, kN),
vegyipar (műtrágyagyártás – NH4), papírgyártás (KOI)
Mechanikai tisztítás+kémiai előkezelés
Fémsó
15 perc
20 perc
Rács
Homokfogó Flokkulátor
3h
Előlepítő
Biológiai tisztítás
2h
Eleveniszapos
medence
3h
Utóülepítő
Eleveniszapos szennyvíztisztító telep kémiai kicsapatással
Rácsszemét kiszűrése
Durvarács: 6-60 mm
Finomrács: 4-6 mm
Homokfogó
Gépészet, kiülepedés,
lerakódások elleni védelem
Szemcseátmérő: 0.1-0.2 mm
Előülepítő
Nyersiszap leválasztása
Biológiai (eleveniszapos) tisztítás
Levegőztető medence + utóülepítő
Feladata:
Szervesanyagok eltávolítása (BOI5)
NH4-N oxidációja (nitrifikáció)
Biológiai P eltávolítás
Denitrifikáció
Biológiai (eleveniszapos) tisztítás
Iszapkor
1-2 nap
2-7 nap
> 7 nap
Biológiai (eleveniszapos) tisztítás: utóülepítő
Ülepíthető iszap szerkezet
Fonalasodás
Forrás: Patziger, 2007
Szennyvíztisztítási technológiák relatív költsége és
tisztítási hatásfoka
N formák
aránya (%)
Rel. költségek
Tisztítási hatásfokok (%)
Ber
Üzem
BOI
ÖN
ÖP
NH4
NO3
Mechanika
1.0
1.0
30
5
15
100
0
M + Kicsapatás
1.09
1.5
55
15
75
100
0
Nagyterhelésű biológia
1.40
1.7
92
15
25
100
0
Kisterhelésű biológia
1.70
2.0
95
15
30
5
95
Nagyterhelésű Bio + P
1.45
2.0
92
25
90
100
0
Kisterhelésű Bio + P
1.75
2.3
95
25
95
5
95
NB +P +részleges N
1.95
2.4
95
60
95
5
95
NB + P + teljes N
2.40
3.0
95
85
95
0
100
Szennyvíz tisztítási
technológia
Délpesti szennyvíztisztító telep - Budapest
Technológia:
Alap: nagyterhelésű biológiai tisztítás
Biofilterek: nitrifikáció és denitrifikáció (methanol adagolással)
Kémiai P eltávolítás (szimultán és utó kicsapatás)
Iszap rothasztás + biogáz hasznosítás (kb. az energiaszükséglet 2/3-a)
Nyers szennyvíz*
mg/L
Elfolyó tisztított szennyvíz
mg/L
KOI
550
50
BOI5
300
10
Tot-N
50
12
Tot-P
8
1
ÖLA
200
5
Északpesti szennyvíztisztító telep - Budapest
Technológia:
Nagyterhelésű eleveniszapos (Szovjet technológia)
Fejlesztés: (2004)
Részleges nitrifikáció
Kémiai előkezelés szeparált medencékben
Iszap víztelenítés, rothasztók
Nyers szennyvíz
mg/L
Elfolyó tisztított szennyvíz
mg/L
KOI
582
61
BOI5
358
12
Tot-N
47
31
Tot-P
8
2
ÖLA
225
12
Budapesti Központi Szennyvíztisztító Telep
Oroszlány: Membrán (MBR) technológia (2004)
Oroszlány MBR tisztítási hatásfokok:
Nyers szennyvíz
Tisztított víz
Határérték
KOI mgO2/l
1045
19
75
BOI5 mg/l
496
3,0
25
pH
7,72
7,94
6,5-9
ÖN mg/l
124,5
6,0
30
ÖKN mg/l
122,5
1,3
NO3 mg/l
0,6
36
NH4 mg/l
88
0,12
5
ÖP mg/l
9,3
1,8
2
ÖLA mg/l
383
2
100
Összes oldószer extract mg/l
43
0,7
5
GYÖKÉRMEZŐS TISZTÍTÁS - SZÜGY
ÉPÍTETT VÍZINÖVÉNYES SZENNYVÍZTISZTÍTÓ RENDSZEREK
LEBEGŐHÍNÁROS RENDSZER
Forrás:
Guti Gábor
(OFKD, 2012)
FAÜLTETVÉNYES SZENNYVÍZTISZTÍTÓ RENDSZEREK
TAVAS SZENNYVÍZTISZTÍTÓ RENDSZEREK
A tavak az I., a II. vagy a III. tisztítási fokozat szerepét töltik be.
Utótisztításként is alkalmazzák.
Általában sorbakötött tó-egységek:
Anaerob tó 3 – 5 m vízmélységgel
Fakultatív tó 1,2 – 1,8 m vízmélységgel
Utótisztító aerob tó 0,7 – 1,0 m vízmélységgel
A fakultatív tóban lejátszódó átalakítási folyamatok
Egyéb pontszerű szennyezőforrások és a terhelés
csökkentés eszközei:
• Állattartó telepek (BOI, NH4-N)
 Megfelelő trágyatárolás
 Hígtrágyás állattartás  almos trágyázás,
 Mezőgazadasági felhasználás (újrahasznosítás)
• Hulladéklerakók csugalékvizei
 Megfelelő műszaki védelem
 Rekultiváció (felhagyott)
• Halastavak vízleeresztése
 Jó tógazdálkodási gyakorlat
 Leeresztés korlátozása
• Termálvíz bevezetés
 Visszasajtolás (csak hő hasznosítása esetén)
 Tározás visszavezetés előtt
Állattartó telepek
Közel 8500 db. nagy létszámú és további 60 ezer kis létszámú
állattartó telep található Magyarországon (OVGT, 2012)
Nagy létszámú állattartó telepek száma és a nagy létszámú telepekre becsült
állatlétszám a részvízgyűjtőkön 2007-ben (db):
Jószág
baromfi
víziszárnyas
szarvasmarha
juh/kecske
sertés
egyéb
Összesen
Magyarország
Duna
Dráva
Tisza
Balaton
telep
létszám
telep
létszám
telep
létszám
telep
létszám
telep
létszám
2130
1191
1362
1487
1048
1200
8418
43 millió
8312 ezer
508 ezer
542 ezer
4091 ezer
n.a.
-
1063
127
536
475
467
339
3007
19 millió
765 ezer
213 ezer
178 ezer
1493 ezer
n.a.
-
839
1064
691
910
479
772
4755
20 millió
7547 ezer
252 ezer
322 ezer
2195 ezer
n.a.
-
119
0
71
57
72
51
370
2 millió
22 ezer
20 ezer
313 ezer
n.a.
-
109
0
64
45
30
38
286
2 millió
21 ezer
22 ezer
90 ezer
n.a.
-
Előírások a trágyatárolásra:
Helyes Mezőgazdasági Gyakorlat (HMGy) szabályainak bevezetése;
Szabályos trágyatároló megépítése.
(Az egységes környezethasználati engedélyre kötelezett állattartó telepek esetében
2010.10.31-ig, a többi nagy létszámú telepnél a határidő 2011.12.31. , kis létszámú
állattartó telepek hígtrágyatárolóinak legkésőbb 2014. január 1-ig, míg istállótrágyatárolóinak legkésőbb 2015. december 22-ig kell a követelményeknek megfelelni.)
Haszonállatok fajlagos emissziói (kg/egyed/év)
BOI
ÖN
ÖP
140
90
30
Tejelő tehén
200
36
Sertés
35
12
Ló
61
10
Birka
3.2
1
Baromfi
0.7
0.12
Szarvasmarha
Halászati hasznosítás formái:
• természetes vízi halászat
• intenzív haltermelés
• tógazdasági haltermelés
Környezeti hatások:
• Leeresztett víz minősége nem megfelelő (-)
• Hosszirányú átjárhatóság akadályozása (-)
• Európai jelentőségű a halastavak fészkelő, és vonuló
madárállománya (+)
0.5%
5%
6%
A halastavak eredet
szerinti megoszlása:
Hazai statisztikák (OVGT,
2010):
640 halastó, 34660 ha
1325 horgásztó, 110100 ha
3%
5%
81%
bányató
tározó
vizes élőhely
hullámtéri holtág
mentett oldali holtág
természetes tó
Forrás: Ősz Ágnes (OFKD dolgozat, 2012)
Varsád, tógazdaság, 6. telelő tó, intenzív tápos etetés
Gödöllő, horgászegyesület, I. tó, intenzív etetőanyagos ellátás
Forrás: Ősz Ágnes (OFKD dolgozat, 2012)
A termálvíz kutak vízminőségi adataiból számított
átlagkoncentrációk és a vízfolyásokra számított
átlagkoncentrációk összehasonlítása (arány: kút / folyó)
pH
Kút
Folyó
Arány
F.VEZKÉP
7,8
8,0
1,0
CA
Kút
Folyó
Arány
33,7
69,9
0,5
KEM_CAO
2081
760
2,7
Ca eé
1,6
3,5
0,5
81
159
0,5
MG
NA
Na eé
635
61
10,4
Mg eé
13,5
37,2
0,4
1,0
3,1
0,3
20,0
2,7
7,5
SO4
60,5
111,1
0,5
K
K eé
17,1
8,8
1,9
CL
333,0
52,9
6,3
0,3
0,2
1,1
HCO3
1106
331
3,3
• Elsődleges probléma: hő és sótartalom (sóösszetétel)
• További problémák lehetnek: a termálvíz fenol, PAH, TPH tartalma
Termálvíz – befogadó párokra számított hígulási arányok eloszlása
(több kút esetén az összegzett terhelésre számítva)
Következmények:
•
Szubtrópusi fajok
elterjedése,
•
Sótartalom tartós
megemelkedése
•
„kettős” állapot a
vízforgalomtól
függően
Elhelyezési lehetőségek:
• Visszasajtolás a vízadó rétegébe, vagy ettől eltérő vízadó rétegbe
• Közvetlen bevezetés felszíni vizekbe azok ökológiai és kémiai állapotának
lényeges romlása nélkül.
• Felszíni vizekbe vezetés, kezelés után (pl. halastavi pihentetés,
természet-közeli tisztítás, fordított ozmózis, stb.).
• Természet-közeli tisztítási módszerek alkalmazása
• Fordított ozmózis
• Használt termálvíz környezetkímélő elhelyezése létesített vizes
élőhelyeken
Az egyik szentesi hűtőtó
(Fotó: dr. Szilágyi Ferenc)
Települési diffúz szennyezések csökkentése:
•
•
•
Csatornázatlan települések - szikkasztott szennyvíz
 Csatornázás, rákötés a meglévő rendszerre illegális szennyvízbevezetések felszámolása
 Házi szennyvíztisztítók (oldómedence + szikkasztás)
– szakszerű egyedi szennyvízelhelyezés
Belterületi állattartás szabályozása (trágyatárolás –
szigetelés, fedés)
Felszíni szennyeződések lemosódása
 Köztisztasági tevékenység
 Lefolyás szabályozás
(vízvisszatartás –
beszivárogtatás, lefolyás hullám
késleltetése tározással)
 Csatornázás: egyesített rendszer
 elválasztott rendszer
Az egyedi szennyvíztisztítási rendszerek működése és fő jellemzői:
Utótisztító és elhelyező mező:
Építése:
- vízzáró módon helyben vagy előregyártva
- vasbeton vagy műanyag anyagból
15,
0-
3,0 - 6,0 m
Kialakítása:
- egykamrás, elvezető szűrővel, vagy
- kétkamrás, uszadékfogóval
- felszín alatti talajadszorbciós rendszer, amely általában
szemcsés anyaggal (kaviccsal, durva homokkal) töltött
sekély (0,6 - 1,5 m mélységű) árkok rendszere
A tisztítás lényege: a szerves szervetlen szennyező
anyagok lebontása - fizikai, kémiai és biológiai folyamatok
révén - széndioxiddá, vízzé, nitrogén gázzá, stb.
A töltet szerepe: - az árkok szerkezetének megtartása;
- a szennyvíz részleges tisztítása;
- a szennyívz elosztása a talajban;
- a csúcslefolyások kiegyenlítése;
A kiadagolás módja: - gravitációsan, felváltva;
- adagoló szivattyúval, időszakosan;
- adagoló szifonnal.
0m
Feladata: előtisztítás
- ülepítés és uszadék eltávolítás;
- anaerob, oxigénmentes szervesanyag
lebontás (hideg rothasztás, fűtés és keverés nélkül);
30,
Oldómedence:
3,0 - 5,0 m
1,5 - 3,0 m
Egyszerű oldómedence és hagyományos (szikkasztásra alkalmas helyi
talajban kialakított) dréncsövezett szikkasztó rendszer
Bővített oldómedence, kis mélységű, homokkal töltött árkos
szikkasztó rendszer és adagoló szivattyú
Bővített oldómedence, homokszűrő és dombként kiemelkedő
rendszer, adagoló szivattyúkkal
Átlagos városi helyszín felszíni lefolyásának vízminőségi jellemzői
a National Urban Runoff Project (NURP) felmérése alapján
Esemény-átlagkoncentráció (EMC)
középértékek
Szennyezőanyag
Medián
90%-os percentilis
Összes lebegőanyag [mg/l]
141–234
424–671
BOI5 [mg/l]
10–13
17–21
KOI [mg/l]
73–92
157–198
Összes foszfor [mg/l]
0,37–0,47
0,78–0.99
Oldható foszfor [mg/l]
0,13–0,17
0,23–0,30
TKN [mg/l]
1,68–2,12
3,69–4,67
NO2+3-N [mg/l]
0,76–0,96
1,96–2,47
Összes Cu [mg/l]
38–48
104–132
Összes Pb [mg/l]
161–204
391–495
Összes Zn [mg/l]
179–226
559–707
.
Szennyezőanyag lemosás: „first flush”
Vízhozam, koncentráció, anyagáram
A kialakuló szennyezőanyag-hullám
Vízhozam
Szennyezőanyag-koncentráció
Esemény-átlagkoncentráció
Idő
Vízvisszatartás:
porózus burkolat kivitelezése vízáteresztő és vízzáró altalaj esetén
Porózus
burkolat
Alapozás
Vízáteresztő altalaj
Vízelvezető
csövek
Vízzáró
altalaj
H
1
1
6
6
Időszaki magas talajvízállás
Megjegyzések:
1.
2.
3.
4.
Füvesített árok
Az árok lejtése ne legyen 1:4–nél nagyobb (ajánlott az 1:6 arány).
A legmélyebb pont az időszaki magas vízállás felett legalább 0,3–0,6 m magasan legyen.
Eróziós gátak alkalmazása ajánlott a túlfolyások és az áramlás sebességének befolyásolására.
Az árok mélysége (H) ne legyen nagyobb, mint 0,3–0,9 m.
Rácsos fedél
Tömör fedél
Lefolyás
Burkolat
Homok
Homokszűrős víznyelő
Kiömlőcső
Illesztés
Beton ágyazat
Szövettel borított rács
Időszakos tározómedence sémája
Lefolyá
s
Lefolyá
s
1
1
4
4
Beszivárgá
s
0,6 – 1 m
Időszaki magas
talajvízállás
Megjegyzések:
1. A tározóból víz nem a befogadóba jut, hanem beszivárgás és párolgás, illetve párologtatás révén
távozik (3–14 nap alatt).
2. Általában a lefolyás első 2,5 cm-ét, vagy az első 2,5 cm-es csapadék lefolyását fogadja a tározó.
3. Az oldalak maximális lejtése 1:4.
Állandó tározómedence sémája
Vízi növények tápanyagfelvétele
Lefolyás
Túlfolyó nyílás ráccsal
Tározókapacitás 2,5 cm lefolyásnak
Normális vízszint
1
4
Algák általi
tápanyagfelvétel
Állandó
medence
1
6
Ülepedés
Kifolyó nyílás
Parti sáv
1
2
Adszorpció
Megjegyzések:
1. Az ideiglenesen állandó tározóba irányított lefolyás kezelése többféle módon történik (algák és vízi
növényzet tápanyag-felvétele, ülepedési folyamatok, adszorpció).
2. A többlet kapacitás a lefolyás első 2,5 cm-ét fogadja be (tartózkodási idő: 14 nap).
3. A lefolyás első 1,25 cm-ének tározókapacitás-regenerálódási ideje > 60 óra legyen.
Eszközök a befogadó oxigén háztartás javításához
Öntisztulás javítása, oxigén bevitel fokozása:
• Fenéklépcső, fenékküszöb,bukó stb. (hosszirányú
átjárhatóság korlátozása miatt ökológiai szempontból nem
jók), szűkület, surrantó
Iszapkotrás, üledék eltávolítása (folyók, tavak)
Természetközeli (ökológiai szemléletű) mederrendezés
• Kanyargós meder (meanderezés), parti zóna megléte
Csobogók, kiöblösödések
 változatosabb élőhelyek, gazdagabb élővilág
 szabálytalanabb áramlás, oxigén bevitel növelése
 hosszabb tartózkodási idő, öntisztulás
 természetes ártér, hordalék visszatartás
Tavak oxigén ellátottságának javítása
• Hipolimnion (alsó réteg) levegőztetése,
• cirkuláció (csak mély tavakban)
Belterületi szakasz:
Egyenes, burkolt trapézmeder
Kisvízi meder
kiszélesítése, lankás
rézsű - meanderezés
kialakul
Belterületi természetes
állapotú szakasz
Függőleges vonalvezetés,
fenéklépcső
Függőleges vonalvezetés,
surrantó
Kombinált
partvédelem
elhabolás ellen
Árnyékolt meder
DOMBVIDÉKI KIS- ÉS KÖZEPES VÍZFOLYÁSOK REHABILITÁCIÓJA
NV10%
NV50%
KÖV
Csak a nagyobb méretre
jellemző, nem árnyékolt
helyeken
2 - 10 évente
elöntött terület
???
1- 3 m
2- 6 m
0,5 – 1,5 m
fás sáv: min. 6 m
az ökológiailag minimálisan szükséges ártér szélessége kb. 10x a középvízi meder (azaz 20 – 60 m széles),
aminek mintegy fele a fás zóna, a maradék mocsárrét/üde rét
http://digiscience.hu/wwf/wwf_trapezmeder.html
http://digiscience.hu/wwf/wwf_trapezmeder.html
http://digiscience.hu/wwf/wwf_trapezmeder.html
http://digiscience.hu/wwf/wwf_trapezmeder.html
http://digiscience.hu/wwf/wwf_trapezmeder.html
http://digiscience.hu/wwf/wwf_trapezmeder.html
Köszönöm a figyelmet!

similar documents