Szennyvíztisztító telep - Látomás - PDF ingyenes letöltés
Szennyvíztisztító telep - Vision 2030-1 Ünnepélyes rendezvény a Hydro-Ingenieure GmbH 30 éve, 2012. október 22.
Vázlat 2030? Megváltozott keretfeltételek 2 Demográfiai tényezők Gazdasági tényezők Infrastrukturális tényezők, szennyvízmennyiségek Klímaváltozás Új követelmények Klímavédelem, energiahatékonyság Vízvédelem Értékes anyagok visszanyerése Új koncepciók
Adatforrás: Szövetségi Statisztikai Hivatal; Illusztráció: BiB keretfeltételek: Demográfia A népesség szintje Németországban 1816-2010 3. és 1950-2060
Keretfeltételek: Demográfia 4 A népesség aránya [%] 50 45 20 év alatti népesség 40 65 év feletti népesség 35 80 év feletti népesség 30 25 20 15 10 5 0 1871 1939 1960 1980 2000 2006 2010 2030 2050 Az idősek aránya növekszik. Adatforrás: Szövetségi Statisztikai Hivatal
Forrás: Drug Ordinance Report 2010 (Schwabe & Paffrath (Szerk.)) 5 1600 1400 1200 1000 800 600 400 400 0 0-4 5-9 10-14 15-19 20-24 25-29 30-34 35-39 40-44 45-49 50-54 55-59 60-64 65-69 70-74 75-79 80-84 85-89> 90 Általános feltételek: Demográfia DDD (Defined Daily Dose) Korcsoport. és így a szennyvíz összetétele
Keretfeltételek: Gazdaság Az energiaköltségek jelentősen növekedni fognak A személyi költségek növekedni fognak Az MSR-technológia költségei csökkennek 6
Forrás: BDEW-Wasserstatistik, 2012 A fajlagos vízfogyasztás alakulása A háztartások és a kisvállalkozások fajlagos vízfogyasztása l/(e * a) 15 0 14 5 14 0 13 5 13 0 12 5 12 0 115 110 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2004 2006 2006 2008 2008 2009 2010 2011 7
8 Keretfeltételek: klímaváltozás Forrás: Kropp et al. 2009; Árpaköteg 2009 Éves csapadéknapok 10 mm/nap
Forrás: Szövetségi Statisztikai Hivatal; Szövetségi Építési és Regionális Tervezési Hivatal Keretfeltételek: Felületi tömítés A település és a forgalom növekedése [ha/d] -ben 9
Keretfeltételek: Szennyvízmennyiségek Szennyvíz 10 Vízfogyasztás csökkentése Külföldi vízmennyiség csökkentése Háztartás mérete A városi élet reneszánsza Kevesebb, erősebben szennyezett, melegebb szennyvíz Csapadékvíz Heves esőzések növekedése Zárt felületek növekedése Több csapadékvíz
Új követelmények Klímavédelem, energiahatékonyság A szennyvízben lévő energia felhasználása Vegyi Termikus Hőenergia Az energiafogyasztás csökkentése Az üvegházhatást okozó gázok kibocsátásának csökkentése Vízvédelem Mikrokáros anyagok Csírák Értékes anyagok visszanyerése 11 Foszfor-nitrogén Szerves vegyületek, rostok. A víz újrafelhasználása
Energiahatékonyság Energia-önellátás Saját erőforrásokkal nem érhető el Csak együttes fermentációval lehetséges Szél- vagy napenergia a szennyvíztisztító telepen Nincs értelmes cél A kiegyensúlyozott éves energiamérleg elérése A vízvédelem továbbra is a legfontosabb cél Eddig gyakran elhanyagolták: A csatornahálózat energiaigénye A mobilitás energiaigénye Külső energiaigény Üzemek építéséhez szükséges energiaigény Energiaminőség (Villamos energia, hő, üzemanyag) 12
Újrahasznosítható anyag-visszanyerés A hasznosítható anyag-visszanyerésről szóló vita jelenleg a foszforra összpontosít. A foszfor lényeges elem, és nem helyettesíthető. A foszfor nem egy véges erőforrás ? 13.
14 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Újrahasznosítható anyagok visszanyerése 500 450 400 350 300 250 250 150 150 50 50 0 Kőzet-foszfát [USD/Mg] 2000 2001 2002 2003 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Forrás: Világbank gabonaár ( 2005 = 100%)
Vízvédelem 1971 41/1970 27/1973 33/1981 A szövetségi kormány II. Vízminőségi osztályának környezeti programja egészen 1985-ig 1976-ig A WHG-kibocsátás elvének 4. módosítása (minimumkövetelmények), az immisszió elve (további követelmények) 1982 A szennyvíz elvezetésére vonatkozó minimumkövetelmények megfogalmazása a 7a WHG 15 szerint
Gewässerschutz 49/1986 23/1988 32/1988 16 1988 1989 1991 1991 Fókák pusztulása és hatalmas alganövekedés az Északi-tengeren A BMU 10 pontos katalógusa A tápanyagok minimális követelményeinek megfogalmazása (VwV-tól WHG-ig) Nitrifikáció és P-elimináció Az N anorg minimális követelményeinek megfogalmazása . (VwV zum WHG) Denitrifikációs EK irányelv (települési szennyvíz tisztítása) N és P elimináció érzékeny területeken
17 Gyógyszerek a vízi környezetben A talajvíz időzített bombája a Spiegel Online gyógyszeres szekrényből 2007.02.11. Gyógyászati maradványok: Tíz hatóanyag detektálva az ivóvízben dpa 2008/07/07 Mellékhatású víz? WDR Lokalzeit Ruhr, 2008.05.28. A vegyi koktélt még mindig erősen öntözik. Az ivóvíz biztonságos, állítják a tudósok. De Aachener Zeitung & Aachener Nachrichten 2008.08.01. Gyógyászati maradványok az ivóvízben WDR Helyi idő Ruhr, 2008.05.26.
Forrás: Beier 2010; Adatbázis: Különböző források (1996-2010) Vízvédő szerek koncentrációja a különböző vizekben 18
Következtetések Szennyvízmennyiség és összetétel: Kedvezményes elválasztórendszer Sűrű csatornahálózatok Decentralizált, egyszerű szennyvíztisztító telepek vidéken. Központi helyiség, komplex szennyvíztisztító telepek a városokban 19 Emelkedő energiaköltségek, klímavédelem: Pozitív energiamérlegű szennyvíztisztító telepek Új szennyező anyagok, a gyógyszerfogyasztás növekedése: További tisztítási követelmények Újrahasznosítható anyagok (foszfor) visszanyerése Központi hasznosító telepek egyiszapos égetőművek számára
A nagy, központi szennyvíztisztító telepek előnyei A hálózat 20 tisztítóberendezésének költségei decentralizált központi
Forrás: Bode, Evers, 1996 21 A nagy, központi szennyvíztisztító telepek előnyei Helyigény 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 1000 10 000 50 000 100 000 500 000 Üzemméret [PE] Helyigény [m²/ew]
Nagy, központi szennyvíztisztító telepek előnyei Energiafelhasználás Fajlagos villamosenergia-fogyasztás [kwh/ew * a] 80 70 60 50 40 30 20 10 0 71,3 49,4 40,1 34,9 27,1 100 000 szennyvíztisztító telep mérete [bővítés - PE] Forrás: Roth 22-én
Előtisztítás és energiamérleg 12 000 Példa számításra Példa számításra KA esetén 100 000 A KA EW esetén, t (ts) esetén 100 000 = 13 PE d 10 000 O2 fogyasztás [kg/d] Gázfelhalmozás [m³/d] 8 000 6 000 4 000 2 000 0 t (vk) = 0h t (vk) = 1h t (vk) = 2h Forrás: Handbuch Energie in Kläranlagen (1999) 23
η COD 100 90 80 70 Az iszap kora és energiamérlege A felesleges iszapban lévő energia Elsődleges kezeléssel 24 60 50 40 30 20 10 0 Elsődleges kezelés nélkül Légtelenítés energiaigénye 0 5 10 15 20 25 30 35 Nitrifikáció Iszap stabilizálása Szénvegyületek Nitrifikáció és denitrifikáció t TS [d] Forrás: Svardal 2012
Hagyományos koncepció Előtisztítás Biol. Fő színpad Nitrif/Denitrif. Esetleg utótisztítás (homokszűrés) 25 Anaerob stabilizálás Ártalmatlanítás
Fenntartható koncepció? Szén-eltávolítás Nitrogén-eltávolítás Nyomelem eltávolítása Anaerob stabilizálás Szennyvíziszap-elégetés Foszfor-visszanyerés Szennyvíziszap-szétesés 26
Fenntartható koncepció? 27 Szennyvíziszap elégetése Foszfor visszanyerése Szénkibocsátás Nitrogén eltávolítása Mikrokáros anyagok eltávolítása Finom rosták Megnövelt primer derítő Nagy teherbírású biológia Kémiai adalékanyag Szennyvíziszap anaerob kezelés? Anaerob szétesés stabilizálása
Fenntartható koncepció? 28 Szennyvíziszap elégetése Foszfor visszanyerése Szénkibocsátás Nitrogén eltávolítása Mikrokárosító anyagok eltávolítása Deammonifikáció Hosszú befutási idők Magas hőmérsékletek Érzékeny folyamat Eddig csak szennyvíziszap szétesésére használják Folyékony víz stabilizálása Anaerobok Fő áramlásban?
Fenntartható koncepció? 29 Szénkibocsátás Nitrogén elimináció Nyomanyagok eltávolítása Szennyvíziszap szétesése Integráció a teljes anaerob folyamatban Szennyvíziszap elégetése? Energiamérleg? Az átalakulási termékek stabilizálása? Foszfor visszanyerése Ózonozás Aktív szén adszorpció Egyéb. (Membránok?)
Fenntartható koncepció? 30 jövedelmezőség? Energiamérleg? Anaerob stabilizálás Szennyvíziszap-elégetés Foszfor-visszanyerés Mechanikailag Kémiai szénkibocsátás Termikus-biológiai nitrogén elimináció Nyomelem eltávolítása Szennyvíziszap szétesése
Fenntartható koncepció? Szénkibocsátás Mono szennyvíziszap-elégetés Nitrogén elimináció Nyomelemek eltávolítása Központi üzem egy régió számára Anaerob stabilizálás Szennyvíziszap-elégetés Foszfor-visszanyerés Szennyvíziszap felbomlása 31
Fenntartható koncepció? 32 Foszfor kinyerése a hamuból Nyereségesség ? Anaerob stabilizálás Szennyvíziszap-elégetés Foszfor-visszanyerés Szénkibocsátás Nitrogén eltávolítása Nyomelem eltávolítása Szennyvíziszap szétesése
Köszönöm a figyelmet. 33. és a Hydro minden jót a következő 30 évben!