Iszapkezelés

A biológiai szennyvízkezelésben mindig, a vízelőkészítési, illetve kémiai kezelési eljárások során pedig sok esetben van szükség ülepítéssel végzett fázis-szétválasztásra. Az elválasztás során a „tiszta víz” felül elfolyik. Marad viszont egy sűrű, iszapos fázis, ami viszont még mindig túlnyomórészt vízből áll, szárazanyag-tartalma rendszerint mindössze néhány százalék. Az iszap a víztisztítási folyamat mellékterméke és további kezelést igényel.

Az iszapok további kezelése során legelőször a nagy mennyiségű vizet kell eltávolítani, hiszen ezzel a kezelendő iszap mennyisége töredékére csökkenthető.

A vízkezelés során keletkező iszapok kezelésére a következő általános séma írható fel:

Az iszapok összetétel, szárazanyag-tartalma alapvetően függ az iszap eredetétől:

Iszap eredeteBiológiai szennyvíztisztításVízelőkészítés
Biológiailag bontható szerves anyagokjelentős mennyiségbencsekély mennyiségben
Szárazanyag-tartalomPrimer iszap: 2-3%,
szekunder iszap: 1-1,5%
kevert iszap: 1,5-2%
0,15-8%

A nem biológiai eredetű iszapok (pl. derítési eljárások iszapjai) jól bontható szerves anyagot nem, vagy csak kis mennyiségben tartalmaznak. Tartalmaznak viszont nagy mennyiségben fémsókat (Fe, ill Al), ami az esetlegesen beinduló biológiai folyamatokat egyébként is inhibeálná. Ez abból a szempontból előnyös, hogy az iszapkezelés során kevésbé jellemző a kellemetlen szagok, illetve a rothadásból származó korrozív savak keletkezése.

A biológiai tisztítás során keletkező iszap jelentős mennyiségű, biológiailag bontható anyagot tartalmaz, ami az iszapkezelés során biológiai eljárások alkalmazását is lehetővé, sőt szükségessé teszi. Ezt az iszapot rendszerint több lépcsőben kezelik.

  • Gravitációs elősűrítés (3-5% sza. tartalomig)
  • Anaerob stabilizáció (opció)
  • Víztelenítés (15-30% sza. tartalomig)
  • Aerob stabilizáció (opció)

Biológiai iszapok kezelése

Gravitációs elősűrítés

A primer iszap az előülepítő fenekén mintegy 2-3 % szárazanyag-tartalomig sűrűsödik. Ezzel szemben a szekunder iszap csupán 1-1,5 % szárazanyag tartalomig tömörödik össze. A két iszap keverékét gravitációs sűrítőben 3-5 % szárazanyag tartalomig lehet koncentrálni. A gravitációs sűrítő kialakítása a Dorr-ülepítőkhöz hasonló, geometriája azonban kissé más: a szélesség/mélység arány itt kisebb. A hidraulikai tartózkodási idő is lényegesen nagyobb, míg az ülepítők esetében rendszerint néhány óráról (1-3 h) beszélünk, a sűrítőknél akár egy nap, vagy a feletti tartózkodási idő is lehetséges. A hosszabb tartózkodási idő miatt a hidraulikai terhelés alacsonyabb, ami jobb szeparációt eredményez. Az elvezetett csurgalékvizet a szennyvíztisztítási technológia elejére vezetik vissza.

Anaerob stabilizáció

Az anaerob szennyvíziszap stabilizáció (fermentáció vagy rothasztás) olyan szabályozott technológia, melyben az iszap szerves anyagainak a lebontását megfelelő baktérium csoportok levegőtől elzárt térben végzik, többnyire mezofil (≈ 35 °C) hőmérsékleten. Az iszap stabilizációja folyamán gyakorlatilag három fázis keletkezik:

  • csurgalékvíz: a víz részben külön fázisba kerül, ami a szennyvíztisztító elejére visszaforgatható
  • biogáz, elsősorban metán, széndioxid és kis mennyiségben kén-hidrogén
  • iszapfázis: az eredetihez képest csökkentett víztartalmú és „stabilabb” vegyületekből áll

Összességében elmondható, hogy az anaerob rothasztás végeredménye, hogy az iszap szilárd szerves anyaga ártalmatlanabb és könnyebben vízteleníthető formájúvá alakul, miközben biogáz formájában energiahordozó keletkezik. A biogázzal egyrészt a rothasztó fűtése megoldható, másrészt gázmotorok üzemeltethetők, mellyel a szennyvíztelep energiaigénye kisebb vagy nagyobb részben fedezhető.

Az átalakulás során értelemszerűen az iszap szerves anyagának az összmennyisége is csökken, ami kedvező a további feldolgozás, elhelyezés szempontjából.

Iszapvíztelenítés

Az iszapokat – ide értve az anaerob módon előkezelt szennyiszapot is – a további kezeléshez (komposztálás, ártalmatlanítás stb.) a könnyebb kezelhetőség végett vízteleneítik.

A már gravitációsan elősűrített iszap további víztelenítése már nem oldható meg további gravitációs eljárásokkal, erre a célra préseket alkalmaznak. Az iszapok víztelenítésére a gyakorlatban kétféle préselési technológia terjedt el, a szalagos és a kamrás prés.

A prések egyenletes terhelésének biztosítására a kezelendő iszapot rendszerint puffer tartályban tárolják, ahonnan az iszap már egyenletesen adagolható.

Szalagszűrőprés

A szalagszűrőprésben az iszapot egy szivattyú a szalagra juttatja, ahonnan a berendezésbe jut, ahol 2 szalag között a víztartalma kinyomódik, a szárazanyag-tartalma pedig a szalagok között marad. A préseléssel elérhető szárazanyag-tartalom kb. 20-30% (ez már gyakorlatilag „földszerű” konzisztencia, az iszap már lapátolható állagú).

Kamrás szűrőprés

A kamrás szűrőprés több párhuzamosan kapcsolt szűrőelemből álló, szakaszosan működő berendezés. A szűrés alatt az elemek – a közéjük helyezett szűrőlapokkal/szűrőkendőkkel együtt – erőteljesen egymáshoz szorulnak. A szűrendő folyadék az elemek közé kerül bejuttatásra. Az iszaplepény az elemek közötti üres teret tölti ki, míg az elemekre helyezett szűrőközegen átszűrődött folyadék – azaz a szűrlet – az elemek bordái között folyik el a kifolyónyíláshoz. A kamrás présekkel még nagyobb, 40% feletti szárazanyag-tartalmú víztelenített iszap állítható elő.

A víztelenítés elősegítésére rendszerint flokkulálószert (polielektrolit) adagolnak az iszaphoz. A flokkulálószerek polimer jellegű anyagok, melyek segítik az iszappelyhek (flokkulumok) képződését, amiből a víz jobb hatásfokkal préselhető ki. A polielektrolitok általában száraz, porszerű anyagok, melyet vízben frissen kell beoldani, és ezt az oldatot adagolják a kezelendő iszaphoz.

Aerob stabilizáció/Komposztálás

A komposztálás olyan szennyvíziszap-kezelési mód, melyben a bontható szerves komponensek szabályozott, aerob állapot fenntartásával, biológiai úton lebontódnak szén-dioxiddá, vízzé, miközben stabilizált termékek, elsősorban humusz anyagok képződnek. A lebomlott anyagok könnyen és biztonságosan kezelhetők, tárolhatók és mezőgazdasági területen hasznosíthatók.

A szennyvíziszap komposztálásához az alapanyag jó víztelenítése mindenképpen elengedhetetlen. Az anaerob rothasztás iszapjánál azonban legtöbbször ez is kevés, és a hőmérséklet megfelelő emeléséhez külső tápanyag vagy segédanyag adagolására is szükség van. Ez legtöbbször fűrészpor, faapríték, vagy szalma. A többféle alapanyag összekeverése, megfelelő szabad gáztérfogatú halmokba, prizmákba történő összerakása, és ciklikus átforgatása, esetleg statikus levegőztetése és annak szabályozása a szennyvíztisztítás műveleteihez hasonlóan költséget, bár annál fajlagosan kisebb beruházási és üzemeltetési költséget jelent a szennyvíztelepnek.