Hogyan lesz a szennyvízből bioenergia?

Gondoltatok már arra, mi történik a szennyvízzel, miután lefolyik a csatornán és mielőtt visszaömlik a folyókba? Pontosan milyen tisztítási lépéseken kell átesnie, hogy a víz minősége megfeleljen az egyre szigorodó követelményeknek?

A szennyvíztisztítás elsődleges feladata, hogy a vízben lévő szennyező anyagokat olyan mértékben eltávolítsák, hogy a megmaradó szennyeződések a befogadó víz öntisztító folyamatai során le tudjanak bomlani. A szennyvíz két fő típusa a kommunális valamint az ipari- és mezőgazdasági szennyvíz, mely utóbbi tisztítása üzemenként változó, speciális feladat. A kommunális szennyvíz legfontosabb jellemzői a magas szerves anyag tartalom és a sok mikroorganizmus, ami azért veszélyes, mert az előbbi miatt erősen lecsökken a víz oldott oxigén tartalma, míg az utóbbi fertőzésveszélyt jelent.

A szennyvíztisztító telepre beérkező víz először mechanikai tisztításon esik át (1. ábra), mely során a nagyobb méretű szennyeződéseket rácsokkal kiszűrik, a homokot és apró kavicsokat leülepítik és eltávolítják. Oxigén hozzáadásával a zsíros-olajos alkotókat a víz felszínére áramoltatják, majd rothasztó tornyokba vezetik. A finom szemcsés anyagokat az úgynevezett előülepítő medencékben kiválasztják és továbbítják az iszapkezelési berendezésekbe.

1. ábra – a szennyvíztisztítás lépései. Forrás: http://www.nyf.hu/

Ezután következik a víz biológiai tisztítása (1. ábra), mely során először a szennyező foszfor és nitrogén tartalmú szerves vegyületeket alakítják át baktériumok segítségével. Az erre specializálódott mikroorganizmusok a nitrogén tartalmú vegyületeket (mint például a vizeletből származó ammóniát) több lépésben végső soron nitrogéngázzá alakítják, ami a légkörbe továbbítható annak szennyezése nélkül. A foszfort – ami a kommunális szennyvízben főként mosó- és tisztítószerekből, valamint az emberi kiválasztásból származik – csapadékként, szilárd formában távolítják el.  Áprilistól októberig a kórokozók vízben való elszaporodásának gátlásához szükség van klóros fertőtlenítésre is a biológiai tisztítás végén. A megfelelő összetételű víz ezután már a folyókba továbbítható.

2. ábra: Eutrofizálódott tó. Forrás: bnpi.hu

A nitrogén- és foszfortartalom adott szint alá szorítása azért nagyon lényeges, mert ezen alkotóelemek túl nagy mennyisége a természetes vizek eutrofizációjához vezethet (2. ábra).  Az eutrofizáció során a víz magas szerves anyag tartalma következtében az algák, gyökerező hínarak, mocsári növények elszaporodnak. A felszínt sűrűn borító növényzet miatt egyre kevesebb fény jut a víz alsóbb rétegeibe, így a növények gyakorlatilag saját pusztulásukat idézik elő, végül baktériumok bontják le őket, ami jelentős mennyiségű oxigént használ fel a vízből. Az víz oxigénszintjének csökkenése végső soron akár a halak pusztulásához is vezethet, valamint méreganyagokat termelő növények elszaporodása esetén a mérgek akkumulálódhatnak a táplálékláncban.

Visszatérve a víztisztításra: hogyan keletkezik tehát a bioenergia?

Talán kevésbé köztudott, hogy a szennyvíztisztító telepek elsősorban éttermektől és áruházaktól is vesznek át szerves hulladékot (úgymint ételmaradékokat, lejárt élelmiszereket, üdítőitalokat).

A szennyvízből a fent leírt mechanikai tisztítás során eltávolított iszapot és zsíros anyagokat, valamint az imént említett, előfeldolgozáson átesett szerves hulladékot az iszapkezelő berendezésekbe vezetik, ahol ülepítik (víztelenítik), majd a rothasztókba továbbítják, ahol mikroorganizmusok segítik a szerves anyagok bomlását, mely több lépcsőben zajlik. Többféle baktérium közreműködésével végső soron biogáz termelődik, melynek két fő alkotóeleme a metán és a szén-dioxid. A rothasztás során képződő biogázt gázmotor generátorokba vezetik és elektromos áramot, valamint hőt termelnek, mellyel a modern szennyvíztisztító telepek energia-ellátásának csaknem 100%-át fedezhetik (pl. Dél-pesti Szennyvíztisztító Telep)! Amikor nincs szükség energiára, a biogáz tárolására is lehetőség van, speciális tartályok segítségével.

Felhasznált irodalom:

mm

Nagy Kinga

Az ELTE Ökológia szakirányán végeztem biológusként, lelkesen járom és védem a természetet. A Neuronhálót azért álmodtam meg, hogy végzettségtől függetlenül összehozzam a tudomány iránt érdeklődőket, mert hiszek benne, hogy a szakirányú témák is megfogalmazhatók közérthetően. Nem szabad azt hinnünk, hogy a tudomány egy szűk réteg privilégiuma, legyen inkább közös élményünk! :)

You may also like...