KAPCSOLATFELVÉTEL
VITI group > Kezdőlap > Tudástár > Foszfortartalom eltávolítása a szennyvíztisztításnál

Foszfortartalom eltávolítása a szennyvíztisztításnál

A lakossági szennyvizek biológiai tisztítását végző eleveniszapos telepeket, melyeket gyakorlatilag az elmúlt század első évtizedeiben fejlesztettek ki, a század közepéig csak a biológiai oxigénfelvételt, s így a befogadók oxigén túlterhelését okozó szerves anyagok eltávolítására tervezték. Az ilyen üzemekből a befogadókba kerülő tisztított elfolyó vizek azonban napjainkra már világszerte általános gondot jelentenek. A mikroorganizmusok által felvételre nem kerülő nitrogén és foszformennyiség a természetes befogadókba, élővizekbe kerülve, felboríthatja azok ökológiai egyensúlyát. Ez napjainkban általános jelenség a tavak, lassan folyó vízfolyások, víztárolók, sőt a tenger sekély parti vizeinél is. A lakossági szennyvizek szerves anyaghoz viszonyítottan túlzott szervetlen (N és P) tápanyag terhelése vezetett igen sok esetben a befogadók súlyos eutrofizációjához. Ez ott a növényi szervezetek, algák túlzott elszaporodását, algavirágzását eredményezhette. Ennek a következményei ismertek: úszó hab jelentkezése a víz felszínén, tapadó iszap keletkezése a vízben, a fürdőhelyeken, a ciano-baktériumok toxin termelése, amely azután bőr irritációt és légzési elégtelenségeket, problémákat okoz a lakosságnál, míg a vízi állatok esetén azok elpusztulását eredményezheti.

Az algák, illetőleg az azokat hasznosító baktériumok éjszakai oxigén felhasználása abban az időszakban súlyos oxigénhiányt okozhat, ami komoly alga és iszapberothadással, kénhidrogén fejlődéssel járhat, ha az oxigénen túl már a nitrát is elfogy a vízből. Ilyen körülmények között mérgező nitrit keletkezésére is sor kerülhet, illetőleg a korábban megkötött foszfor is visszaoldódik az elhaló mikroorganizmusok és algák sejtanyagából, valamint a fenékiszapból. Az ivóvíz előállítása is lényegesen nehezebb és költségesebb az eutrofizálódott, nagy alga-tartalmú élővizekből, mint az egészséges természetes vizekből. Ennek megfelelően a szerves anyag szennyvizekből történő eltávolítása mellett a modern szennyvíztisztítás egyik legfontosabb feladata napjainkban a szervetlen tápanyagok, nitrogén és foszfor sokkal hatékonyabb eltávolítása.

A természetes vizekben az iónos formájú szervetlen nitrogén (nitrát és ammónium) nem okvetlenül szükségesek a cianobaktérium (kék-zöld alga) szaporodásához, mivel azok asszimilálni tudják a molekuláris nitrogént is sejtanyaguk kiépítéséhez. Az algák fotoautotróf metabolizmusukkal a víz szervetlen szén tartalmát (HCO3- -á disszociáló CO2) hasznosítják szénforrásként. Szükségszerű tehát, hogy az élővizekben a foszfát az algák szaporodását meghatározó kulcskomponens, melynek koncentrációja az úgynevezett szaporodás-limitáló tényező. Az eutrofizáció csak 10 mg/l foszfát koncentráció alatt csökkenthető az élővizekben számottevő mértékben (Dryden és Stern, 1968).

A nitrogén vegyületeivel (ammónium és nitrát) szemben, melyek a már említett biológiai folyamatokkal gáz formában is eltávolíthatók a vízből, a foszfor a szennyvizekből csak szilárd formában távolítható el, ülepítéssel. Ez lehetséges a foszfor szerves anyagból keletkező biomasszába történő beépítésével, immobilizációjával, vagy a foszfát vegyszerrel történő kicsapatásával. A hagyományosan üzemeltetett szennyvíztisztítóknál, melyeknél csak a szerves anyag eltávolítása, esetlegesen a többlet ammónium, majd a nitrát eltávolítása a cél, a nyers lakossági szennyvízzel átlagosan érkező 7-12 mg/l foszfornak átlagosan csak a 30-40 %-a távolítható el az előülepítés úgynevezett primer, valamint az oldott és finom lebegő szerves anyagból keletkező szekunder iszap révén (Nesbitt, 1969; Jardin,1995). Hogy a befogadókban, élővizekben az erőteljes alga elszaporodás elkerülhető legyen, 90 % fölötti hatékonyságot kellene biztosítani a foszfor eltávolításánál (Schaak és társai, 1985). Ez azt jelenti, hogy a szennyvíztisztító elfolyó vizében csak 0,5-1,0 mg/l foszfor koncentráció lenne megengedhető. Ahhoz, hogy ilyen kis koncentrációt (< 1 mg/l) lehessen a tisztításnál elérni, különböző vegyszeres foszfor kicsapatási módszerek kerültek kifejlesztésre.

Mintegy három évtizede kiderült azonban, hogy megfelelő üzemeltetés esetén bizonyos mikroorganizmus csoportok lényegesen nagyobb mennyiségű foszfor felvételére, s így eltávolítására ösztönözhetők. Hogy ilyen megnövelt biológiai többletfoszfor eltávolítást tudjon az eleveniszapos rendszer biztosítani, iszapjának ciklikusan aerob, majd anaerob körülmények közötti kezelésére van szükség. Az aerob fázisban a megfelelően kifejlődő, többletfoszfor eltávolításra alkalmas mikroorganizmusok (úgynevezett poly-P baktériumok) nagy koncentrációban képesek foszfor betárolására a sejtközi állományban poli-foszfát formában (Levin és Shapiro, 1965; Yall és társai, 1970; Schön, 1994, van Loosdrecht és társai, 1997; ATV, 1989). Az anaerob fázisban, vagy ciklusban (anaerob környezetben) ugyanakkor a többletfoszfor felvételére képes mikroorganizmusok a betárolt poli-foszfátot depolimerizálják, oldatba engedik, miközben az ebből nyert energiával szerves tápanyagot tárolnak be a sejtjeikbe.

A teljes cikket letöltheti itt: Foszfortartalom eltávolítása a szennyvíztisztításnál