Összefoglalás

Magyarország szennyvíztisztító telepeinek nagy többsége napjainkra mind hidraulikailag, mind szervesanyag tartalom szempontjából a méretezési állapot felett üzemel. Az átermelőszivattyúk elavult szabályozása nem teszi lehetővé az új igényekhez alkalmazkodó rendszerelvű méretezést használó szabályozás alkalmazását. A szervesanyag tartalom csökkentésére újfajta baktériumokat hoztak létre, amelyek jó hatásfokú működéséhez elengedhetetlen a rendszerünk szabályozásának újragondolása. A matematikai rendszerelmélet és a hálózat bioreaktorként történő felhasználásával célunk a telepek üzemét újra a méretezési állapotra vagy, ha a rendszerünk engedi, az alá csökkenteni.

A szennyvízátemelők számítógéppel történő szabályozása napjainkban szinte általánosnak nevezhető. Minden akna kommunikál egy központi szerverrel. Ezzel szemben a szabályozásukhoz használt célfüggvények és átviteli függvények nem kellően szerteágazóak a rendszer optimumon történő szabályozásához, rendszerként történő kezeléséhez. Célunk egy olyan új vezérlés kifejlesztése, amelynek segítségével a szennyvíz átemelők szabályozása rendszerelvűvé tehető.

Ennek megvalósításához a matematikai rendszerelméletet kell alkalmaznunk, azon belül pedig a Bellmann- féle dinamikus programozást. Ezzel a módszerrel megvalósítható a rendszerelvű üzemeltetés, mivel egy olyan összefüggő gráfként kezeli a hálózatot, amelyben minden pont függ a másiktól. Így létrehozható egy olyan szabályozás, ami egy-két bemeneti paraméter megadásával optimalizálni tudja az egész rendszert együttesen. Ezáltal az eddigiektől eltérően nem egyenként fogjuk szabályozni az átemelőket, hanem azokat ténylegesen is rendszerként, így elérhető a kívánt optimum érték.

A fent említett matematikai eljárás jól alkalmazható számítógépes szoftver alapjaként. A létrehozott algoritmusok alapot adnak egy vezérlés elkészítéséhez, amivel az üzemeltetés az elképzelteknek megfelelően megvalósítható, és a mai alkalmazott irányítástechnológiával kivitelezhető.

Videótár

Sajtótájékoztatót tartott a DAKÖV

Bioreaktor – szennyvízelemző labor

DAKÖV Kft. – Bioreaktor zárórendezvény

Publikáció

Magyarország szennyvíztisztító telepeinek nagy többsége napjainkra mind hidraulikailag, mind szervesanyag tartalom szempontjából a méretezési állapot felett üzemel. Az átemelőszivattyúk elavult szabályozása nem teszi lehetővé az új igényekhez alkalmazkodó rendszerelvű méretezést használó szabályozás alkalmazását. A szervesanyag tartalom csökkentésére újfajta baktériumokat hoztak létre, amelyek jó hatásfokú működéséhez elengedhetetlen a rendszerünk szabályozásának újragondolása. A matematikai rendszerelmélet és a hálózat bioreaktorként történő felhasználásával célunk a telepek üzemét újra a méretezési állapotra, vagy, ha a rendszerünk engedi, az alá csökkenteni.

A szennyvízátemelők számítógéppel történő szabályozása napjainkban szinte általánosnak nevezhető. Minden akna kommunikál egy központi szerverrel. Ezzel szemben a szabályozásukhoz használt célfüggvények és átviteli függvények nem kellően szerteágazóak a rendszer optimumon történő szabályozásához, rendszerként történő kezeléséhez. Célunk egy olyan új vezérlés kifejlesztése, amelynek segítségével a szennyvíz átemelők szabályozása rendszerelvűvé tehető.

Az enzim alapú baktérium készítmények használatával a csatornarendszerek műtárgyai környezetében csökken a szagterhelés, karbantartja a csatornarendszert, mivel olyan specifikus enzimeket és mikroorganizmusokat tartalmaz, amelyek a dugulásokat előidéző zsírokat, olajokat, fehérjéket, keményítőket és a cellulózt lebontják. A biológiai kultúra univerzális, és bármely csatornázási-technológiával kompatibilis. Problémamentes a bevitel, külön beruházást nem igényel. Használatával a természetes biológiai lebomlások látványosan felgyorsulnak. Lebontja a rossz szagú gázokat és a káros ammóniát, míg további hatásként hasznos ásványi anyagokat bocsát ki. Ezek az enzimek fénytől elzárt hálózatban is életképesek, ezáltal lehetővé teszik a csatornahálózat bioreaktorként történő használatát. Ezzel a módszerrel lényegében már a hálózatban el tudjuk kezdeni a szennyvíz tisztítását, így a szennyvíztisztító telepre érkezve már a telep méretezési állapotára, vagy az alá csökkenhet a szervesanyag tartalom. A világon eddig nem alkalmaztak szennyvíztisztítást szennyvíztisztító telepen kívül.

A projekt öt, egymásra épülő munkaszakaszból áll, melyekből az első szakasz 2014. június 30-án zárult le.

A szakasz során két fő irányba haladtak a munkálatok:

Az egyik kutatási irányban a KwakLab Kutatóintézet Nonprofit Kft. bevonásával mikrobiológiai kísérleteket végeztünk el háromféle liofilizált mikrobakultúrával annak megállapítására, hogy melyik alkalmazható a leghatékonyabban már a csatornarendszerben adagolva, az abban folyó szennyvíz előkezelésére, szervesanyagtartalmának szignifikáns csökkentésére. A három mikroba-kultúra a következő fantázianevekkel volt jelölve: Granulátum, Oxigén, Stypor.

Mivel a szerves anyag felhasználása arányos a szaporodás sebességével, ezért azt telepszámlálásos módszerrel mérték a hőmérséklet, a táptalaj összetétele és az inkubációs idő paraméterek változtatásával.

Megállapítást nyert, hogy a „Granulátum” kultúra szaporodik a leggyorsabban 15- 25°C-on, 5-10°C-on pedig a „Oxigén” kultúra. Alacsonyabb hőmérsékleti feltételek mellett az „Oxigén” magasabb hőmérsékleten pedig a „Granulátum” por alkalmazása a leghatékonyabb.

A DAKÖV Kft. munkatársai a KwakLab Kutatóintézettel együttműködve méréseket végeztek a három mikroba-kultúra lebontó kulcs-enzimeinek működésének feltárására. A dolgozók kitenyésztették a KwakLab Kutatóintézet által vizsgált mikroba-kultúrákat és izolálták az azokban előforduló legjellemzőbb mikroorganizmusokat. Ezekkel az izolált fajokkal kolorimetriás enzimaktivitás-méréseket végeztek, melyeknek során a színes termék képződését lehet nyomon követni fotométerrel, megfelelő hullámhosszt beállítva.

A következő lebontó kulcs-enzimek aktivitásának meghatározása volt a cél: cellulázok, lipázok, peptidázok, nukleázok.

A vizsgálatok egybevágnak a KwakLab kutatóintézet eredményeivel, mely szerint alacsonyabb hőmérsékleten az „Oxigén”, magasabb hőmérsékleten a „Granulátum” kultúra rendelkezik nagyobb átlagos enzimaktivitással.

A másik kutatási irány a szennyvizet továbbító hidraulikai rendszer működésének optimalizálására irányul, ami a BME Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnikai Tanszék feladata. Tudvalevő, hogy a szennyvíztisztító-telepek legtöbbje bizonyos napszakokban az eredeti hidraulikai méretezés fölötti térfogatárammal és szervesanyagtartalommal üzemel. Az elképzelt eljárással összehangolható az átemelő szivattyúk üzeme úgy, hogy a hálózat tárolóképességét felhasználva a telepre beérkező térfogatáram soha ne haladja meg a méretezési térfogatáramot. Ezáltal a telep üzeme közel állandóvá válik.

Az optimalizálás másik lényeges szempontja, hogy a baktériummal történő befertőzés után a szennyvíz elegendő időt tartózkodjon a hálózatban ahhoz, hogy szerves anyag tartalma a méretezési állapotra, vagy az alá csökkenjen. E két paraméter összehangolásával elérhetjük a szennyvíztisztító-telep optimális üzemét mind hidraulikai, mind szervesanyagtartalommal.

Ezekkel a paraméterekkel elkészíthető a települések átemelő szivattyúinak üzemi menetrendje, ami az aktuális inputok alapján önműködően szabályoz.

A BME tanszékén áttekintették a csőhálózatok gráfelméleti leírásának módszertanát. A gráfokat morfológiailag osztályozták, a szennyvízhálózatot leképezték az összeágazó fa struktúrájú gráfok osztályába. Megállapítást nyert, hogy a szennyvízhálózat egy 20 tárolópontú, 20 feladóhellyel rendelkező egy gyűjtőpontos (szennyvíztisztító telep), úgynevezett szállítási feladatot ellátó hálózat. Matematikailag és gráfelméletileg sikerült definiálni a szállítási feladatot. Megállapítottuk, hogy a szállítási feladat lényege, hogy az időben sztochasztikusan keletkező szennyvízáramokat minimális költséggel és időben kiegyenlítetten juttassuk el a szennyvíztisztító műbe. A hálózati folyamok elméletének áttekintésére alapozva a feladatot él- és forráskorlátos feladatként definiálták. Ezzel a feladatot sikerült beilleszteni a szakirodalomban a hálózati folyamok elméleteként ismert tudományágba.

A projekt következő szakaszában kódoljuk a rendszert a számítógépes kezelés számára. Definiálni kell a csomópontokat és a gráf-éleket, a beavatkozó jellemzőket és a költségelemeket, valamint meg kell állapítani az optimális üzemmenetet a célfüggvény minimalizálásához.

A munka folytatásában el szükséges készíteni az úgynevezett biológiai bekeverő modult, azaz a bioreaktort,és a kiválasztott biológiai kultúra vizsgálatát folytatni kell az életkörülmények
variálásával.

A rendszerirányítás működési logikájának kialakítása
A kutatás 2. munkaszakaszában felépítettük a csatornarendszer konkrét morfológiáját és gráfját, felírtuk az optimális szivattyú munkapontok meghatározásához szükséges teljes szimultán hidraulikai egyenletrendszert és annak elvi megoldását. Elemeztük a tározók jelenlegi üzemviszonyait, az üzemeltetési és szabályozási módokat, a szivattyúk napi kapcsolási számát, teljesítményét és a felhasznált energiát. Elemeztük a lehetséges üzemeltetési stratégiákat, összehasonlítottuk az elérhető energia-megtakarításokat. Megállapítottuk, hogy a döntési-szabályozási modell egy apriori stratégiára alapozott tanuló modell kell, hogy legyen. Az apriori stratégia egy folyamatos szivattyú üzemű, átlagos vízszállításra megállapított szivattyú munkapont beállítását jelenti, amelynek alkalmazásával lehetőség szerint folyamatos, 24 órás üzemet valósítunk meg. A szivattyú munkapontja legközelebb legyen a maximális, optimális hatásfokhoz.
A konkrét szabályozási stratégia tervezéséhez megállapítottuk, hogy be kell állítani minden tározó számára a megengedhető alsó és felső vízszintet. A szabályozásnak szinttartó szabályozásnak, a szivattyúknak fordulatszám szabályozásúnak kell lenniük. A stratégia javítása, a tanulás a szennyvíz profilok statisztikájának gyűjtése során alakulhat ki, figyelembe véve a profil jellegére megfelelő megbízhatósági szinten tett predikciót, amelynek ismeretében a dinamikus programozás alkalmazásával gazdaságilag előnyösebb stratégiák tervezhetők. Annyit már most megállapítottunk, hogy a jelenlegi üzemeltetési módhoz képest a fentiekben vázolt szuboptimális stratégia is nagyságrendi megtakarítást eredményezhet. Minden tározó számára egyenként, külön-külön kell megállapítani üzemeltetési stratégiát. Ezeket a tanulás során össze kell hangolni, a terhelések kiegyenlítése fontos feladat, amely végső soron a telepi medence terhelését csökkenti, ezáltal a levegőbefúvók munkapontját lehet optimalizálni, aminek következtében villamosenergia-igény csökkenés valósul meg.

Szennyvíz-technológiai/mikrobiológiai vizsgálatok
A kutatás 2. munkaszakaszára tervezett szennyvíz-technológiai/mikrobiológiai feladatok egyrészt laboratóriumi kísérleteket, másrészt valós körülmények között végrehajtott méréseket és vizsgálatokat foglaltak magukban.
Az eredmények alapján levonható az a következtetés, hogy a szaporítani, illetve adagolni kívánt mikroorganizmus kultúra pH értékét a semleges-enyhén lúgos tartományban kell tartani, vagyis a következő munkaszakaszban megtervezendő szaporító reaktorban („fermentorban”) hatékony pH szabályozást kell kialakítani.
A második munkaszakaszban az azonos pH értéken és különböző hőmérsékleten megvalósított szaporodási vizsgálatok eredményei alapján megállapítható, hogy a mikroorganizmus kultúra szaporodási sebessége (adott inkubálási idő elteltével mért összcsíraszám értéke) jellemzően megközelítően négyzetes jelleggel növekszik a hőmérséklet függvényében az 5-25 °C tartományban. 5, illetve 10 °C-os inkubálási hőmérsékletek mellett az alkalmazott baktérium-közösség gyakorlatilag nem képes életben maradni (összcsíraszám = 0), illetve szaporodni (10 °C-on a kedvező pH értékek mellett már előfordultak alacsony összcsíraszám értékek). A különböző kísérletekben a 30 °C-os inkubálás egyes esetekben alacsonyabb, más esetekben magasabb összcsíraszám értékekhez vezetett, mint a 25 °C-on megvalósított inkubálás, vagyis az adagolt baktérium-szuszpenzióban jelen lévő mikroorganizmusok hőmérsékleti optimuma 25-30 °C körülire tehető.

Ebben a munkaszakaszban kialakításra került a laboratórium is.

Már a csatornahálózatban megkezdené a szennyvíz tisztítását a dabasi központú DAKÖV, amely Pest megyében több mint 200 ezer ember szennyvizét kezeli. Az összetett kutatás-fejlesztési projekttől tökéletesebb tisztítást, ezáltal a környezet terhelésének csökkentését várják. A KwakLab Kutatóintézet helyszínre telepített laboratóriumában folynak a kísérletek.
A DAKÖV Kft. hatvanhárom Pest megyei település nagyjából 220 ezer lakóját látja el ivóvízzel, és mivel a házak túlnyomó többsége a csatornahálózatra is rá van kötve, majdnem ugyanennyi ember szennyvizét vezetik el és kezelik. Mivel az elmúlt években egyre több helyen épült ki a csatorna, a Dabas mellett harminc évvel ezelőtt épült, mára korszerűnek nem nevezhető szennyvíztisztító telep terhelése jelentősen megnőtt, a méretezési állapotokhoz képest időnként kifejezetten túlterhelt. A cégnél ezért olyan innovációs projektbe kezdtek, melynek révén nagyobb beruházás nélkül csökkenthető a telep terhelése, javítható a hatékonysága.
Az egyik problémát a terhelés egyenetlen elosztása jelenti. A napi két (reggeli, illetve esti) csúcs, illetve egy-egy nagyobb eső okozta hirtelen túlterhelés azt okozhatja, hogy a szennyvíz nem tartózkodik elegendő ideig a telep reaktorterében, így nem tökéletes a tisztítás. Ezt a csatornarendszer átemelő szivattyúinak rendszerelvű vezérlésével igyekeznek elkerülni: egy olyan programot dolgoznak ki, amely összehangolja a szivattyúk munkáját.
A projekt másik részénél abból az ötletből indultak ki, hogy a tisztítást meg lehetne kezdeni már
a nagyjából 1700 kilométer hosszúságú csatornarendszerben. Ehhez bioaugmentációs módszerek alkalmazásának lehetőségét vizsgálják: az elképzelés szerint speciális bakteriális készítményeket (baktériumkultúrát és/vagy enzimeket) adagolnak a csatornahálózatba. Hosszas kutatás és kísérleti fázis szükséges azonban, míg az elképzelésből megvalósítás lehet, mert a bioaugmentáció a kommunális szennyvíztisztítás mindennapi gyakorlatában nem elterjedt technológia, különösen nem a csatornahálózatban alkalmazva. A munka gördülékenysége érdekében a KwakLab a helyszínre telepített egy minden szükséges eszközzel felszerelt laboratóriumot, így az összes mérést és kísérletet helyben lehet elvégezni.
Messziről kellett kezdeni a munkát, így a feladatok megalapozásaként összefoglalót készítettek, melyben megvizsgálták a nemzetközi szakirodalmat és a legújabb hazai és nemzetközi tudományos eredményeket, feltérképezve a lehetséges módszereket, illetve
a kereskedelmi forgalomban kapható baktériumkultúrákat.
Részletes vizsgálatokat végeztek a hálózat különböző alrendszereiben, átemelő aknáiban a csatornahálózat működésének és a jellemző környezeti tényezők megismerésének érdekében – mindez elengedhetetlen a megfelelő bakteriális készítmény kiválasztásához. Húsz átemelő aknában vizsgálták a szennyvízminőséget és az aktuális hőmérsékleti, pH- és oxidációs-redukciós viszonyokat.
Ez a fázis okozott meglepetéseket is. Az eddigi tapasztalatok és ismeretek alapján abból indultak ki, hogy a kommunális csatornahálózatokban anaerob körülmények uralkodnak, tehát a szennyvízben nincs jelen számottevő mennyiségű oldott oxigén. A dabasi csatornahálózat esetében azonban egyes átemelő aknákban az oldott oxigén jelentős koncentrációját mérték. Ennek oka az átemelő aknák kialakításában keresendő, mivel a szennyvíz relatíve nagy magasságból történő „lezuhanása” a szennyvíz lokális fellevegőztetését (oxigén szennyvízbe történő beoldódását) biztosítja, ugyanakkor a csatornahálózatra alacsony oxigénszint (reduktív körülmények) a jellemző. A felfedezés jelentősége abban áll, hogy aerob körülmények között (oldott oxigén jelenlétében)
a mikrobiológiai szennyezőanyag-átalakítási folyamatok gyorsabbak, mint oxigén hiányában, ezt pedig ki lehet használni.
Elvégezték a szennyvíztisztító telep matematikai-biológiai modelljének felépítéséhez szükséges méréseket, laboratóriumi vizsgálatokat, valamint elemezték az eredményeket. A dabasi szennyvíztisztító telepen végzett vizsgálatok további célja a létesítmény terhelhetőségének és jelenlegi működésének, szennyezőanyag-eltávolítási hatékonyságának elemzése, hiszen ennek ismerete szükséges az adagolni kívánt bioaugmentációs készítmények várható hatásainak értékeléséhez.
Egy szoftver segítségével felépítették a szennyvízátemelő aknák matematikai modelljét annak érdekében, hogy számításokkal meghatározzák az átemelő aknákban megvalósuló levegőbekeveredés mértékét, melynek ismerete lehetővé teszi a megfelelő bioaugmentációs készítmények kiválasztását és az optimális adagolás kidolgozását, valamint a csatornahálózatban lejátszódó mikrobiológiai folyamatok szimulációját.
A szakirodalom áttekintése, a terepi, valamint laboratóriumi vizsgálatok alapján kiválasztották az egyes aknákba adagolandó készítményeket. Ezekkel részletes kísérleteket végeztek a laborban, megvizsgálták, hogy adott körülmények között és idő alatt melyik milyen mértékben képes átalakítani a szennyvíz szennyező komponenseit, illetve elemezték a különböző környezeti körülmények (pH-érték, hőmérséklet) hatását a folyamatra. A fő cél a szervesanyag-koncentráció csökkentése.
A kísérletek során minden kiválasztott szert többféle dózisban alkalmaztak, kiderítendő, milyen adagolással működik a leghatékonyabban. Ez azonban nemcsak a szennyező komponensek ártalmatlanítására vonatkozik, hanem a költséghatékonyságra is. Hiába válik be ugyanis egy szer, ha az annyiba kerül, hogy az ideális dózisban történő folyamatos adagolása jelentősen, sőt ésszerűtlenül megdrágítja a hálózat és a szennyvíztisztító üzemeltetését. Olyan megoldást kell találni, amely nem növeli túlzottan a költségeket. (Az egyensúly fenntartását segíti, hogy az átemelő szivattyúk rendszerbe szervezése csökkenti a költségeket, így ez bizonyos mértékig képes ellensúlyozni a felhasználandó szerek árát.)
A költséghatékonyság javítását szolgálja a kísérletek következő fázisa, amikor majd azt vizsgálják a laborban, hogy az adott szerek felhasználásával létre tudnak-e hozni olyan oltókultúrát, amely önfenntartó baktériumpopulációt képes kialakítani a csatornahálózatban. Ha az sikerül, nem lenne szükség a drága szerek folyamatos adagolására, illetve jóval kisebb mennyiséget kellene használni.
Amikor mindez megvan, a kísérleteket valós körülmények között is el kell végezni. Végül ennek eredménye alapján állapítható meg, hogy a módszer hatékonyan alkalmazható-e.

A „Dabasi Szennyvíztisztító Telep működésének korszerűsítése” (PIAC-13-1-2013-0030) K+F projekt bemutatása

A „Dabasi Szennyvíztisztító Telep működésének korszerűsítése” (PIAC-13-1-2013-0030) K+F projekt célja a dabasi csatornahálózat és a szennyvíztisztító telep üzemeltetésének innovatív módszerekkel történő fejlesztése annak érdekében, hogy a szennyvíztisztító telep időszakonként a méretezési állapotokhoz képest jelentősen magasabb hidraulikai és szervesanyag terhelését csökkenteni lehessen. A projekt célja az egy napon belül jelentkező hidraulikai terhelés csúcsok csökkentésének (a szennyvíztisztító telepre kerülő szennyvíz térfogatáram egyenletessé tétele), illetve a szennyvíz csatornahálózaton történő előtisztítási lehetőségeinek vizsgálata volt.

A kutatás-fejlesztési munka újszerűsége a szennyvízcsatorna-hálózat üzemeltetésének gráfelméleti alapokon nyugvó, rendszerszemléletű optimalizálásában, illetve a csatornahálózaton végrehajtott bioagumentáció (bakteriális készítmények törzsoldatból történő szaporítása és a csatornahálózatba történő adagolása) módszertanának kifejlesztésében volt.

A projekt céljai, a terhelés csúcsok csökkentése a csatornahálózaton található átemelő szivattyúk rendszerelvű vezérlésének kifejlesztésével, a szennyvíz előtisztítása bioaugmentációs módszerek alkalmazásával, nevezetesen speciális bakteriális készítmények (baktériumkultúra és/vagy enzimek) csatornahálózatba történő adagolásával és a hálózat bioreaktorként történő alkalmazásával érhetőek el.

A terhelési csúcsok csökkentéséhez a szennyvízhálózat átfogó vizsgálatát követően a rendszer átemelő aknáiba új szivattyúk lettek kihelyezve. A szivattyúk működésének összehangolásával elérhető, hogy a telepre érkező terhelési csúcsok mérséklődjenek. Ehhez azonban a hálózati jellemzőkhöz és a helyi kommunális vízhasználati szokásokhoz szorosan illeszkedő vezérlési program készítése volt szükséges. A projekt keretében elvégzett mérési vizsgálatokat felhasználva új, egyedi algoritmus készült, amely a rendszer gráfelméleti modelljére építve tudja vezérelni a dabasi hálózat átemelőinek működését olyan módon, hogy a csatornahálózat és az átemelő aknák tározó kapacitása kihasználható legyen az elérendő célok megvalósítása során.

A szennyvíztisztító telep működésének optimalizációját elősegítendő felépítettük a műtárgysorok matematikai modelljét számítógépes szimulációs program használatával. Ennek köszönhetően vizsgálhatóvá váltak a különböző optimalizációs törekvések hatására bekövetkező változások a szennyvíztisztító telep működésre vonatkozóan.

A szennyvíztisztító telepre érkező szennyvíz szervesanyag tartalmának csökkentéséhez kapcsolódóan laboratóriumi körülmények között különböző összetételű, a hatékonyság alapján kiválasztott bioaugmentációs szereket vizsgáltunk annak érdekében, hogy kiválasszuk a feltárt szennyvízminőségi paraméterek tekintetében legalkalmasabbnak tekinthető készítményeket és dózisokat. Ezt követően a bioaugmentációs készítményekkel végzett további kísérleteket félüzemi léptékű szaporító reaktorban valósítottuk meg. Annak érdekében, hogy az alkalmazott baktériumkultúra a szennyvíztisztító telepre érkező szennyvízhez a lehető legjobban adaptálódjon, új kísérleti baktériumkultúrát is létre hoztunk. A szaporító reaktorban a szennyvíztisztító telepről származó eleveniszapot beoltottuk a csatornahálózati kísérletek során

is alkalmazott, kereskedelmi forgalomban kapható bioaugmentációs készítmény keverékkel és vizsgáltuk a kifejlődött biomassza aktivitását. A szaporító reaktorral végzett vizsgálatok eredményei szerint a szennyvíztisztító telepre érkező szennyvízhez adaptálódott biomassza jól mérhető aktivitást mutatott a szervesanyag bontás tekintetében (hideg szennyvíz és alullevegőztetett körülmények. Összefoglalóan megállapítható, hogy előállítható olyan, csatornahálózati körülményekhez adaptálódott biomassza, ami a kísérleti körülmények között képes volt hatékony szervesanyag lebontás megvalósítására.

„Intensification of Dabas Wastewater Treatment Plant” R+D project (PIAC-13-1-2013-0030) – Project description

The main purpose of the R+D project „Intensification of Dabas Wastewater Treatment Plant” R+D project (PIAC-13-1-2013-0030) was to find and develop new, innovative methods for the operation of the sewage system (and the wastewater treatment facility), in order to reduce the periodically occurring hydraulic and organic material overload of the treatment plant.

The goals of the project were to find the most suitable ways to reduce the daily hydraulic load peaks (to even out the inflow rate of the wastewater arriving at the wastewater treatment plant), and to examine the pre-treatment possibilities inside the sewage network.

The novelty of the project was the new graph theory-based system approach of the operation of the sewerage network, and the development of the bioaugmentation methodology within the sewerage network (bacterial compositions propagated from a stack solution, and added into the sewage).

The aim of the hydraulic load peak reduction could be achieved by developing the systemic control program of the pumps, and the pre-treatment could be accomplished by bioaugmentation, namely a proper dosage of a bacterial additive (bacterial culture and / or enzymes) fed into the sewage system. Therefore the sewage network can be used as a bioreactor.

In order to reduce peaks of the wastewater flow (hydraulic load) following the comprehensive review of the sewage network, the old equipment was replaced and new sump pumps were installed along the network. With the coordination of the operation of the pumps, the fluctuation of the hydraulic loads can be smoothened. However, it has also required a special control program matching to the features of the network and to the local customs of the municipal water usage. Therefore, based on the examinations of the project and the graph-theory model a new, unique algorithm was made, which can operate the network in order to optimize and control the load and storage capacity.

In order to optimize the operation of the wastewater treatment plant we constructed the mathematical model of the units using a computer simulation program. The simulation results allow us to examine the changes in operation caused by the optimization.

Different compositions of bioaugmentation products, selected on the basis of efficiency, were examined under laboratory conditions to select the most suitable formulations and doses for the reduction of organic matter in the incoming wastewater. Subsequently, further experiments were carried out with the bioaugmentation products in a pilot plant scale bioreactor. In order to make the bacterial cultures adapt as much as possible to the wastewater of the treatment plant a new experimental bacterial culture was created. The activated sludge in the growth reactor (derived from the wastewater treatment plant) was inoculated by the mixture of commercially available bioaugmentation products used during the testing of the channel network, and the activity of the formed biomass was tested.

According to the results of the tests conducted with the breeding reactor, the biomass adapted to the incoming wastewater showed measurable activity in respect of organic material decomposition (cold wastewater and under-aerated conditions). In summary, it can be stated that it is possible to prepare a biomass under experimental conditions which can adapt to the wastewater collection network conditions, and is capable of effective degradation of organic matter.

Kapcsolat

dakov

DAKÖV Dabas és Környéke Vízügyi Kft.

Cím: 2370 Dabas, Széchenyi u. 3.
Telefon: +36 29 360 323
E-mail: info@bioreaktor.hu

www.dakov.hu
www.bioreaktor.hu