Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi EgyetemÉpítőmérnöki Kar - építőmérnök képzés 1782 óta

Tématerület: szennyvíztisztítás

 

A közepes szennyvíztisztító telepek tervezésére jelenleg nincs olyan egységes irányelv, amely figyelembe veszi a Közép és kelet európai szennyvizek és klíma sajátosságait. Ezek tervezése leginkább az angolszász (Metcalf&Eddy 2016) és német DWA (2016) tervezési normák alapján történik. Mivel a kelet-európai régióban a közepes települések szennyvíztisztítása jelenleg épül ki, az ezekre szabott tervezési ajánlások levezetését megcélzó doktori kutatás hiánypótló és nagy jelentőségű.

A doktori cselekmény menete a következő:

Első lépés fent idézett tervezési rányelvek alapvetéseinek az összehasonlító elemzése a mechanikai tisztítási fokozat, a biológiai tisztítási fokozat, a levegőztetés, a nyersiszap képződés, az előülepítők leválasztási hatékonysága, a fölösiszap szaporulat, a levegőztetés, a denitrifikáció, a nitrfikáció, a szervesanyag eltávolítás, az utóülepítés, és az érvényességi tartományok, mint a szennyvízhőmérséklet, szennyvízösszetétel, tisztított szennyvíz minőségi követelmények tekintetében.

Az elemzéssel párhuzamosan adatgyűjtés indul reprezentatív számú közepes méretű szennyvíztisztító telep tekintetében, mely telepek nagyságrendje néhány ezer lakosegyenértéktől néhány tízezer lakosegyenértékig terjed. Az adatgyűjtés tartalmazza a beérkező szennyvizek összes a fenti tervezési rányelvekben figyelembe vett beérkező és elfolyó mennyiségi (napi átlag, szárazidő, nedves idő, záporcsúcs) és minőségi (kémiai oxigénigény, biokémiai oxigénigény, nitrogénformák, foszforformák, lebegőanyag koncentráció, szennyvízhőmérséklet) paraméterét. Ezeket statisztikai úton a jelölt feldolgozza és összehasonlítja a fenti tervezési irányelvek érvényességi értéktartományaival.

A telepek felépítését szintén részletesen feltárja a jelölt, többek között a telepek műtárgytérfogatait, gépkapacitásait, technológiai üzemviteli beállításait és szennyezőanyag eltávolítási hatásfokát. Ezeket a jelölt felülvizagálja a fenti tervezési irányelvek alapján. Ezt követően a jelölt helyszíni mérések és modellvizsgálatok segítségével megállapítja a telepfelépítések, műtárgyakapacitások és üzembeállítások optimumát a meglévőhöz és a fenti tervezési irányelvekhez képest, majd ebből levezetve javaslatokat dolgoz ki a közép-és kelet európai klimatikus és szennyvíz jellemzők figyelembe vételével történő tervezési algoritmusokra.

A gyakorlatban közvetlenül alkalmazható új tudományos eredményeket várunk: az előülepítő tervezés és szennyezőanyagleválasztási hatékonyság, a nyersiszap képződés, a fölösiszap képződés, az eleveniszapos medence térfogat, a levegőigény számítási módszerfejlesztésétnek tekintetében.

 

***

 

Topic: Wastewater treatment

 

Currently, there is no uniform guideline for the design of medium-sized wastewater treatment plants that considers the characteristics of Eastern European wastewater and climate characteristics. They are mostly designed based on Anglo-Saxon (Metcalf&Eddy 2016) and German DWA (2016) design standards. Since the sewage treatment of medium-sized settlements in the Eastern European region is currently being developed, the doctoral research aimed at deriving design algorithms that help efficient plant design for that region. This is of great national economic importance.

The research consists of the following parts:

First step is the comparative analysis of the fundamentals of the design standards cited above with respect to the mechanical biological treatment, the aeration, raw sludge formation, the separation efficiency of pre-settlers, excess sludge production, aeration, denitrification, nitrification, organic matter removal, subsequent settlement, and validity ranges, such as wastewater temperature, wastewater composition and the treated wastewater quality requirements.

In parallel with the above-described analysis, data collection will be carried out for a representative number of medium-sized wastewater treatment plants, which range in a size from a few thousand population equivalents to a few tens of thousands of population equivalents. The data collection includes all inflowing and effluent quantitative (daily average, dry time, wet time, rain peak) and quality (chemical oxygen demand, biochemical oxygen demand, nitrogen, phosphorus, suspended solids concentration, wastewater temperature) parameters considered in the above design guidelines. These are statistically processed by the candidate through the number of representative farms and compared with the validity ranges of the above design guidelines.

The reactor settings of the investigated plants have to be analysed in detail in terms of the volumes, machine capacities, technological and operational settings and in terms of contaminant removal efficiency. As a further step the plant’s technological data have to be compared to their calculated alternatives based on the above design guidelines. Subsequently, the candidate has to determine the optimum parameter settings and parameter combinations of the plants by the analysis of in-situ measured data and model calculations. As a result of these novel calculation and design principles have to be derived, that contribute to a design procedure considering the climate and wastewater characteristics of medium sized wastewater treatment plants in Eastern Europe.

We expect new scientific results that can be directly applied in practice: in terms of pre-sedimentation design and pollutant separation efficiency, raw sludge production, excess sludge production, activated sludge tank volume and air intake.