LEVEGÕTISZTASÁG-VÉDELEM 2.3 Bioszűrők működése, alkalmazása és kilátásai Tárgyszavak: bűz; levegőszennyezés; bioszűrő. Bioszűrő alkalmazása szennyezett levegő tisztítására Különösen a nyári hónapokban – de a hidegebb évszakokban is – időjárás-változás és az ezzel kapcsolatos légnyomás-változás során a különböző szag- és rothadó anyagokkal terhelt csatornalevegő fokozottan kiáramlik a csatorna-aknatető nyílásaiból vagy az utcai lefolyókból a szabadba. Ez a szennyezett csatornalevegő nemcsak kellemetlen szaganyagokat tartalmaz, hanem olyan vegyületeket is, amelyek nagy koncentrációban vagy tartós behatás esetén egészségi problémákat okozhatnak. Így pl. az igen mérgező kén-hidrogén belélegzése émelygést, fejfájást és általános rosszullétet okozhat. Az egyre fokozódó szagproblémákért a csatornarendszer túlméretezése felelős. Az ipari és lakótelepek létesítése nem járt a várt eredményekkel, és a bevezetett szennyvízmennyiség a vízzel való takarékosság miatt kisebb, mint ezt a tervezési szakaszban feltételezték. Ennek következménye a szennyvíz kisebb áramlási sebessége és hosszabb tartózkodása a csatornarendszerben, ami elősegíti a rothadási folyamat idő előtti megindulását és az ezzel kapcsolatos szagképződést. A lakók és vállalkozók egyre fokozódó panaszai a kommunális szennyvízrendszer üzemeltetőjét azzal a feladattal szembesítik, hogy az adott területen a szagterhelést hatékony eszközökkel megszüntesse vagy csökkentse. Általában hatékony módszer a különféle vegyi anyagok (kicsapószerek, oxidálószerek, mésztej) bevezetése a szennyvízbe. Ez azonban az esetek többségében viszonylag nagy költséggel jár (adagolóberendezések, bevezetőhelyek, mérőhelyek, kezelőszemélyzet). Ezenkívül a be- rendezések viszonylag drágák, amihez folyamatosan üzemelési kiadások is járulnak. Az utóbbi években egyre inkább az a trend figyelhető meg, hogy a szagok kiküszöbölésére bioszűrőket alkalmaznak, amely a gyakorlatban is jól bevált. A működési elv egészen egyszerű, és az eljárás teljesen problémamentesen alkalmazható. Korunk ökológiai kívánalmainak megfelelő, tisztán biológiai eljárásról van szó, amely karbantartás és kezelőszemélyzet igénye nélkül, a legkisebb üzemi költségekkel, éveken át hatékonyan lebontja a szagkomponenseket. A bioszűrők működése és teljesítménye A szennyezett levegő tisztítására és szagtalanítására szolgáló bioszűrők a mikroorganizmusok anyagcsere-aktivitása útján lebontják a káros és szaganyagokat nem toxikus, közömbös szagú és főleg kismolekulájú anyagokra (pl. szén-dioxid, víz). Eközben a mikroorganizmusok tápanyag- és energiaigényüket a légszennyező anyagokból fedezik. Szigorúan véve a „szűrő” fogalma nem szabatos, ennél az eljárásnál semmiféle anyagot nem szűrnek ki vagy tartanak vissza fizikai sajátságok alapján. A bioszűrő pontosabban egy biokatalizátor vagy bioreaktor, amely a nemkívánatos vagy káros vegyületeket ártalmatlan anyagcseretermékekké alakítja. A bioszűrőkben levő szűrőanyag – az ún. biofiltermátrix – szerves anyagokból (tőzeg, kókuszrostok, csarab, fakéreg, komposzt) vagy gyökérrostokból áll. Az utóbbi tartós stabilitásával és kis ellenállásával tűnik ki. A levegőben levő szag- és káros anyagok először egy vékony vízhártyán adszorbeálódnak. A szűrőmátrixon elszaporodott mikroorganizmusok ezután gyakorlatilag maradék nélkül lebontják ezeket az anyagokat. A bioszűrők jó működésének előfeltétele a megfelelő fizikai és kémiai viszonyok (pl. hőmérséklet, légnedvesség, tápanyag és pH-érték) biztosítása. Így lehetővé válik, hogy a mikroorganizmusok anyagcseréjüket intenzíven folytassák ahhoz, hogy a káros és szaganyagokat megfelelően lebontsák. Ehhez beható mikrobiológiai és műszaki, fizikai ismeretek és módszerek szükségesek a bioszűrő berendezések tervezése és felépítése céljából. Egy komposzthalom, amelyet egy rostélyon szétterítettek és a szennyezett levegőt hozzávezették, a legegyszerűbb, de biztosan nem a legjobb módszer a bioszűrő kialakításához. Az ilyen bioszűrők a legrövidebb időn belül nehézségeket okoznak, működésük abbamarad, sőt még több káros anyagot termelnek, mint amennyi a kiindulási levegőben volt. A modern konténeres bioszűrő berendezésekben a levegő tisztítása a következőképpen történik. A szennyezett nyers levegőt egy ventilátor beszívja és a légnedvesítőbe nyomja. A szükséges vizet szivattyú vezeti a keringésbe, amely a légnedvesítő alsó részén gyűlik össze. A vízszintet automatikus utántöltő és túlfolyó stabilizálja. Porlasztó fúvókák biztosítják a tisztítandó levegő optimális nedvesítését. A légnedvesítő a levegő kilépésénél cseppleválasztóval szerelhető fel. Intenzív nedvesítés után a levegő egy elosztórendszerbe kerül. A szaganyagok és más szerves káros anyagok első lépésben a szűrőmátrix felületén adszorbeálódnak, majd a mikroorganizmusok hatására lebomlanak. A tisztított levegő ezután kikerül a légkörbe. Szükség esetén a berendezések hőmérséklete elektromosan szabályozható, és így fagypont alatti hőmérsékleten is biztonságosan üzemeltethetők. Különleges esetben a szűrőberendezések járulékos egységekkel és komponensekkel szerelhetők fel (pl. pH-szabályozó adagolóállomások, szűrőágy-permetezők, telefonos távirányító). Kis szűrőberendezések nem igényelnek ilyen kiegészítő komponenseket. Így pl. a csatornaakna-bioszűrők esetében nem szükséges aktív nedvesítőberendezés. Itt a szűrőágy nedvesítése a csatornarendszerből jövő, telített levegő útján történik. Ventilátorra sincsen szükség, mivel a kis – kb. 0,5 mbar – nyomáskülönbség a csatornarendszer és a légkör között elegendő az aknaszűrő levegőztetéséhez. Ehhez azonban kiváló minőségű szűrőanyag alkalmazása szükséges (p. fagyökérrostok). Ez az anyag biztosítja a legkisebb áramlási ellenállást, amely a csatornarendszer megfelelő levegőztetéséhez elengedhetetlen. Bioszűrők alkalmazási területei A szagok kiküszöbölése bioszűrő technológiával már évtizedek óta bevált a gyakorlatban. Régóta alkalmazzák a bioszűrőket a szennyvíztisztítók légáramának tisztítására. A bioszűrők alkalmazhatók gáznemű, illékony és aeroszol, szerves és szervetlen káros anyagok (ammónia, kén-hidrogén, nitrogén-oxidok) szennyezett levegőből való eltávolítására. A bioszűrők a következő területeken alkalmazhatók: fényezők oldószertartalmú levegőjének tisztítása, szennyvíztisztítók, élelmiszeripar és takarmánygyártás, komposztálóberendezések, papír- és kartondobozgyártás. A csatornaaknában alkalmazott bioszűrőket az elmúlt években folyamatosan fejlesztették és optimálták. A jelenleg használt csatornaakna-bioszűrők műszakilag fejlettek és kis, kompakt felépítésük ellenére képesek 15 m3/h levegőáramot szagtalanítani. Az oldószerekkel érintkező nyersanyagok kiváló minőségű műanyagokból és nemesacélból készülnek, amelyek még a csatorna rendkívül korrozív közegének hatása ellenére is hosszú élettartamot biztosítanak. Nagy figyelmet kell szentelni a bioszűrő jó és tartós tömítésére is, hogy ne juthasson szennyezett levegő a bioszűrő mellett a szabadba. Kevert vizes rendszerek esetében – a bioszűrők aknákba helyezése mellett – feltétlenül szifonokat vagy bűzzáró fedőket kell elhelyezni az utcai lefolyóknál. A gyakorlat azt mutatja, hogy – a csatornaaknákon és utcai lefolyókon kívül – szivattyúaknák, esővízgyűjtő medencék és szennyvíz-nyomóvezetékek is lehetnek szagszennyezők. A szivattyúaknákba ha rövid időn belül nagy mennyiségű rothadó szennyvizet vezetnek, az a maradék szennyvizet szabályszerűen felkeveri. Ennek folytán igen szennyezett levegőáramok kerülnek a környező lakó- és ipartelepekre, így a szagterhelés szinte elkerülhetetlen. Ilyen problémák kezelésére is kapható már igen hatékony bioszűrő. A „bioteg GmbH” (Kulmbach) kifejlesztett egy komplett bioszűrőprogramot, amelynek segítségével valamennyi, jelenleg ismert szagprobléma a szennyvízágazatban megoldható. A program kiterjed bioszűrő alkalmazására a legkülönbözőbb területeken (ereszcsatorna, csatornaakna, szivattyúaknák, esővízmedencék, nyomóvezeték-szellőztetők, teljesen automatizált konténerbioszűrők). A különböző bioszűrőtípusok sokféleségével 2–40 000 m3/h szenynyezett levegő hatékonyan megtisztítható a szaganyagoktól. Összeállította: Dr. Pálfi Ágnes Frunzke, K.; Brussig, D.: Biofilter – Funktionsweise, Einsatzmöglichkeiten, Perspektiven. = GWF Wasser Abwasser, 144. k. 10. sz. 2003. p. 708–710. McNevin, D.; Barford, J.: Biofiltration as an odour abatement strategy. = Biochemical Engineering Journal, 5. k. 3. sz. 2000. júl. p. 231–242. von Liere, H. C.; Groenestijn, J. V.: Thermophilic biofiltration (THERBOTM). Biological cleaning of hot and fatty waste gases. = VDI-Berichte, 2003. 1777. sz. p. 275–279.
