Hidrológiai Közlöny 1998 (78. évfolyam)
4. szám - Fülöp István Antal–Józsa János: A neruális hálózatok világa
350 Szennyvíztisztításra létesített vizes élőhelyek (constructed wetlands) K. Kiss Magdolna, Lakatos Gyula, Kiss Marianna Kossuth Lajos Tudományegyetem, Ökológiai Tanszék, 2010. Debrecen, Pf: 71 Kivonat: A környezetvédelem új műszaki-technológiai megoldása, a szennyvíz tisztítására létesített vizes élőhelyek (constructed wetlands) előnye, hogy megépítésük csupán tereprendezési, és megfelelő áramlási viszonyokat igényel. Az eddig kezeletlen és tisztítatlan kistelepülési szennyvizek, mezőgazdasági szennyvizek és az ipari üzemek előkezelt, esetleg biológiailag tisztított szennyvizei biztonságosan tisztíthatók, utótisztíthatók. Az üzemelés a levegő- vagy oxigénbevitelt nem igénylő természetes folyamatok miatt olcsó és energiatakarékos. Kulcssz.: szennyvíztisztítás, létesített vizes élőhelyek, vízinövényzet, utótisztító tórendszer Bevezetés A KOsser és TOC szempontjából az értékek közelítik a szakiroda Magyarországon a környezetvédelem, a vízvédelem egyik kulcskérelemban megadott hatásfokát (1. táblázat), de a BOI5 esetében jelentősen kcsz a különböző eredetű szennyvizek tisztítása és a kezelési technológialatta marad (Michail és Idelovich, 1981; Brix, 1994), ami az olajfinták, eljárások tisztítási hatásfokának növelése A szennyvíztisztítás terén elvárt és remélt előrelépésnek lényegi kérdése, hogy milyen mértékben sikerül beavatkozni a tisztítási folyamatok biológiájába, hiszen a megváltozott vagy megváltoztatott környezeti tényezőkre reagál az élővilág. Fontosnak tartjuk a szennyvíztisztítás céljából létesített vizes élőhelyek (constructed wetlands) működésének minél több oldalú megismerését, hogy az optimalizáció az egész rendszerre, vagy csak egyes részterületeire, eredményesen alkalmazható legyen (Lakatos et al., 1997). A szakirodalom szerint biológiai szennyvíztisztításra, de különösen utótisztításra fokozottan alkalmasak azok a mesterségesen létesített vizes élőhelyek, melyek élővilága képes alkalmazkodni a bevezetett szennyvizekhez és élettevékenysége, anyagcseréje során feldolgozza, hasznosítja a különböző szerves és szervetlen szennyező anyagokat (Hawkes, 1983; Brix, 1995). A szerves szennyező anyagok bontása, eliminálása és a szervetlen vegyületek abszorbeálása ebben az esetben természetes fiziko-kémiai és biológiai folyamatokkal szimultán lejátszódva megy végbe. Dolgozatunk célja, hogy bemutassunk két magyarországi (TIFO, NYKV) szennyvíztisztításra létesített vizes élőhely típust és elemezzük a fontosabb működési jellemzőiket. Anyag és módszer A TIFO olajos-sós szennyvize mechanikai, kémiai és biológiai tisztítás után kerül az utótisztító stabilizációs tórendszerbe, amely algás, halas tóegységekből áll, az utolsó tag pedig a náddal (Phragmites australis), gyékénnyel (Typha angustifolia) benőtt nádas egység (constructed wetland). Az NYKV utótisztító egysége náddal (Phragmites australis), gyékénnyel (Typha angustifolia) és csillárkamoszattal (Chara sp.) jellemezhető A vizsgálatok során a víz fizikai, kémiai jellemzőinek meghatározása mellett a vízinövényzet felmérése is megtörtént mind a mennyiségi, mind a kémiai összetétel szempontjából. Az eredmények ismertetése és értékelése I. táblázat. A TIFO teljes utótisztító rendszerére (a), és a nádas egységre (b) számolt átlagos %-os hatásfok értékek, (c) = Michail és Idelovich (1981), d = Brix (1994) Paraméter a b c d KOI,Cr 51 31 67 87 BOIs 39 26 93 96 TOC 43 28 63A TIFO utótisztító nádas egységének vizére az enyhén lúgos pH tartomány a jellemző, amely optimális a mikroflóra működéséhez, kedvező az ammónia kilevegezéséhez és elősegíti a coliform szám csökkenését. A több mint tízéves vezetőképesség és ion vizsgálatok alapján a nádas egységben se állapítható meg betöményedés, a domináns kationok és anionok alapján Na-Ca-HCOi-SOI típusú. Az algás tóegységhez képest kisebb, csak 70 %-os, de egyenletes oxigéntelítettség a jellemző. A kedvező oxigén ellátottsággal magyarázható aerob állapot összefügg a fitoplankton és az epilitikus algák fotoszintetikus tevékenységével. Az utótisztító tórendszer egységeiben a tisztítási gradiens mentén megvalósuló nitrogén-koncentráció csökkenésre az algák nitrát felvételét, egyes szervezetek kirepülését, az ammónia kilevegőzését említhetjük meg, de nem hagyható figyelmen kívül az üledékvíz határán lejátszódó denitrifikáció folyamata sem. Az összes foszfor eltávolítás több éves átlag értéke a nádas tóegységben 40 %, amely meghaladja a nitrogén eltávolításra számolt értéket (35 %), amit az algák foszfátfelvétele mellett, a kiülepedő részecskékhez való adszorbeálódás és a lejátszódó biológiai mítóból származó, biológiailag nehezen bontható vegyületek koncentrálódásának a következménye. A nádas tóegység elfolyó vizéből szerves extrakt nem mutatható ki, a befogadó Tiszát már nem szennyezi. Az NYKV rendszerében a kezdeti elégtelen ülepítő kapacitás miatt a tórendszerbe kijutó derítőiszap részecskék és a hozzájuk reverzibilisen kötődő szerves anyagok fokozták feltöltődését, belső terhelésének növekedését. A szennyvíz megnövekedett szervesanyag koncentrációja, a szennyező anyagok toxikus ill. szubletális hatása a mikroorganizmusokra, a felszínen filmet képező olaj diffúzió- és gázcsere gátlása, valamint a meder iszapjának olajmegkötő és bioelimináló szerepének megszűnése lett jellemző. Az előzőek miatt szükségessé vált a tórendszer iszapjának eltávolítása, a víz áramlásának szabályozása és a part rendezése. Az elvégzett rehabilitációs kezelés hatására a nádas-hínáros tóegység hidrobiológiai állapotában kedvező változások következtek be (Lakatos, 1984). Újabb iszapeltávolításra nyolc év múlva 1987-ben került sor, a működési hatásfok csökkenés miatt, amit a KOI adatokból az egyes évekre számolt átlag eltávolítási értékek is bizonyítanak. Az iszap eltávolítást követően az oxigéntelítettség értéke a tóegységben közel háromszorosára emelkedett és a bentonikus életmódú szubmerz Chara sp. és a fésűs békaszőlő (Potamogeton pectinatus) állományai jelentek meg a gyékényes és nádas által el nem foglalt területeken. A jelenlevő szubmerz növényzet a biológiai vízminőség szempontjából kedvező mezotrofikus és mezoszaprobikus állapotot indikál (Felfoldy, 1987). Az emerz növényzettel, valamint a víz alatti felületeken kialakult élőbevonattal együtt fontos biofilter szerepet tölt be, amit bizonyít a növényzetben stabilizált tápanyag és nehézfém akkumulált mennyisége. Terepi felméréseink és laboratóriumi analízis eredményeink alapján a szubmerz növényzetben egy vegetációs periódus alatt 138 kg nitrogén, 40 kg foszfor, 102 kg kálium és jelentős vas ill. cink kötődik meg (előző 40 kg az utóbbi 5 kg). Az emerz növényzet víz feletti frakciójában a következő mennyiségek mérhetők, amelynek egy része a téli aratással eltávolítható: 525 kg nitrogén, 137 kg foszfor, 4 kg kálium, 7 kg vas és 11 kg cink (Lakatos et al., 1997). A vízkémiai analízis eredményekkel egyezően a hidrobiológiai és mikrobiológiai vizsgálatok adatai is a jól működő létesített vizes élőhely már szinte természetes élővizekre jellemző vízminőségi állapotát bizonyítják Irodalom Brix, H. (1994): Use of constructed wetlands in water pollution control: Historical development, present status, and future perspectives. Wat. Sci. Tech., 30: 209-223. Felföldy L. (1987): A biológiai vízminősítés. Vízügyi Hidrobiológia 16., VIZDOK: 1-258. Hawkes, 11W. (1983): Stabilization ponds. Used-water treatment 2.: 163-219. Lakatos Gy. (1984): The role of biotccton (períphyton) in an oil-polluted waste stabilization pond system. Environ. Proc Contam. Int. Conf. London: 660-666. Lakatos Gy (1988): Biological watewater treatment of oily wastewater. Környezettudományi Kutatások, II. 43-77. Lakatos Gy., K. KissM., Kiss M., Juhász P. (1997): Application of constructed wetlands for wastewater treatment in Hungary. Wat. Sci. Tech., 35: 331-336. Michail, M., Idelovich, E. (1981): Gross organic measurement for monitoring of wastewater treatment and reuse. In: Cooper, W.J. (ed.): Chemistry in water reuse Vol. 1. Ann. Arbor Science Publisher Inc., Michigan: 35-64. dekalcinálás adszorpciós foszfát kicsapása eredményez (Lakatos, 1988) Constructing wetlands used for post-treatment systems Abstract: Constructed wetland systems whose flóra and fauna are able to adapt themselves to the wastewater inflow, utilize the various organic and inorganic pollutants during their metabolic and other life activities are suitable for biological treatment of wastewater. The decomposition and elimination of organic pollutants and the adsorption of the inorganic pollutants take place simultaneously with physico-chemical and biological processes. A great advantage that the construction of wetlands demands only earthworks or merely terrain correction and the operation is inexpensive and energy-saving. Two constructed wetlands (TIFO and NYKV) were investigated to reveal their functioning. On the basis of chemical and hydrobiological results can be stated they are suitable for the post-treatment of petrochemical wastewater.