Nagyvárosi szennyvíztisztító telepek energetikai és tisztítási hatékonyságnövelésére szolgáló módszerek elemzése

Elsődleges fülek

Nyilvántartási szám: 
18/60
Témavezető neve: 
Témavezető e-mail címe:
patziger.miklos@emk.bme.hu
A témavezető teljes publikációs listája az MTMT-ben:
A téma rövid leírása, a kidolgozandó feladat részletezése: 
A szennyvíztisztító telepek hatékonyságnövelése két egymással összefüggő részből épül fel: ez a tisztítási hatékonyság-beli és az energetikai hatásfoknövelés. Nemzetközi tapasztalatok bizonyítják, hogy egy szennyvíztisztító telep szisztematikus hatékonyságnövelésével hatalmas összeget takarítunk meg az éves üzemeltetési költségből: akár 30%-kal csökkenthető a telep elektromos energiafelvétele és ezzel együtt csökkenthető a vízterhelési díj is.
A jelölt feladata ennek az energiaanalízisnek és a hatékonyságnövelési sémáknak az összehasonlítása, valamint a jelenlegi legkorszerűbb módszerek továbbfejlesztése: adat összehasonlítás (benchmarking), helyszíni telepi adatgyűjtés reprezentatív mivoltának és pontossági követelményeinek elemzése, szennyvíztisztító telepi anyagáram és energiamérlegek számítása. A jelölt a főbb eredményeit a fenti témakörökből tézisekben foglalja össze, amik bemutatják az általa tett megállapítás/fejlesztés újszerűségét.
 
Részletesen kifejtve:
 
Benchmarking sémák elemzése: A benchmarking és energiaanalízis a különböző nagyságrendű szennyvíztisztító telepek technológiai, energetikai és költséghatékonysági mutatóit fajlagos értékekre vetítő és ezeket szisztematikusan összehasonlító rendszer. A jelölt feladta ebben a kérdésben: a világszerte alkalmazott benchamarking sémák (Németország, Svédország, Japán, Ausztria, Franciaoország stb.) összehasonlító kritikai elemzése különös tekintettel a magyarországi alkalmazhatóságra.
 
Telepi adatgyűjtés: A szennyvíztisztító telepek vizsgálatának és értékelésének sarkalatos pontja a kellő időbeli sűrűségű és kellő pontosságú mérési adat. Sajnos Magyarországon szinte az összes szennyvíztisztító telepen hiányoznak, ugyanis a mérés rendkívül költséges. A legnagyobb szennyvíztisztító telepeinken is a főbb paraméterekből csupán napi átlagminták adatait archiválják. Ezek alapján lehetetlen olyan anyagforgalmi megállapításokat tenni, amellyel a tisztítási folyamat technológiai és energetikai szempontból sarkalatos elemei, mint például a recirkulációk, valamint levegőztető rendszer hatékonyan vezérelhető lenne.
 
A hidraulikai- és szennyezőanyag-csúcsok eltolódásai, nitrogéncsúcsok és szervesanyag csúcsok dinamikája szakirodalmi tapasztalatok szerint sok esetben néhány perces felbontású adatsorokat kívánnak meg.
 
A jelölttől elvárt feladat a szakirodalomban lévő adatgyűjtési és adatarchiválási sémák kritikai elemzése, amely kiterjed az adatgyűjtés módjára, mintavételi helyekre, időbeli sűrűségre, laboratóriumi szenzor-kalibrációs módokra és egy Magyarországon alkalmazható séma kidolgozása és bevezetése egy szennyvíztisztítón.
 
Szintén a feladat része az innen nyert adatokkal benchmarking adatok levezetése a vizsgált szennyvíztisztítóra, valamint technológiai vonatkozású megállapítások tétele a szennyvíztisztító üzemére vonatkozóan.
A téma meghatározó irodalma: 
Agis H. (2001) Energieoptimierung von Kläranlagen, Detailuntersuchung von 21 Anlagen – Endbericht Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft, Wien [in German]
Balmér P. and Hellström D. (2012) Performance indicators for wastewater treatment plants, WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY – WST 65.7 pp 1304 – 1310
DWA (2012) Leistungsvergleich kommunaler Kläranlagen No. 25, Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V., Hennef Deutschland
Haslinger J, Lindtner S., Krampe J. (2016) Operating costs and energy demand of wastewater treatment plants in Austria: benchmarking results of the last 10 years, WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY 74 (11), pp. 2620-.2626
Mizuta K. and Shimada M. (2010) Benchmarking energy consumption in municipal wastewater treatment plants in Japan, WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY – WST 62.10 pp. 2256 - 2262
A téma hazai és nemzetközi folyóiratai: 
    1. Water Science and Technology (Scopus)
    2. Water Research (Scopus)
    3. Water and Environment Journal (Scopus)
    4. Chemical Engineering Research and Design
    5. Journal of Environmental Engineering
A témavezető utóbbi tíz évben megjelent 5 legfontosabb publikációja: 
(1) Kiss K. Patziger M 
On the accuracy of three dimensional flow measurements at low velocity ranges in municipal wastewater treatment reactors 
FLOW MEASUREMENT AND INSTRUMENTATION
64 pp. 39-53. , 15 p. (2018) IF.: 1,407
 
(2) Patziger M 
Computational fluid dynamics investigation of shallow circular secondary settling tanks: Inlet geometry and performance indicators
CHEMICAL ENGINEERING RESEARCH AND DESIGN 112: pp. 122-131. (2016) IF.: 2.525
 
(3) Patziger M 
On the efficiency and development strategies of medium sized wastewater treatment plants in Central and Eastern Europe: results of a long term investigation program in Hungary
JOURNAL OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING (2016) IF.: 1.125
 
(4) M, Patziger ; H, Kainz ; M, Hunze ; J, Józsa 
Influence of Secondary Settling Tank Performance on Suspended Solids Mass Balance in Activated Sludge Systems
WATER RESEARCH 46 : 7 pp. 2415-2424. , 10 p. (2012) 
 
(5) M, Patziger ; H, Kainz ; M, Hunze ; J, Józsa 
Analysing sludge balance in activated sludge systems with a novel mass transport model
WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY 
57 : 9 pp. 1413-1419. , 7 p. (2008) 
A témavezető fenti folyóiratokban megjelent 5 közleménye: 
(1) Patziger M, Günthert F W, Jardin N, Kainz H, Londong J
On the design and operation of primary settling tanks in state of the art wastewater treatment and water resources recovery
WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY Paper wst2016/349. 9 p. (2016)
 
(2) Patziger M 
Computational fluid dynamics investigation of shallow circular secondary settling tanks: Inlet geometry and performance indicators
CHEMICAL ENGINEERING RESEARCH AND DESIGN 112: pp. 122-131. (2016)
 
 
(3) Patziger M 
On the efficiency and development strategies of medium sized wastewater treatment plants in Central and Eastern Europe: results of a long term investigation program in Hungary
JOURNAL OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING (2016)
 
 
(4) Patziger M, Kiss K            
Analysis of suspended solids transport processes in primary settling tanks
WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY 72:(1) pp. 1-9. (2015) 
 
 
(5) Patziger M, Kiss K 
Towards a hydrodynamically enhanced design and operation of primary settling tanks – Results of a long term in situ measurement investigation program
WATER AND ENVIRONMENT JOURNAL 29:(3) pp. 338-345. (2015)
 

A témavezető eddigi doktoranduszai

Madarász Emese (2016/2019/)
Kiss Katalin (2012/2015/)
Státusz: 
elfogadott