Hidrológiai Közlöny 1973 (53. évfolyam)
3. szám - Dr. Dobolyi Elemér: Szennyvizek foszfortartalmának eltávolítására szolgáló laboratóriumi kísérletek
Dr. Dobolyi E.: Szennyvizek foszfortartalmának eltávolítása Hidrológiai Közlöny 1973. 3. sz. 121 pószerek adagolásának koncentrációit mindig a ható ion koncentrációjában adjuk meg. A kísérleteket mind a befolyó nyers, mind az előülepített, mind pedig az elfolyó tisztított szennyvízzel végeztük. A foszfáteltávolítási hatásfokot mind az összes oldott foszfor, mind pedig az ortofoszfát-foszfor-tartalomra értékeltük. 16 kísérletsorozatot végeztünk az összes foszfor eltávolíthatóságának megállapítására. Az adagolást a ható ion koncentrációjában számítva 20 mg/l-től 400 mg/l-ig végeztük. Anélkül, hogy a 16 kísérletsorozat valamennyi eredményét bemutatnánk, minden sorozatból kiválasztottuk azt a kicsapószer koncentrációt, amelyhez tartozóan az adott sorozaton belül a legnagyobb volt az összes oldott foszfor eltávolítási hatásfoka. Az eredményeket a 6. táblázatban mutatjuk be. A táblázat adatai alapján, ha a különböző kicsapószerekkel elért százalékos hatásfokokat átlagoljuk, akkor azt kapjuk, hogy a vas Ili-ionnal elérhető átlagos összes foszfor eltávolítási hatásfok 69,75%, míg az alumíniumnál ugyanez a szám 66,75%. A lúggal történő pH emelés foszfáteltávolító hatása a szennyvíz kálciumtartalmában keresendő. A szennyvízben levő foszfátionok eltávolításához sztöchiometrikusan szükséges Ca 2 + majdnem minden vízben, illetve szennyvízben benne van, hiszen 10 mg/l foszfortartalom megkötéséhez mindössze 2,71 Nk° szükséges, amely keménység szinte valamennyi szennyvízben benne van. A kalciumfoszfát vagy még inkább a hidroxilapatit leválásához 10 fölötti pH értékre van szükség, és a mész adagolás legtöbbször ezt a nagy pH elérését célozza. Azonban ugyanezt a hatást bármilyen más lúggal pl. NaOH adagolással is el lehet érni. A balatonfüredi ivóvíz Ca 2 + tartalma 102,81 mg/l, míg a befolyó szennyvíz kalcium tartalma vizsgálatunk idején 119,44 mg/l volt, ez az oka annak, hogy a 10-es ill. 10,5 pH 57,3%-os foszforeltávolítást eredményez, még akkor is, ha a pH-t nem Ca(0H) 2-al, hanem NaOH-al emeljük meg. Az eltávolítási kísérletek eredményeiből kitűnik, hogy azok nem kielégítőek akár nyers, vagy előülepített, akár tisztított szennyvízből indultunk ki. Ha a kicsapószerek között nem teszünk különbséget és a 6. táblázatban felsorolt valamennyi eltávolítási hatásfokból átlagértéket számítunk, akkor 66,78%-ot kapunk. Ez a szám közel van az elfolyó vízben levő 68,1%-os ortofoszfát hányad értékéhez. így arra a következtetésre kellett jussunk, hogy a kémiai kicsapás csak az ortofoszfátfoszfor mennyiségét csökkenti, és ez az összes foszfor mennyiségére nézve csak olyan mértékű lehet, amilyen az ortofoszfát-foszfor részaránya az összes oldott foszfor mennyiségében. A következőkben az ortofoszfát-foszfor eltávolítására végeztünk kísérleteket. Mind a kísérleti körülmények, mind a kicsapószer koncentrációk hasonlóak voltak az előzőkben leírtakhoz. Az ortofoszfát-foszfor eltávolításának megállapítására 11 kísérletsorozatot végeztünk és ezek eredményeit a 7. táblázatban mutatjuk be. A 11 sorozaton belül elért maximális ortofoszfát-foszfor eltávolítási hatásfok átlagértéke 95,3%. Ha külön értékeljük az alumíniummal, illetve vassal végzett kicsapási eredményeket, itt az eltávolítás hatásosságában még olyan csekély eltérést sem tapasztaltunk, mint az összes foszfor esetében (95,1%, ill. 95,6%). Az ortofoszfát eltávolításában Fe 2 +-szulfát oldattal 100 mg/l adagolása esetén 99% fölötti hatásfokot lehet elérni 7,0 fölötti pH értékben. 6,3-es pH-nál még nem indult meg a pehelyképződés. Az eljárás hátránya, hogy az oldatból eltávolíthatatlan kolloid vas válik ki. 2.2.3. Foszfáteltávolítás elektrokémiai úton. A kémiai lecsapószerek segítségével történő összes foszfor eltávolítása laboratóriumi kísérleti eredményei nem hozták meg a kívánt eredményt, azaz az összes foszfortartalmat, átlagban nem lehetett 1,66 mg/l érték alá csökkenteni. Megkíséreltük ezért a foszfort elektrokémiai úton eltávolítani. Két centiméter széles, 1 mm vastag alumíniumlemezből, egymástól 9 mm távolságban két elektródát képeztünk ki. Az elektródákat főzőpohárba helyeztük, amelybe 1 liter balatonfüredi tisztított szennyvizet öntöttünk. Az elektródákra 10 V feszültségkülönbséget kapcsoltunk, az áramerősség 0,3 A volt. A vizsgálandó víz foszfortartalma a vizsgálat kezdetén: összes foszfor = 4,42 mg/l ortofoszfát-foszfor = 3,60 mg/l. Az ortofoszfát-foszfor eltávolításának laboratóriumi kísérleti eredményei 7. táblázat Table 7. Laboratory results on removal of ortophosphate phosphorus Egy sorozaton belül a max. eltávolítást eredményező kicsapószer megnevezése és koncentrációja [mg/l] A szennyvíz eredete Kezdeti koncentráció ortofoszfát-foszfor [mg/11 Végső koncentráció ortofoszfát-foszfor [mg/11 Az eltávolítás hatásfoka [%] pH 100 Ca(OH), + 60 Al 3 + előülepített 3,05 0,26 91,5 10,0 —6,0 200 Ca(OH),+ 100 Fe 3 + elŐülepítet t 3,05 0,08 97,4 10,0 —5,0 400 Ca(OH). tisztított 3,58 0,05 98,6 10,6 12,75 ml 0,1 n NaOH/lOO ml nyers 3,52 0,28 92,0 10,0 * ml NaOH t isztított 3,58 0,23 93,5 10,13 60 Al 3 tisztított 3,58 0,05 98,6 — 50 Fe 3+ tisztított 3,58 0,33 90,7 — * 100 Fe 3 + előülepített 3,05 0,27 91,2 5,5 200 Fe 3 + tisztított 3,58 0,15 95,8 — 100 Fe 2 + tisztított 3,74 0,02 99,4 7,38* 200 Fe 2* tisztított 3,74 0,01 99,7 7,35* * A kezelt oldatból rövid idő alatt kolloid vas vált ki.
