Hidrológiai Közlöny 1973 (53. évfolyam)
3. szám - Dr. Dobolyi Elemér: Szennyvizek foszfortartalmának eltávolítására szolgáló laboratóriumi kísérletek
IIS Hidrológiai Közlöny 1973. 3. sz. Dr. Dobolyi E.: Szennyvizek foszfortartalmának eltávolítása 8. táblázat Az elektrokémiai íoszfáteltávolítás eredményei Table 8. Results of laboratory experiments on electrochemical phosphate removal Idő [perc] Összes P [mg/l] Eltávolítás [%] Ortofoszfát-foszfor [mg/l] Eltávolítás [%] 0 4,42 3,60 5 2,50 43,4 1,89 47,5 10 1,65 62,7 1,09 69,7 15 1,23 72,2 0,50 86,1 20 0,90 79,6 0,38 98,95 30 0,78 82,3 0,18 99,5 60 0,67 84,8 0,03 99,9 Az áram bekapcsolása után bizonyos időközönként a 8. táblázatban összefoglalt eredményeket kaptuk. A katóddal szemben levő anód felülete 16 cm 2 volt. A kísérlet, amelyet többször is megismételtünk, a következő eredményt hozta. Az igaz, hogy az eltávolítás hatásfoka az idő, azaz az oldatba ment alumínium-ionok növekedésének függvényében növekszik, azonban az összes foszfor eltávolításának hatásfoka most is csak az oldatban levő ortofoszfát-foszfor részarányának százalékát éri el (81,5%). Az a tény, hogy az eltávolítás hatásfoka kismértékben (84,8%) meghaladta a 81,5%-os otrofoszfát hányad értékét, még nem feltétlenül jelenti azt, hogy 3,3%-a nem ortofoszfát (szerves foszfát, komplex kötésben levő foszfát) hányadból is levált volna, lehet, hogy ez nem túl jelentős eltérés csak analitikai hiba. (Ennek részletes vizsgálata jelenleg is folyamatban van. ) Az elektrokémiai foszfáteltávolítás jelentősége abban áll, hogy az ortofoszfát tartalomnak 98%-át már 20 perc alatt el tudtuk távolítani. A Faraday törvény alkalmazásakor az alumínium elektrokémiai egyenértéke 0,0932 mg/A sec. Ezek szerint az 1 liter kezelt oldatban 20 perc múlva levált Al 3 + koncentráció a következő volt: Al 3 mg/l = 20X60X0,3X0,093 Al 3+ mg/l = 24,55 Tehát lényegesen kisebb alumínium koncentrációval jobb eltávolítási hatásfokot értünk el, mint a kémiai kicsapáskor. 2.2.4. Kísérletek az összes foszfor ortofoszfáttá alakítására. Mivel korábbi kísérleteinkből egyértelműen kitűnt, hogy mind a kémiai, mind az elektrokémiai foszfáteltávolítás a szennyvízben levő foszfornak csak az ortofoszfát hányadáig terjed, további kísérleteink azt célozták, hogy megkíséreljük ezt a hányadot a szennyvízben levő 68- 78%-ról a 100%-hoz minél közelebb hozni. Ebből a célból a vizsgálandó mintát kénsavval 1,0-es pH értékig megsavanyítottuk, 30 percig kever tettük, majd lúggal 5 —6-os pH-ra állítottuk be, és alumíniummal elvégeztük a kicsapást. Ugyanezt csináltuk a lúgos irányban is 13,0 pH-ig. Visszasavanyítás után itt is elvégeztük a kicsapást. Egyik esetben sem tapasztaltunk nagyobb foszfáteltávolítást, mint a savas, illetve lúgos kezelés nélkül. Az összes foszfor: ortofoszfát-foszfor arányt megkíséreltük ózonozással eltolni az ortofoszfátfoszfor irányában, de 10, 20, sőt 30 perces behatási idők hatástalannak bizonyultak. Figyelemmel kísértük a befolyó szennyvízmintában (nyers) a foszfor formák változását is: Január 20. Február 8. Összes foszfor 5,60 5,68 Összes oldott foszfor ... 4,13 4,61 Ortofoszfát-foszfor 3,58 4,25 Számunkra jelentős volt ez a kísérlet, mivel azt látszik bizonyítani, hogy közel 3 hét alatt a minta ortofoszfát-foszfor tartalma minden külső behatás nélkül, a bakteriális tevékenység eredményeképpen 86,8%-ról 92,2%-ra emelkedett. Eszerint feltehető, hogy a befogadóba jutva a baktériumok, illetve algák számára hosszabb-rövidebb idő alatt az a foszfor tartalom is hozzáférhetővé válik, melyet a szennyvíztisztító telepen a szennyvíz 2—10 órás tartózkodási ideje alatt kémiai úton nem sikerült eltávolítani. 2.2.5. A polífoszfát-foszfor biológiai hasznosíthatóságának vizsgálata. Annak eldöntésére, hogy az ortofoszfát eltávolítása után a szennyvízben maradó polifoszfát a baktériumok számára hozzáférhető-e vagy sem, a következő kísérletet végeztük. A Farkas által leírt [1, 2] aktivitásmérő készülékben szén és nitrogén tápanyaggal bőségesen ellátott, de foszforra „kiéhezett" eleveniszap kultúrát állítottunk elő. Folyamatosan mértük az iszap légzését, majd egyenletes légzésintenzitás beállása után kevés, ismert mennyiségű ortofoszfát-foszfort vittünk a rendszerbe. Az iszap légzés hirtelen megnőtt, amit a regisztráló műszer kitérése jelzett. Az alaplégzéstől számított műszer kitérés, illetve a rajzolt görbe alatti terület nagysága arányos a beadott foszfát-foszfor mennyiségével, ha elfogadjuk, hogy adott mennyiségű foszfor mehatározott mennyiségű szén tápanyag oxidatív asszimilációját teszi lehetővé. Miután megállapítottuk a beadott foszfor menvnyisége és a műszer által rajzolt görbe alatti terület közötti arányt és annak reprodukálhatóságát, a következőkben, ismert összes-foszfor tartalmú polifoszfátot adtunk a foszforra „kiéhezett" rendszerbe. A polifoszfátnak előzőleg megmértük az ortofoszfát tartalmát. Az volt az elképzelésünk, hogy ha a baktériumok csak az ortofoszfát-foszfor tartalmat képesek hasznosítani, akkor az iszap légzésintenzitás növekedése csak a polifoszfáttal bevitt ortofoszfát-foszfor mennyiséggel lesz arányos, ha viszont a polifoszfát foszfor is hasznosítható, akkor a görbe alatti terület a beadagolt összes foszforral lesz arányos. Kísérletünk ez utóbbi eset szerint játszódott le, nevezetesen a baktériumok nem tettek különbséget az orto- és polifoszfátok között. Ebből több tanulság vonható le: 1. Nagy valószínűséggel kijelenthető, hogy az a foszfor, amit az eleveniszap baktériumai hasznosítani tudnak, az a befogadóban levő algák számára is hozzáférhető, tehát tápanyagot jelent.
