Hidrológiai Közlöny 1979 (59. évfolyam)
4. szám - Tóth András–dr. Bulkai Lajos–Kiss János–Pinkola László: „Metanull” gáztalanító
158 Hidrológiai Közlöny 1979. 3. sz. Metanull" gáztalanító 3? TÓTH ANDRÁS — DR. BULKAI LAJOS — KISS JÁNOS — PINKOLA LÁSZLÓ* Az alföldi mélyfúrású kutak vizének többsége veszélyes mennyiségben tartalmaz metánt, mely már több esetben okozott robbanást. Az egyre növekvő számú gázos kutak vizéből a metán eltávolítása fontos munkavédelmi, ill. balesetelhárítási feladat. Az ennek érdekében igénybevett eszköz — többnyire erőteljes levegőztetés — azonban megváltoztatja a viz összetételét. A levegőztetés következtében ugyanis csökken a metán parciális nyomása, így Henry törvénye értelmében nagy része kiválik és a kihajtó levegővel keveredve távozik. Egyidejűleg azonban az oldott széndioxid tartalom is csökken. Tartozékos szénsav hiányában mind több és több CaCO a válhat ki a vízből és tapadhat a gáztalanító belsejére. Az erős levegőztetés hatására a vízben oldott vasvegyületek is oldhatatlanná oxidálódnak. Fentiek arra ösztönöztek, hogy a gáztalanítás balesetelhárító szerepét a víztechnológiai következményekkel együtt vizsgáljuk, ós megoldást keressünk a kiváló vízkő és lerakódó oxidált vasvegyületek eltávolítására is. 1. A vastalanítás indokoltsága A tapasztalat szerint a gázos kutak vizében gyakran oldott vas is található. A levegőztetés következtében kiváló vasvegyületek a gáztalanítót követő csővezetékbe kerülnek. A csőhálózat lerakodási pontjain ezáltal nagy mennyiségű vashidroxid-csapadék gyűlik össze. A vízben oldott oxigént az e helyeken nagy valószínűséggel keletkező vasbaktériumtelepek felhasználják. A baktériumok vasoxidáló hatása következtében a csövek idővel kilyukadhatnak. Ez a helyzet még akkor is bekövetkezik, ha a víz csak megengedhető koncentrációban tartalmaz vasat — mikor vastalanításra nem is lenne szükség. Vagyis a gáztalanító beiktatása a kút és a hálózat közé már meglevő vízellátó rendszerben olyan problémákat okozhat — melyek gáztalanítás nélkül elő sem álltak volna! A hatósági intézkedések nyomán egyre több gáztalanítót létesítettek hazánkban, és az ennek kapcsán felmerülő vastalanítási problémákat értelemszerűen a gáztalanítással-együtt szerették volna megoldani a tervezők. A gáztalanító után kapcsolt konvencionális vastalanító szűrő elvileg megfelelő megoldás, hátránya azonban, hogy rendszeresen öblíteni kell. Az ún. száraz-szűrés [1] pedig, melynél a vaskiválás a töltet szemcséinek felületén megy végbe — a gáztalanítás után nem alkalmazható. A gáztalanítóról már oldhatatlan állapotban távozó pelyhes szerkezetű vasvegyületek ugyanis nem vonják be a szemcsék felületét és nagy térfogatuk folytán gyorsan eltömik a szűrőt, majd áttörve a csőhálózatba jutnak. A „Metanull" gáztalanítókban egészen más a helyzet, a gáztalanítás és a vastalanítás egyazon térben zajlik le, éspedig a „száraz szűrés" körülményei között. Amennyiben az ellenáramban befújt levegő nem torlasztja vissza a töltet felületén leszivárgó vizet, a töltet alatt légpárna alakul ki és a szemcsék közötti tér túlnyomó részét levegő tölti ki. Ezáltal a kezdetben az oxidáció hatására * Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Központ, Budapest. kialakuló Fe(OH) 3 mikropelyhek nem agglomerálódnak nagy laza —- és nem tapadó — pelyhekké, hanem vizet veszítve — EeO(OH) — összképlettel jellemezhető formációvá alakulnak. Ez az anyag kemény és tömör, a szemcsék felületére tapad — többé nem forog fenn az a veszély, hogy a vas a csővezetékbe kerül. Mindez azonban csak a „száraz szűrés" körülményei között biztosítható, ha a gáztalanitóban a víz eltömődés vagy túlterhelés folytán visszatorlasztódik, a vas átalakulása megáll a Fe(OH) 3nál — és laza pelyhek képződnek. A folyamat vázlata a „kemény" FeO(OH)-ig a következő: Fe 2 A H,0 ^Fe(OH) 3 -H 20 ^ FeO(OH) 2. A töltet szerepe Könnyen belátható, hogy a „száraz" szűrést alkalmazó vastalanítók finom szemcsés töltetében a gáztalanításhoz szükséges intenzív ellenáramú levegőztetés vízvisszatorlasztást eredményezne. A durvább tölteten (kavics, Rashig-gyűrű stb.) pedig túlságosan gyorsan átfut a víz és ez mind a gáztalanítás, mind a vastalanítás hatásfokát csökkenti. (Durvább töltet csak akkor jöhet számításba, ha vastalanításra nincs szükség, az eltávolítandó gáz koncentrációja pedig alacsony. Durvább szemcsék esetén ugyanis nagyobb levegőhozam áramoltatható át a tölteten és így kisebb méretű reaktor elegendő.) További érv a viszonylag kisebb szemcseméret mellett, hogy a levegőztetés hatására a töltet felületén kivált vasvegyületek ill. vízkő alkalmas hidromechanizációs módszerrel eltávolítható. A töltet fellazításával és ezáltal szemcséinek egymáshoz dörzsölésével a szemcsék felülete megtisztul és öblítés után a kavics újra felhasználható [2]. 3. A tartózkodási idő Laboratóriumi kísérleteink szerint az egyenletes szemcsézetű kavicstölteten átszivárgó víz tartózkodási ideje jól illeszkedik a Sinkoff képletével meghatározható értékhez [3]: ( f \0,83 «1/2 '•Ki) -JÜR. ahol h [m] —- töltet magassága, v [m 2s _ 1] — viszkozitás Poiseuille szerint, g [ms2] — nehézségi gyorsulás ( = 9,81), / [m 2m3] — fajlagos szemcsefelület a töltetben, v [ms _ 1] — felületi terhelés (m 3/m 2s). A töltet szokásos magassága a „Metanull" gáztalanitóban 2 m. A viszkozitás t°C-tól függő értéke a következő képletből számítható [4]: 0,01 778-10-4 1-f-0,0337< + 0,000221< 2 J' t = 3, (1)
