Hidrológiai Közlöny 1986 (66. évfolyam)
6. szám - Hlavay József: Vizek ammóniumtartalmának szelektív eltávolítása klinoptilolitot tartalmazó természetes zeolit tufával
348 "HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 1906. 66. ÉVF., 6. SZAM Vizek ammóniumtartalmának szelektív eltávolítása klinoptilolitot tartalmazó természetes zeolit tufával A tanulmány célja, hogy áttekintse a vizek ammóniumtartalmának eltávolításával kapcsolatos hazai ós kölföldi közleményeket, a kutatások eredményeit. Az ammóniumtartalom szelektív eltávolítására klinoptilolitot tartalmazó természetes zeolit tufát használnak. Az ioncserés eljárást kezdetben szennyvizek ammóniumion tartalmának csökkentésére, ma már ivóvizek ammóniumtartalmának eltávolítására is használják. Hazánkban, a Tokaj-hegységben bányászott természetes zeolit tufa alkalmasnak bizonyult víztisztítási célokra való felhasználásra. Laboratóriumi, szabadtéri ós félüzemi kísérletekben meghatároztuk a kimerítés ós regenerálás optimális paramétereit. A kutatások eredményei alapján üzemi méretű berendezés tervezését és építését javasoljuk. ammóniumion, klinoptilolit, kimerítés, regenerálás, fólüzemi eljárás, ioncsere Hlavay József Veszprémi Vegyipari Egyetem, Analitikai Kémia Tanszék 8201 Veszprém, Pí. 158. Kivonat Kulcsszavak: 1. Bevezetés Az ammóniumionokat tartalmazó vizekbó'l a feleslegben lévő NH 4 + ionokat el kell távolítani. Az MSZ 450/1-78 számú szabvány szerint a talajvíz ammóniumion koncentrációjára a megengedett határérték 0,10 mg/L, a felszíni víznyerésnél 0,20 mg/L, míg védett vízréteg esetén 1,0 mg/L. Ezek a megfelelő értékek. A halak és a vizikultúra életét nagymértékben befolyásolja a víz ammóniumtartalma. Ezt ismerték fel a hatóságok is, amikor 2,0 mg/L ammóniumion koncentrációt engedtek meg a Balatonba és vízgyűjtő területére folyó szennyvízben. Azonban egyes halfajoknál, például pisztráng esetében, 0,3—0,4 mg/L ammóniumion koncentráció is pusztulást okozhat. Továbbmenve, a nagy ammóniumtartalmú víz előnyösen segíti elő az algák növekedését is, megteremtve a tápanyagban gazdag környezetet. Bizonyos fémek (réz és cink ötvözetek) és szerkezeti anyagok korrózióját az ammóniumionok jelenléte fokozza. Káros hatást tapasztalhatunk a víz klórral történő kezelésekor is, mivel az ammóniumionok a klórral klór-amin keletkezése közben reagálnak. A klór-amin kevésbé aktív, mint a szabad klór és lassabban fejti ki fertőtlenítő hatását (Mercer, et al. 1970). 2. Irodalmi áttekintés 2.1 Vizek ammóniumtartalmának eltávolítása A vizekben lévő ammónium eltávolítására számos módszer ismeretes. Baktériumok segítségével történő nitrifikálás-denitrifikálás optimális kísérleti körülmények között 5 mg NH 4+/L koncentrációig képes csökkenteni az ammóniumtartalmat (Johnson és Schroepfer, 1964; McLaren és Farquhar, 1973). Kisebb üzemeltetési költségek mellett jobb ammónium eltávolítási hatásfok érhető el a levegővel való sztrippelés segítségével. Slechta és Gulp (1967) valamint Gulp ós Culp (1971) közleményei alapján megállapítható, hogy a vízben oldott ammónium több mint 90%-a eltávolítható, ha a vizet megfelelő pH értékre állítjuk be (pH> 11) és a levegő-víz aránya kellő értékű (1,5—4 m 3/L). Mind a biológiai, mind a levegővel való sztrippeléses eljárásnak hátránya, hogy 15 °C alatt jelentősen csökken az ammónium eltávolítási hatásfoka. Mindkét eljárásról később még szó lesz, mivel a kimerült természetes klinoptilolit ioncserélő regenerálása után a regeneráló oldatban lévő ammónium eltávolítására ós a regeneráló oldat ismételt felhasználására a fentiekhez hasonló elven működő eljárásokat dolgoztak ki. A törésponti klórozás alkalmas kis mennyiségű ammónium vízből való eltávolítására. A megfelelő tisztítási hatásfok eléréséhez a vízben lévő ammóniumion koncentrációhoz viszonyítva kb. 10-szeres klór koncentráció szükséges. Költségessé válik az eljárás, ha pl. a kommunális szennyvizekben általában jelenlévő, nagyobb mennyiségű (25—40 mg/L) ammónium eltávolítását kívánjuk megoldani. Ezért a szennyvizek tisztítására rendszerint nem alkalmaznak törésponti klórozást. Ivóvíz kezelése során az eljárás használatos, de a keletkezett klór-aminokat aktív szénnel utólag el kell távolítani a vízből. Békés megyében, Doboz községben szakaszosan üzemelő, törésponti klórozáson alapuló eljárást alkalmaznak. Az eljárást a Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézet (VITUKI) munkatársai fejlesztették ki (Kiss, 1981). Az elmúlt évtizedekben a kutatók világszerte komoly erőfeszítéseket tettek az ammónium vízből való hatékony és gazdaságos eltávolítására. Az eddig röviden ismertetett eljárások mellett ioncserés technológiákat is kidolgoztak. Ioncserélő anyagként mesterséges és természetes alapú anyagokat használtak. A szulfonált vagy karboxilezett nagymolekulá-
