Hidrológiai Közlöny 1992 (72. évfolyam)

2-3. szám - Tarján Tibor–Vasvári Lászlóné: Hidrogén-karbonát-ciklusban nitrátszelektív anioncserélő gyantával folytatott kísérletek eredményei

178 HIDROLOGIAI KÖZLÖNY 1992 . 72. ÉVF., 2—3. SZAM gén-oxidokká redukálni. A képződött gázok a vízből kiszellőztethetők. Az idézett szerzők hidrogéndonorként hidrogéngázt, szénforrásként széndioxid gázt alkalmaztak. Klotter (1969) kísérleteiben szénforrásként és hidrogéndonorként tejport ill. cukrot, St. Amant és McCarty (1969) metanolt alkalmazott. Metanol alkalmazása még több szerzőnél előfordul, azonban rámutatnak ivóvízkezelés esetén a metanol alkalmazásának veszélyére is (Fish, 1974, Ray, 1976, Greene, 1978). Magyarországon is végeztek biológiai denitrifikációs kísérleteket. Az egyik eljárásnál apatogén gombákkal dolgoztak, a tápanyag élelmiszeripari technológiai víz volt. 150 mg/l nyersvíz nitrát koncentrációnál 50—60 perc tartózkodási időre volt szükség a nitráttartalom határérték alá csökkentéséhez (Bitskey et al., 1985). A másik eljárásnál előzetesen kondicionálták a hordozóra felvitt baktériumokat (tápanyag : répacukor), majd ezután használták nitrátmentesítésre (Fleit, 1985). Biológiai denitrifikációnál a kezelés során a víz oxigénfogyasztása és csíraszáma is megnőhet, a vízbe a tápanyagokon kívül a baktériumok anyag csere-termékei is belekerülnek. Ennek megfelelően a nitrátmentesített víz utótisztítást is igényel. A biológiai denitrifikáció nagyobb teljesítményű telepeknél jöhet szóba, ahol a gondos és szakszerű kezelés — amire egy biológiai eljárásnál feltétlenül szükség van — biztosítható. Biológiai eljárással működő ivóvíz denitrifi" káló telep a szakirodalom szerint elsőként Fran" ciaországban létesült (Bouchardeau, 1983). A megvalósított denitrifikáló berendezés az O.T.V. cég (Omnium de Traitement et de Valorisation, a Compagnie Generale des Eaux fiókvállalata) eljárása szerint készült, teljesítménye mintegy 1600 m

3/d. A nyersvíz nitrát-tartalma 100 mg/l, a tiszta vízé 25 mg/l. Az NSZK-ban 100 m

3/h (2400 m

3/d) teljesítményű berendezést helyeztek üzembe 1986-ban (DENITROPUR eljárás, Sulzer Wasser- und Abwassertechnik). A kezelendő víz nitráttartalma mintegy 80 mg/l. Az első eredmények szerint az elfolyó víz nitráttartalma 1 mg/l alatt volt. Az eljárásnál hidrogéngázt és széndioxid gázt használnak fel hidrogén- ill. szénforrásként (Gross és Treutler, 1986). 2. 2. Kémiai módszerek A nitrát vegyületek mind jól oldhatók, így nincs lehetőség arra, hogy a nitrátot csapadék formájában távolítsuk el a vízből. A nitrát kémiai redukálásával többen foglalkoztak. Kísérleteik eredménye az, hogy normál körülmények között (szobahőmérséklet, semleges pH) nem lehet számottevő nitrát-redukcióra számítani (Delius, 1959). Ha viszont akár erősen savas, akár erősen lúgos közegben katalizátor alkalmazásával végzik a redukciót (Young, 1964), a keletkező víz nem lesz alkalmas fogyasztásra már csak azért sem, mert az alkalmazott erélyes körülmények között a redukció fő terméke ammónia, melynek határértéke az ivóvízben nagyságrendekkel kisebb, mint a nitráté. Ioncserés módszerekről bőven található közlés a szakirodalomban. Ioncserélőkkel a legkülönfélébb kísérleteket végezték a nitráteltávolításra: Delius (1959), Thiel (1963), Rummel (1965), Fresenius (1966), Thielemann (1971), Holzmacher (1971), Gregg (1973); Korngold (1973), Buelow (1975) USEPA (1977) A szakirodalmi közlemények nagyobbik része a kloridciklusban erősbázisú anioncserélőn való nitráteltávolítással foglalkozik, ill. ilyen eljárást ajánlanak az ioncserélőket gyártó cégek katalógusai is: Bayer AG, Montedison S. p. A. VEB Chemiekombinat Bitterfeld. Magyarországon is kloridformájú anioncserélőn való nitráteltávolítási kísérleteket végzett LevárdynéésSellyey (1973). Buelmv közleménye a kloridciklusú anioncsere részletes vizsgálatát, az US Environmental Protection Agency összefoglaló jelentése az Egyesült Államokban gyártott szinte valamennyi anioncserélő gyanta összehasonlító vizsgálatát tartalmazza nitráteltávolítás szempontjából. A közleményekből megállapítható, hogy jelenleg nitráteltávolításra a klorid-ciklusú anioncsere az elterjedt, az ioncserés sótalanítás ill. egyéb sótalanítási eljárások (bepárlás, fordított ozmózis, elektrodialízis) költségesebbek, és ezeket nitráteltávolításra még nem alkalmazzák. A kloridciklusú anioncserénél — nitrátszelektív anioncserélő híján — a nitrát mellett a szulfátionok és a hidrogén-karbonát-ionok egy része is kloridra cserélődik. Ez, amellett, hogy a gyanta kapacitását fölöslegesen leköti — más szempontból is káros. Nagyobb koncentrációknál a kezelt víz kloridtartalma jelentősen meghaladhatja az ivóvízszabvány határértékét és a víz korrozivvá is válhat. Mindezek kiküszöbölésére 1978-ban a Mélyépítési Tervező Vállalatnál a szerzők kifejlesztették a hidrogén-karbonátciklusú ioncserés nitrátmentesítési eljárást, melyet Magyarországon, Ausztriában, Spanyolországban, Belgiumban, Olaszországban és Svájcban szabadalom véd. Az eljárás előnye, hogy olyan iont visz be a vízbe, mely annak természetes alkotórésze, amelynek koncentrációját az ivóvízszabványok nem korlátozzák. Az eljárás lényege, hogy a nitrátra kimerült anioncserélő regenerálása két lépésben történik; először kloridtartalmú oldattal, majd hidrogén karbonát tartalmú oldattal kell a gyantát kezelni, így hozva újra hidrogén karbonát formára — a tapasztalatok szerint ugyanis a nitrátra kimerült ioncserélő gyanták közvetlenül, hidrogén karbonát tartalmú oldatokkal nem regenerálhatok kielégítően. Az eljárás részletes vizsgálatát Tarján T. doktori értekezése (1980) tartalmazza, ennek néhány megállapítására még visszatérünk. Megjegyezzük, hogy az eljárást üzemi szinten is kipróbáltuk, az eredmények igazolták a labor-