Hidrológiai Közlöny 1994 (74. évfolyam)

2. szám - Hódi Márta–Polyák Klára–Hlavay József: Ivóvizete szennyező komponensek komplex eltávolítása ioncserés és adszorpciós módszerekkel

106 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 1994. 74. ÉVF. 2. SZÁM Megfelelő hatásfokú átlagosan 50 %-os szervesanyag eltávolítást értek el ózon és granulált aktívszenes szűrés együttes alkalmazásával. Megfigyelések szerint az úgynevezett biológiai aktivitással rendelkező aktívszén akkor alakul ki és végez a víztisztítás számára hasznos munkát, ha a vízben levő vegyületeket előzetesen ózonnal oxidálták. Beszámoltak több esetről, amikor a szénszűrők kimerülése előózonozás következtében később következett be. (Stopka, 1978). 3.3. Vizek arzéntartalmának eltávolítása Az arzén a vízrendszerekben négy oxidációs állapotban stabilis (+5, +3, 0, -3), ennek ellenére a vízben, mint anion fordul elő savas karakterrel a három vegyértékű arzenition és az öt vegyértékű arzenátion formájában. A természetes vizekben az arzén vegyértékállapota attól függ, hogy milyen a víz oxidációsredukciós állapota (E

h) és milyen a pH értéke (Sorg, Longsdon 1978). A stabilitási diagramokat (Eh-pH) arzénre vonatkozóan Ferguson és Gavis (1972) szerkesztették meg (2. ábra). Az ivóvizekben az arzénionok megengedett koncentrációja mind a külföldi, mind a hazai szabványok alapján 50 p.g/L. Ennél több (>200 ng/L) arzénionokat tartalmazó ivóvizet fogyasztó lakosság körében tüdőés bőrrák, hiperpigmentáció, keratózis és perifériás érrendszeri betegségek előfordulását figyelték meg. Az arzénionok egészségkárosító hatása főleg az arzénvegyület jellegétől, mennyiségétől, a behatási időtartamtól, és az egyén relatív érzékenységétől függ (Kelemen, 1981). A toxikusság AsH

3 > As(III) > As(V) > szerves arzénvegyületek sorrendjében csökken (Matisoff, 1982). Az ivóvizek arzéntartalmának eltávolítására alkalmas technológiák az alábbi főcsoportokra oszthatók: a) csapadékképzés és adszorpció mésszel és/vagy koagulálószer adagolással b) egyéb eljárások adszorpció szilárd adszorbensen (aktivált tölteten) ioncsere anioncserélő gyantával fordított ozmózis elektrodialízis a) Az arzénionokra vonatkozó előzetes tanulmányokból ismert, hogy az eltávolítási hatásfok függ (Sorg, 1976, 1978. Csanády, 1987): - az arzénionok oxidációs állapotától, - a kezdeti arzénion koncentrációtól, - a koagulátor típusától és mennyiségétől, - a kezelt víz pH értékétől. Ennek megfelelően az arzénionok eltávolítása a következő folyamatokból áll: - oxidáció - koaguláció, adszorpció - fázisszétválasztás. Shen és munkatársai kísérletekkel igazolták, hogy az arzenátionokat könnyebben lehet eltávolítani, mint az arzenitionokat. Mivel a rétegvizekben a redukált, a felszíni vizekben az oxidált forma a domináló, az oxidáció nélkülözhetetlen lépés mélységi vizek kezelésénél (Sorg, 1978). A lehetséges oxidálószerek: — a levegő oxigénje az As(III)-As(V) oxidációjához nem elég hatásos, de jelenléte a pozitív redoxpotenciál biztosításához elengedhetetlen. A klórtartalmú oxidálószerek a leghatékonyabbak, de a kálium-permanganát és az ózon is alkalmazható. - Az oxidáció révén keletkezett As(V) - vegyületek adszorpciós úton való eltávolítása kolloid állapotú csapadékokon és aktívszén felületén valósítható meg. Pehelyképződésre a termodinamikailag instabil kolloidok képesek, a pelyhesedés vas-, ill. alumíniumsó adagolásával jön létre. A frissen lecsapott fémoxihidrátok mint adszorbensek sokkal kedvezőbbek, mint az aktívszén. A frissen leválasztott és rendezetlen kolloid részecskék felületi energiájuk révén sok ionfajta immobilizálására alkalmas aktív helyeket tartalmaznak. Az immobilizáció két folyamat a specifikus adszorpció és a koprecipitáció eredményeként megy végbe (Hem, 1977). A vízben az arzenit vagy arzenát formában levő arzénionok a fémhidroxid hatására folyadékfázisból szilárd fázisba kerülnek. Az arzénionok és a Fe(OH)

3 között lejátszódó kémiai folyamatokra egyértelmű sztöchiometriai összefüggés nem található az irodalomban. Sigg és munkatársai az arzénionokhoz hasonló szervetlen foszforvegyületek és a Fe(OH)

3 reakcióját vizsgálták és megállapították, hogy a protonált foszfátionok vashidroxid-foszfátot képeznek. Ennek alapján feltételezhető, hogy az arzénionok a foszforvegyületekhez hasonlóan vashidroxid-arzenátot alkotnak. Alumínium- és vas(III)-hidroxid koaguláló vegyszert adagoltak ivóvízhez Gulladge és munkatársai As(V)-vegyületek eltávolítására. Megállapították, hogy az eltávolítás hatásfokát jelentősen befolyásolja a koaguláló szerek mennyisége és a pH változása (Gulladge, O' Connor, 1973). Logsdon és munkatársai (1978) az As(III)-ionokat tartalmazó vizet 2 mg/L klórral oxidálták, így az eltávolítási hatásfok gyakorlatilag megegyezett az As(V)-ionok eltávolításának mértékével. Csanády és munkatársai (1982) laborató-