Hidrológiai tájékoztató, 1985

A NITRÁTTAL SZENNYEZETT VIZEK KEZELÉSÉNEK KÉRDÉSEI című ankét anyaga - Hembach Kamill: Nitrátmentesítési kísérletek a 70-es évek elején

Nitrátmentesítési kísérletek a 70-es évek elején HEMBACH KAMILL Földmérő és Talajvizsgáló Vállalat Mint minden újnál, úgy a nitrátmentesítés megoldását célzó kisérleteinknél is, döntő szempont volt az az igény, mely a 60-as évek végén már kielégítését sürgetően követelte, Akkori tevékenységünk helyes értékeléséhez feltétlen szükséges, hogy azt a közeget, azokat a körülményeket, műszaki színvonalat, ipari hátteret stb. vegyük figyelembe, mely több mint 12 évvel ezelőtt rendelkezésünkre állt. Ehhez rövid, történelminek értékelhető visszatekintéssel nyújtanék segítséget. Vállalatunk profiljai közé tartozik több évtizede — a vízszerzés, így az ország vízszerzési lehetőségeinek ismerete, — a vizek vízminőségi vizsgálata, vízkezelési kísérletek végzése, mint előtervezési feladatok, — a vízellátások, vízkezelések tervezése. Így egyaránt végigkísérhettük — lemaradások nélkül — a vízkészletek felhasználásainak, a vízellátások és vízkezelések fejlődésének útjait is. Foglalkoznunk kellett nagyszámú, zömmel kis- és közepes vízellátások, vízkezelések tervezésével, ezért hamarabb is kerültünk szembe a nitrátos vizek problematikájával, a nitrátmentesítés megoldásra váró feladatával. • Kis vízellátásoknál — mint bölcsőde, óvoda, iskola, orvosi rendelő, gyógyszertár — illetőleg azoknál a kommunális vízellátásoknál, ahol más mint nitrátos víz nem volt beszerezhető, vált akuttá a nitrátmentesítés problémája. Első lépcsőként a kis vízellátásokhoz jó, lehetőleg gazdaságos műszaki megoldás keresését vettük tervbe. Két mérlegelt lehetőség, a nitrátnak ioncsere folyamatában, illetőleg biológiai úton való eltávolítása közül az előbbi mellett döntöttünk, tekintettel a kis vízkezelő berendezéseknél az utóbbi alkalmazása esetén szükséges ellenőrzött, szakszerű üzemnek, mint feltételnek hiányára, továbbá, hogy ioncserélő berendezések tervezésében akkor már több mint 15 éves gyakorlattal rendelkeztünk. Nekem 30 évvel ezelőtt még alkalmam volt résztvenni, a ma oly népszerű zeolittal, mint töltettel működő ioncserélők tervezésében. Azóta is foglalkoznunk kellett az egyéb (sav-, vas-, mangántalanítás stb.) vízkezelések mellett a különböző, így kazántápvíz, hűtővíz, technológiai, élelmiszeripari stb. célú vizekhez szolgáló ioncserés berendezések tervezésével is, kezdetben a keletnémet Wofatit, majd az 50-es évektől a kiváló, hazai Varion műgyanta-alapú ioncserélő készítményeket alkalmazva. Miután vállalatunk akkor csak az ÉVM (ÉM), mellék kutatói-hely jellegével rendelkezett, kutatásaink fedezésére sikerült 1971-ben a Típustervező Intézettől megbízást szereznünk „Kis vízkezelő berendezés kialakítása" kísérleti típustervi feladat címén, de az lényegében a nitrátmentesítési kutatásainkat jelentette. Választásunk a makroporózus, erős bázisú Varion AT—400-as anioncserélő műgyantára esett, mivel azt a prospektus „szerves anyag megkötő" jelzéssel is ellátta. Ismert volt, hogy szerves anyag megkötésére világszerte hasonló gyantákat alkalmaznak, így a keletnémetek Wolfatit ES, a Bayer cég speciális „adsorbens" gyantája, az amerikai Amberlite—400-as „scavenger" gyanta stb. Vizsgálatainkat, kísérleteinket lényegében három fázisban végeztük el: — nitrátos kutak, mint kísérleti helyek vizének vizsgálata, — laboratóriumi kísérletek a gyanta paramétereinek pontosítására, — félüzemi kísérletek elvégzése. * Előadásként elhangzott a Vízkémiai és Víztechnológiai, valamint a Vízellátási Szakosztály 1983. november 9-i „A nitráttal szennyezett vizek kezelésének kérdései" című közös rendezésű ankétján. A vizsgálatokat és kísérleteket vízvegyészetünk végezte Sellyei Gyula osztályvezető és dr. hevárdy Ferencné szakosztályvezető irányításával. Az eredmények — a nagy mennyiségre való tekintettel — ismertetésre itt részletesen nem kerülhetnek. A számításba vett kutak vízvegyvizsgálatait elvégeztük, majd egy helyen az enyingi malom kútjánál felállított, vállalatunk által készített kisüzemi méretű berendezéssel vizsgálatokat végeztünk. Az eredmények nitrátmentesítés vonatkozásában jók voltak, mégis célravezetőbbnek ítéltük meg, ha a gyanta tulajdonságait (hasznos kapacitás, regenerálási feltételek stb.) laboratóriumban végzett vizsgálatokkal pontosítjuk. A laborvizsgálatokhoz az MSZ 5200/13 szabványban a kationok cserélő képességének meghatározására előírt készüléket alkalmaztuk, mivel az anionokhoz, a szabvány más készüléket külön nem írt elő. A hasznos kapacitási vizsgálatokat, a gyanta kimerítését különböző oldatokkal végeztük: 1.NaNOs 2. NaiS0

4 3. NaHCO;, oldattal 4. a budapesti hálózati vízzel, emelt szervesanyagtartalom mellett, 5. természetes kútvízzel. Az első három kísérletsorozatot elvégeztük. A 4. számú kísérletsorozatnál a budapesti hálózati víz szervesanyag növelése tőzeggel történt. Az 5. számú kísérletsorozatnál, melyet a Dunaharaszti Tanács kútjának vizével végeztek laboratóriumban, a nitrát, a szulfát és a hidrogénkarbonát viselkedése hasonló volt, mint 1., 2., 3. kísérleteiknél — így célszerűen azok egyenkénti ismertetése helyett — három anion kimerítési görbéit egy-egy diagramban, és együttesen tüntettük fel (1. ábra). A hasznos kapacitás a gyár által megadott 1.4 gekv/í gyanta értékkel volt közel azonos. Félüzemi méretű helyszíni kísérletek történtek a már említett berendezéssel, és ugyancsak a Dunaharaszti Tanács kútjának vizével. Az eredmények lényegében mindenben hasonlóak voltak a laboratóriumi vizsgálatokkal, s igazolták azok helyességét az üzemi feltételek mellett is! Az eredmények alapján megállapításokat lehetett tenni: — a vízben levő N0

3~~ és S0

4~~ anionok a Varion AT—400-as ioncserélő műgyantával eltávolíthatók, — a vízből eltávolított anionok helyébe ekvivalens mennyiségű Cl- anion lép be a vízbe, — a hátrány tehát, hogy a gyanta nem nítrátszelektiv, — hasznos kapacitása 1.4. gekv/1 gyanta, — a vizsgált 10—27 m/h átfolyási sebességtől a hasznos kapacitás független, — szerves anyag megkötőképességére jellemző oxigénfogyasztás csökkentése mindössze 15—27% volt, — a nitráttalanítás 100%-os hatékonyságának elérésében a gyártmányismertetőtől eltérően, az ott megadott regeneráló vegyszerek háromszorosa szükséges. (Prospektus szerint szerves anyag megkötésénél 1 1 gyantához 1,5 1 5%-os NaCl és 2%-os nátronlúgoldat (30 g/l gyanta) szükséges. Utána 0,5% HC1 neutralizáláshoz.) Az eredmények birtokában került sor a nitrátmentesítési eljárás alkalmazhatósági feltételeinek, valamint első lépcsőben kialakítandó berendezés műszaki megoldásának meghatározására, továbbá a második lépcsőben elvégzendő feladatok kitűzésére. Nomogram készült, mely a kezelendő víz minőségének függvényében megadja az 1 l gyantán kezelhető víz mennyiségét literben (2. ábra). A baloldalon a nyers30