Hidrológiai tájékoztató, 2015
DIPLOMAMUNKA PÁLYÁZATOK - Juhász Tamara: A recski savas bányavíz kezelésére irányuló komplex laboratóriumi vizsgálatok
tartalmak elkülönítésére szolgálnak. Minden frakcióból 1,5 és 12 nap elteltével 1 cm3 mintát vettem, desztillált víz hozzáadása után atomabszorpciós spektrométer segítségével meghatároztam a kívánt (Cu, Fe, Mn, Zn) elem koncentrációját. Az oszlopok töltetanyagaként alkalmazott RM1 és RM2 minták szekvenciális kioldását is elvégeztem. Azon elemek kerültek kimutatásra, melyeket a bányából származó kőzetmintán és a bányavízben is vizsgáltam, ezáltal lehetővé téve a kezdeti (az oszlopokra feladott bányavíz) és az oszlopokból kijutott viz koncentrációbeli különbségeinek elemzését. Oszlopkísérlet Töltetanyagként a mérési folyamat során olyan anyagok kerültek kiválasztásra, melyek az erősen savas bányavíz pH-ját semleges irányba képesek eltolni. Mivel a hidrodinamikai környezetbe való beépítéskor az elsődleges cél a pH változtatása, nem pedig az oldott anyagok megkötése - mivel utóbbi a lignittöltet feladata - így ezt szem előtt tartva történtek a vizsgálatok. A már korábban is alkalmazott mészkő mellett oltott meszet, valamint az alumínium gyártás melléktermékének 2 féle típusát (RM1, RM2) használtam nedvesített inert anyaggal (faforgács) elkeverve (az egyszerűség kedvéért a későbbiekben csak mész, oltott mész, RM1 és RM2) Keverési arány 3:1 (inert anyag:reaktív anyag). Az oszlopkísérlet kialakításakor egyik fő szempont a mérések ismétlése volt a lehetséges mérési eltérések, hibák észlelése és kiküszöbölhetősége miatt. Mivel 4 féle töltetanyagot vizsgáltam, így 8 oszlop került beépítésre. 36 mm belső átmérőjű, 63 cm magas PVC csöveket alkalmaztam és geotextilt helyeztem el bennük, hogy megakadályozzam a finom szemcsék kimosódását. Alul leszűkítettem a kifolyónyílást. Az oszlopokat egy állványra rögzítettem, alájuk főzőpohárban gyűjtöttem a kicsöpögött mintát. A töltet magasság az oszlopokban 55 cm. A bányavíz feladása egy kanna segítségével történt, ahonnan rugalmas csövön keresztül jutott el a víz az egyénileg kialakított „csőrendszeren” keresztül az oszlopokhoz. A rugalmas csöveket elszorítottam, majd másodpercenkénti csepegtetést állítottam be, ezáltal biztosítva, hogy minden oszlop egyforma vízmennyiséggel dolgozzon. Sajnos a kialakított rendszer problémákba ütközött a végül nem egyenletessé vált feladás miatt, így egy új kialakítására került sor. A PVC oszlopokat plexi csövek váltották fel, látványossá téve a bennük lejátszódó folyamatot. A feladást immár perisztaltikus pumpa végezte, ezáltal azonos vízmennyiség jutott el minden oszlophoz. Eredmények Az először kialakított oszloprendszer vízmintáinak elemzése, valamint a szekvenciális kioldásokkal nyert információk összevetése alapján elmondható, hogy a 4 töltetanyag közül az RM1 és RM2 kevésbé hatékony a fémek megkötésében, mint a mészkő és mész anyagok. Utóbbi töltet esetében a hatékonyság mellett igen nagy hátrányt jelent a vas oxidációja miatti eltömődés, így az eddigi vizsgálatok alapján a mészkőkeverék tűnik a legmegfelelőbb kezelési módnak. A mérések során tapasztalható volt, hogy RM1 és RM2 minták szekvenciális kioldásokban kimutatott nehézfémtartalmának egy része kioldódott és együtt távozott a bányavíz oldott anyag tartalmával, növelve ezzel a koncentrációt. Bebizonyosodott tehát, hogy az általam használt formában (a bányavíz előkezelése nélkül) az RM1 és RM2 nem megfelelőek a csurgalékvíz kezelésére, így ezen „megoldás” elvetésre került a magas nehézfém tartalma miatt. A módosított oszlopkísérlet eredményei Ezzel a feladási móddal is megvizsgáltam a 4 féle töltetanyagot az eddig használt 3:1 keverési arányban a pontosabb eredmények érdekében. Ezt követően pedig a mészkő és mész esetében változtattam a keverési arányokon. Az elsőnek alkalmazott oszlopkísérlet során több esetben is megfigyelhető volt, hogy az elemkoncentráció az idő előrehaladtával alig változott, igy már nem óránként történt mintavétel az oszlopokon átfolyt vízből. A mérési idő 16 órás volt és az összetételt 4 óránkénti kevert mintából határoztam meg, de a pH, hőmérséklet, vezetőképesség, TDS és Eh továbbra is óránként került meghatározásra. A vizsgálati eredmények alapján a mész volt a leghatékonyabb anyag, bár a vaskiválás révén ismét eltö- mődést tapasztaltam. Az RM1 jelentős pH csökkenést produkált a vizsgálat során, feltehetőleg tovább csökkent volna a mérési idő növelésével. Az RM2 minta egyre jobban veszíti el semlegesítő hatását. A mészkőtöltet bár eltömődött, a pH addig mért értékei alapján jó megoldásnak tűnik a bányavíz kezelésére. RM1 RM2, mészkő és mész keverékek pH változása az idő függvényében (módosított oszloprendszer) /. ábra. A 4 különböző töltet pH változása az idő függvényében A mérési eredmények alapján elmondható, hogy a legkevésbé az RM1 volt képes megkötni a vasat, a vizsgált időtartam végére az átfolyó víz Fe koncentrációja jelentősen megközelítette a kiindulási koncentrációt. Az RM2 töltetű oszlopból összegyűjtött minták azt mutatták, hogy a kezdetben mutatkozó nagy mennyiségű vasat egyre jobban kezelte a töltet, de később már csökkent a kapacitása, így nőtt a vas koncentrációja. A mészkőnél megfigyelhető, hogy csökkent az adszorpci- ós kapacitása, később el is tömődött. A legjobb megkötő képességet a mész mutatta, bár nagy hátránya, hogy igen hamar jelentkezett a vas által okozott eltömődés. Itt is bebizonyosodik a RM1 és RM2 minták nem megfelelő hatékonysága a rossz megkötő képesség és a nehézfém utánpótló hatásuk miatt, ezért a további mérés során már nem alkalmaztam őket. A mész bár messze a 20
