A Magyar Hidrológiai Társaság XXXVII. Országos Vándorgyűlése (Pécs, 2019. július 3.)
4. SZEKCIÓ - Vízellátás. Ivóvizek biztonsági kérdései - 7. Goda Zoltán - Salamon Endre - Dalkó Ilona - Tafner Kitti - Papp Tamás (NKE Víztudományi Kar): Lassú homokszűrő és fordított ozmózis technológiai sor hatékonyságának vizsgálata
fordított ozmózis ismét csak feleslegesen, utókezelésként jöhetne szóba. Azonban bizonyos előnyök és az édesvízből történő ivóvíz előállításban elfoglalt újszerű szerepe miatt érdemes a kutatásra. Tekintve, hogy a Duna mentén kivételes parti szűrésű vízbázisokkal rendelkezünk, e feladat demonstrálására viszonylag könnyen találhatunk megfelelő helyszínt és nagy tapasztalattal rendelkező szakembereket. Úgy véljük, hogy az Egyetem Vízellátási és Környezetmérnöki Intézetének keretein belül sikerült olyan demonstrációs elrendezést kialakítanunk, amely a projekt eredeti koncepciójához is illeszkedik, de a valóságtól mégsem teljesen elrugaszkodott. Az eredeti koncepció szerint a fordított ozmózis parti szűrést követő alkalmazásának vizsgálata az alábbiak miatt fontos:- Az alternatívák pontosabb összehasonlíthatósága érdekében a fordított ozmózist fontos összevetni a hasonló eljárást megvalósító technológiákkal, így elsősorban a nanoszűréssel, ultraszűréssel, aktív szén szűréssel és a fertőtlenítési eljárásokkal (UV, ózon, klórgáz, klór-dioxid) is. Ezzel a tervezés és fejlesztés során a különböző technológiai megoldások közti választást segítenék az eredmények.- A parti szűrést követő fordított ozmózis megfelelő választás lehet azokban az esetekben, amikor a parti szűrésen áttörnek a rosszul adszorbeálódó szerves és szervetlen komponensek (például nitrát, szulfát, klorid) akár a vízbázis szennyeződése miatt, akár havária eseményeknél, vagy egyszerűen csak kedvezőtlen hidrológiai, vagy hidrobiológiái viszonyok fennállásakor (kisvíz, árvíz, algavirágzás). Ilyenkor, ha nem is a teljes üzemi kapacitással, de egy minimális ellátási szint biztosítására a fordított ozmózis is szóba jöhet. Vészhelyzetekben, a vízellátás megoldására már régóta alkalmazzák a fordított ozmózist (Padánvi és Kállav, 2005).- A projekt e feladatkörének indoklása során felmerült az a szempont is, hogy a vizsgálatok eredményei hozzájárulhatnak a döntéstámogatáshoz, amennyiben a jövőben a szerves mikroszennyező anyagok monitorozása szükségessé válik és bekerülnek az Európában alkalmazott vízminőségi követelmények közé. Néhány ilyen anyag (elsősorban peszticidek és PAH-k) már jelenleg is jogszabályi határértékkel rendelkeznek a 201/2001 korm. r. szerint, amelyeket a jövőben például a gyógyszermaradványok követhetnek. Demonstrációs célkitűzések A projekt első szakaszában a teljes mértékben felszíni vízzel megtáplált lassú szűrő és az utána sorba kapcsolt fordított ozmózisos rendszer üzemét vizsgáltuk. Ebben az elrendezésben a lassú szűrés lúvatott szimulálni az ideális parti szűrés viszonyait, nevezetesen azt, hogy a háttérből nincs talajvíz hozzáfolyás, a szűrési viszonyokat egyedül a felszíni víz és a mederanyag határozza meg. A rövid (1,0-1,5 m) szűrési úthossz miatt a viszonyok végig oxikusak maradnak és ennek megfelelően feltételezzük, hogy a felszíni víz folyóvíz, amely kellő oxigéntelítettséggel rendelkezik. így a vas-, mangán- és aimnónimn-ionok koncentrációja eleve alacsony még mielőtt a mederanyagban/szűrőrétegben elkezdődne a szivárgás a kitermelés helye felé. Az elrendezéstől várt előnyök Ebben a rendszerben a parti szűréstől azt vártuk, hogy visszatartsa a lebegő anyagokat és a kolloid frakciót, a lassú szivárgás során pedig átalakítsa azokat a szerves, szervetlen anyagokat amelyek a membránon „biofouling”ot, azaz eltömődést okozó biofilm kialakulást idéznének elő, mint a mikroorganizmusok növekedéséhez szükséges szubsztrátok. Ilyen elrendezést a gyakorlatban medergalériákkal, parti galériákkal, vagy bármilyen, a mederben kialakított szemcsés szűrőközeggel elő lehet állítani. Ettől az elrendezéstől a következő rövid és hosszú távú előnyöket reméltük (lúpotézisek):- A felszíni folyóvíz, mint vízbázis felhasználásának megvan az az előnye, hogy ezzel hosszú távon az értékesebb, lassabb utánpótlódással rendelkező felszín alatti vízkészleteinket kíméljük. Ehhez persze hozzá kell tenni egyrészt, hogy a rétegvíz kitennelés hazai viszonylatban jelenleg sem eltúlzott mértékű, szemben Nyugat-Európával, ahol ez a probléma már felvetődött (EEA, 1999). Másrészt a minőségi követelmények szigorodásával a felszín alatti víz sem tekinthető egyértelműen kedvezőbb vízbázisnak összehasonlítva a felszíni vizekkel (például az arzén, aimnónimn eltávolítás igénye, vas- és mangán oxidáció, törésponti klórozás költségei miatt).- A fordított ozmózis alkalmazása lehetőséget teremt a befogadóba kibocsátott szennyvíz újbóli felhasználására is, lúszen a patogén mikroorganizmusokkal és a mikroszennyezőkkel szemben is akadályként viselkedik. Sivatagos, vízlúányos területeken erre a megoldásra már létezik példa (Garud és társai, 2011).- A folyó medrében lévő természetes (vagy részben mesterségesen kialakított) lassú szűrést megvalósító réteg kedvező áramlási viszonyok esetén regenerálódik és a kolmatációval sem kell számolni. Szükség esetén a szűrőréteg felülete kotrással, vagy egyszerűen a szemcsék felkeverésével megtisztítható. Ennek persze 2
