165694. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szennyvíz tisztítására és derítésére
165694 13 14 Az ábrán egy kationcserélő ágy és egy anioncserélő ágy kombinációját mutatjuk be. Az ioncserélő anyag regenerálása közben az eluált folyadékot az anioncserélő ágy alján vezetjük be és a két ágyon felfelé átvezetjük. A két ioncserélő ágy eluálása után a tisztító folyadékot az anioncserélő ágy alsó része felől vezetjük át az ágyakon. A két ioncserélő ágy közötti térben gázalakú széndioxidot vezetünk a folyadékba abból a célból, hogy a tisztító folyadékot savassá tegyük és 6 vagy ennél alacsonyabb pH-értékre állítsuk be. Ez azért szükséges, hogy a kationcserélő anyag optimális hatásossága kihasználható legyen. Az ioncserélő ágyat tartalmazó tartály kúpos kivitelű abból a célból, hogy megnövelt keresztmetszetű felületet érjünk el a kationcserélő ágyon, amely rendszerint tömörebb mint az anioncserélő ágy. Az ábrán bemutatott ioncserélő ágyak kombinációja jól szemlélteti a szivattyúk és szelepek kiküszöböléséből származó előnyt és egyben azt is biztosítja, hogy az aninoncserélő ágyra gyakorolt víznyomás alacsonyabb legyen mint a kationcserélő ágyra kifejtett víznyomás, ennek megfelelően pedig az anioncserélő ágy komprimáihatósági hajlama csökkenthető. Ha az eluálásnál nátriumhidroxid helyett ammóniát használunk, akkor az eluáló folyadékot műtrágyaként hasznosíthatjuk. Ilyen esetben lehetővé válik az ammónia regenerálása is, ugyanakkor az iszap mennyisége csökkenthető. Ha az eluáló folyadékot kalciumoxidra öntjük, akkor az ammónia felszabadul, ez vízben feloldható és ismét felhasználható. Ebben az esetben ajánlatos a kationcserélő eluálására is ammóniát alkalmazni. A következőkben majd egy példán szemléltetjük azt, hogyan lehetséges az ammónia igen olcsó regenerálása jó minőségű ivóvíz előállítása céljából. A két ioncserélő gyantáról összesen 5 liter eluáló folyadékot kapunk. Ezt az eluáló folyadékot 200 g kalciumoxidra öntjük, így az ammónia 90%-a regenerálható és mindössze fél liter térfogatú iszap marad vissza. Ez az iszap kalciumfoszfát tartalma folytán műtrágyaként hasznosítható. A regenerálási eljárás könnyen kombinálható háztartási szennyvizek kezelésével, ha a kalciumhidroxidból álló csapadékot hasznosítjuk. Az utóbbi esetben ugyanis a csapadékot besűrítjük és felhevítjük kalciumoxid előállítása végett. Ennek a terméknek háromnegyed része ismét felhasználható kicsapó vegyszerként, míg egynegyede alkalmazható az ammónia regenerálására. A kalciumhidroxiddal kicsapott foszfát igen jó minőségű műtrágyaként alkalmazható. 8. példa Az 1. ábra az eljárás folyamatábráját mutatja. Egy 1 szelepen át bevezetett szennyvízhez egy további 2 szelepen át mintegy 400 g/m3 kalciumhidroxidot adunk a foszfátok és a szerves anyag kicsapására. Az elegyítést egy 3 flokuláló edényben végezzük. Az elegyet egy 4 tartályban ülepítjük. Ulepítés után a vizet 5 tartályban sztrippeljük, és így az ammóniát egy 6 vezetéken keresztül eltávolítjuk. A sztrippeléssel felszabadult ammóniát egy 7 tartályban vízben feloldjuk, az iszap hevítésével kapott széndioxid felhasználásával 6—7 pH értékre állítunk be. A sztrippelés után szulfonsavcsoportokat tartalmazó cellulózbázisú 8 kationcserélővel kezeljük a szennyvizet. 5 A kationcserélő kezelés után egy 9 anioncserélőben gyengén bázikus anioncserélős kezelést végzünk, amellyel a nitrátot, foszfátot és bizonyos mennyiségű szerves anyagot eltávolítunk. Mivel a vizet széndioxid-hidrogénkarbonát puffer rendszer-10 rel kezeltük, így az ioncserélos kezelés után is a víz 6—7 közötti pH értékű marad. A mosóvizet egy 16 vezetéken át juttatjuk a kívánt helyre. Mivel az ammónia sztrippelés hatásfoka csak 90—95%, így a víz levegőztetése egy 10 levegő-15 bevezetés alkalmazásával szükséges az ioncserélos kezelés után. Az ammóniát nitráttá oxidáljuk (mintegy 1 mg N/l). Az ioncserélos kezelés előtt is levegőztethetjük a vizet. A nitrátot ilyenkor az ioncserélő gyantán eltávolítjuk, ez ugyan előnyös, ez-20 zel szemben a levegőztetési időt mintegy háromszorosára növeli, mivel a szerves anyagok koncentrációja ebben a műveleti lépésben jóval nagyobb. Ha a levegőztetést az ioncserélos kezelés után végezzük, akkor mindössze 20—30 perces levegőzte-25 tési idő elegendő. Végül a kezelt vizet klórozzuk egy 15 klórbevezetésen keresztül. A levegőt egy 17 vezetéken keresztül juttatjuk a rendszerbe. A Co2 -t 18 vezetéken juttatjuk a kívánt helyre. Az ioncserélő anyagot ammóniával eluáljuk és 30 az eluáló folyadékot a 11 tartályban sztrippeljük az ammónia recirkuláltatása céljából. Széndioxid felhasználásával az ioncserélőket ismét 6—8 pH értéken állítjuk be. Ennek a sztrippelési lépésnek a hatásfokát alacsonyabbra állítjuk be (mintegy 35 80%), mivel egy bizonyos ammónia mennyiséget állandóan kapunk a szennyvíz sztrippelési műveletéből. A kémiai lecsapás után kapott iszapot 12 centrifugával 20—22% szárazanyag-tartalomig kon-40 centráljuk. A 15—18% szárazanyag tartalmú eluáló folyadékot a koncentrált iszappal egy 13 keverőben elkeverjük, a pH értékét részben széndioxiddal beállítjuk, végül az iszapot egy 14 szárítóban szárít-45 juk. A kapott termék ismét felhasználható az eluáló folyadék pH értékének beállítása céljából. A kapott elemzési eredményeket az 1. és 2. táblázatban foglaljuk össze. A kezelt víz jellemzői megfelelnek az ivóvízzel szemben támasztott követel-50 menyeknek. A 2. táblázatból jól kivehető az a körülmény, hogy főként a kicsapási és a kationcserélő művelet csökkenti a mikroorganizmusok számát. A mikroorganizmusok nagy mértékű eltávolítása a kicsapásnál könnyen magyarázható azzal, hogy 55 a pH érték 10,5 vagy ennél magasabb. A mikroorganizmus-megkötő képesség a cellulóz bázisú ioncserélőnél azzal magyarázható, hogy az fehérjék megkötésére képes. Az elemzési adatok kísérleti üzemben végzett 60 próbák eredményeinek felelnek meg. Az 1. táblázatban közölt számadatok 4X20 órás művelet átlagértékei, a mintákat minden 4 órában vettük. A 2. táblázatban szereplő számadatok két ciklusból vett 6—6 minta átlagos értékei, 1, 10 és 65 20 órával az ioncserélő regenerálása után. 7
