183910. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fokozott bioaktivitású öntöző folyadék előállítására
t 183 910 2 A találmány tárgya eljárás fokozott bioaktivitású öntöző folyadék előállítására szennyvizekből, különös tekintettel kommunális szennyvizekből a nyers szennyvíz biotoxikus fémektől való mentesítése, oxigénátvivő katalizátor jelenlétében történő aerob eleveniszapos kezelése, majd az így nyert tisztított szennyvíz bioaktív anyagokkal való kiegészítése útján. Mind a szakirodalomból, mind a gyakorlatból ismeretes, hogy ma már a kommunális szennyvizek is egyre nagyobb mennyiségben tartalmaznak különböző nehézfémeket, melyek egyrészt jelentős mértékben lerontják az eleven-iszapos aerob szennyvíztisztítók működését, másrészt az ezekből távozó víz is tartalmaz még ez esetek többségében olyan mennyiségben nehéz-fémeket, hogy a kezelt szennyvizek egyre nagyobb jelentőségre szert tevő elhelyezési, hasznosítási módjára, nevezetesen a mezőgazdaságban öntöző vízként való felhasználásra a nehézfémeknek a növényzetre gyakorolt biotoxikus hatása miatt nem kerülhet sor. Ez igen nagy hátrányt jelent, mivel az öntözéssel való elhelyezésnél — ha egyéb korlátozó tényező nem áll fenn — a kezelt víz kémiai oxigénigénye nem játszik szerepet, így lehetőség nyílik a meglévő szennyvíztisztító berendezések nagyobb hidraulikus terhelésére külön bővítésük nélkül is. Ugyanakkor, az egyre fokozottabban jelentkező vízhiány miatt a mezőgazdaság igen jelentős mennyiségű öntözővíztől esik el abban az esetben, ha a víz biotoxikus fémeket tartalmaz. Nehézfémek jelenlétében az eleveniszapos berendezésekben a biocönózis kedvezőtlenül változik meg, a sejtszerkezetbe való beépülésük útján a lebontást végző sejtek elpusztulása, az iszappelyhek felületére való kicsapódásuk által kiváltott blokkolás miatt az egész kezelés teljesen le is állhat. Fentiek miatt többféle eljárással is azt igyekeztek végső fokon elérni, hogy a szennyvízből még a biológiai kezelő egység előtt minél nagyobb mértékben eltávolítsák a különböző nehézfémeket. Ennek megvalósítására az alábbi eljárásokat alkalmazták az eddigiek során: A Ross és Rouse által kidolgozott eljárásoknak az e lényege, hogy alkáliszulfidokkal kicsapják a nehézfémeket oldhatatlan szulfidjaik formájában, melyek viszonylag egyszerű elválasztási eljárással elkülöníthetők a folyadékfázistól (Ross, L.W. : Removal of heavy metals from mine drainage by precipitation. EPA—670/2—73—080, 1973. Rouse, J.V. : Removal of heavy metals from industrial effluents. Jour. Env. Div. ASCE 929, 1976.). Az eljárások igen nagy hátránya, hogy bár a nehézfémek kicsapása igen jó hatásfokkal történik, a kezelt szennyvízben jelentős mennyiségű alkáliszulfid marad, melyek ugyancsak toxikusak. Emiatt a szennyvíz oxidativ utókezelést igényel (például újabb intenzív levegőztetést). Port annak felhasználásával, hogy a biológiai szennyvíztisztítás során keletkező fölösiszap igen jól adszorbeálja a nehézfémeket, a fölösiszapot beérkező nyers szennyvízhez keveri, majd az iszapot elkülönítve vonja ki a folyadékfázisból a nehézfémeket. (Port, E.: Adsorption von Toxischen Abwasserinhaltsstoffen an Belebtschlamm. GWF 120, 527, 1979.). Az eljárás komoly hátránya az, hogy a kiülepedett iszapot fél óránál rövidebb idő alatt el kell választani a folyadékfázistól, azonban a szokványos technikai megoldások mellett a szennyvíz és a nyers szennyvíziszap érintkezési ideje ennek többszöröse, így az eltávolítás eredményessége jelentősen leromlik. Dolgoztak ki eljárást a nehézfémek eltávolítására szerves komplexek képzésére alapozottan is. így például Swanson valamint Wing keményítő-xantogenáttal. Hanway cellulóz-xantogenáttal távolít el ipari szennyvizekből jó eredménnyel nehézfémeket (Swanson, C.L.: Mercury removal from waste water with starch xanthate-cationic polymer complex. Environ Metal Science and Technology, 7, 613, 1973; Wing, r.E.: Heavy metal removal with starch-xanthate catonic polymer complex. Jour.WPCF 46, 2043, 1974; Hanway, J.E.: A promising new process for removing heavy metals from wastewater. Civil Engineering, ASCE, Oct. 1976.). Az eljárások jelentős hátránya, hogy az alkalmazott komplexképzők ára magas, így csak különleges esetekben kerülnek alkalmazásra, illetve feltétlenül végre kell hajtani a komplexképzők regenerálását. Alkalmazható a nehézfémek kicsapására azok lúgos közegben, fémhidroxidjaik formájában történő leválasztása is (Hidrológiai Közlöny, 61. évf. 8. sz.). Különösen magnéziumsók jelenlétében nyertek jó eredményeket a VITUKI-ban a korábbiakban. Az eljárás hátránya, hogy csak abban az esetben alkalmazható, ha a fémek ionos formában vannak jelen. Erre kidolgozott és megvalósult eljárás még nem ismeretes a gyakorlatban. Találmányunk alapjául az a felismerés szolgált, hogy a fémionoknak komplexeik formájában történő hatékony leválasztásának kihasználása mellett olyan komplexképzőt alkalmazhatunk elsősorban alkálihumátok formájában, mely amellett, hogy igen olcsó és hazai gyártási bázisa is létezik ma már, egyben növeli az aerob eleveniszapos kezelő egység hatékonyságát is azáltal, hogy oxigánátvivő katalizátorként is működik, miáltal a szennyvízbe vitt oxigén hasznosulási foka jelentősen javul. Fentiek jelentik egyben a találmányunk szerinti eljárás egyik legfontosabb előnyét. Az eljárás további előnyös jellemzői az alábbiak: — a képződő nehézfém-komplex olyan csapadék, melynek felülete aktív, ezáltal egyéb szennyező anyagok legyűjtésére is alkalmas, miáltal a kezelendő szennyvíz BOI-terhelése is jelentős mértékben csökken, és így az eleveniszapos kezelő működését a totáloxidáció felé tolja el, — ugyanazt a komplexképzőt a kezelt (távozó) szennyvízhez keverve fokozott bioaktivitású öntöző folyadék nyerhető, mivel a stimuláló hatással van a növényi életfolyamatokra az oxigénátvivő katalizátor szerepét játszva. Az eljárásunkban alkalmazott komplexképzők azok a humátok, melyek lúgos ágensekkel (többnyire alkálihidroxidokkal) a különböző huminhordozókból (dudari barnaszén, tőzegféleségek, lápi anyagok) vizes oldat fomájában nyerhetők. Az oxigénátvivő katalizátor szerepét a humátok egyik legfontosabb komponense, a hymatomelánsav tölti be, mely reverzibilis redox rendszert képez. Megállapítottuk, hogy alkálihumátok vizes oldatával a nehézfémek savas közegben, célszerűen pH=4—6 tartományban gyakorlatilag oldhatatlan csapadék formájában leválaszthatók, az így keletkező pelyhes csapadékok szennyező anyagokat tudnak ugyanakkor kigyűjteni, melyekkel együtt egyszerű ülepítéssel elválaszthatók a folyadékfázistól. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
