195457. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szerves és/vagy szervetlen anyagokkal szennyezett vizekből a lebegőanyagok, biogén tápanyagok és oldott fémvegyületek előállítására
3 195 457 4 tás. Ezt általában Al-vegyületekkel hajtják végre úgy, hogy a képződő csapadék a szennyvíziszap ülepíthetőségét és vízteleníthetőségét rontja. Lebegőanyag eltávolítására általában vas- és aluminiumsókat, meszet, polielektrolitokat és ezek kombinációit használják. Ilyen alkalmazásról számol be Deere - mont: „Water treatment handbook’’ (Fifth Edition Halsbed Press Book, John Wiley and Sons New York (1979). Ugyancsak erre vonatkozó közlést tartalmaz a „Gewasserschutz. Wasser. Abwasser’ (17. kötet. Aachen, 1975) és egy további közlemény, az ..Anwendung von Fallur.gsverfahren zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit biologischer Anlagen” (Institut für Bauingenieurwesen V. Technische Universität München, 1978). Az említett vegyszeres kezelések hatására amnrónium-eltávolítás nem következik be egyik esetben sem. A találmányunk segítségével a következő komplex feladat megoldására van lehetőség: — a tisztítási eljárás eredményeként olyan tisztaságú víz biztosítása, ami sem a felszíni, sem a felszín alatti vizekre nem gyakorol semmilyen károsító hatást, a tisztított víz ismételten felhasználható; — a tisztítási eljárás során kivont biogán tápanyagok növényi tápanyagként való felhasználási lehetőségének biztosítása a mezőgazdaságban ismert kutatási eredmények alkalmazásával; — a szennyvíziszap mezőgazdasági hasznosításának lehetővé tétele, illetve elősegítése. Találmányunk alapján kevesebb technológiai lépcsőben — ezáltal kisebb létesítési és működtetési költséggel — oldjuk meg a szennyezett vizekből a szilárd, kellőid és oldott fázisban levő szennyezőanyagok eltávolítását. A hagyományos technológiáknál tapasztalható nagymértékű lebegőanyag-elúszás meggátlásával. az elfolyó víz P-, N- és fémtartalmának lényeges csökkentésével biztosítjuk a szennyvíztisztító telepek komplex intenzifikálását mennyiségi és minőségi vonatkozásban egyaránt. A találmány alapja az a felismerés, hogy néhány természetben található sajátos ásványféleséggel: természetes zeolittal, ill. módosított származékaival olyan fizikai-kémiai beavatkozást végezhetünk a szennyezett vizek tisztításának folyamatába, amely alapvetően javítja mind a tisztítás eredményességét, mind pedig annak gazdaságosságát. Úgy találtuk, hogy mindezek a hatások a klinoptilolit és mordenit típusú természetes zeolitokat tartalmazó kőzeteknek megfelelő őrlési és kémiai, ill. egyéb fizikai-kémiai kezelésével előállított, szelektív ioncserén és adszorpción keresztül ható koaguláló, járulékos Íratásként kémiai kicsapatást is végző anyagként, valamint szelektív ioncserével és adszorpcióval ammonium és nehézfém eltávolítását végző járulékos hatásaként lebegőanyag-szűrést is végző anyagként való alkalmazásával érhetők el. A klinoptiloiit és a mordenit a kísérleteink során alkalmazásra került kőzetekben nűkrokristályos formában foglal helyet. Ezen mikrokrisztallitok méretei mindhárom dimenzióban általában néhány tized és 10 um között találhatók. A kiindulási anyagok kémiai összetétele nrï-ban a következő táblázatban találhatok. A kiindulási anyag elemi összetétele a kőzet zecüt-Komponens Klinoptiloiit tartalmú kőzet Mordenit tartalmú kőzet SiO, Al.,0 68.35 70,60 11,94 12,43 Fe;03 1.00 0.64 Na;03 . 0,32 1,46 k2° 4,15 4,89 MgO 0,21 0.04 GO 1,64 1,80 Izzítási veszteség (H,0) 12,22 8,57 tartalmától és lelőhelyétől függően változhat, a komponensek azonban azonosak maradnak. Az alapanyag fő kristályos komponense: a klinoptiloiit vagy a mordenit. E két zeolit mellett a kőzetben elsősorban kvarc, néhány nr%-ban különböző agyagásványok és általában amorf kőzetüveg is található. A kőzet nem-zeolítos komponenseiről megállapítható, hogy nem befolyásolják a fentebb említett összetett hatásokat. A zeolitok — mint ismeretes - kationcserélő szervetlen polimerek. A kristályrács tulajdonképpen egy merev polianionos alumínium-szilikát váz. A xlinoptilolit és mordenit saját mikropórus-rendszeréî a krisztallitok közötti heterodiszperz makropórusos rendszer egészíti ki, így összességében igen nagy a fajlagos felületük. Az említett két zeolit anionrácsához az alapanyagban Na, K, Mg és Ca-kationok kapcsolódnak, amelyek kisebb-nagyobb mértékben más kationokkal lecserélhetők. M ndezen sajátosságokból kiindulva következtettünk arra, hogy a megfelelő méretű porított anyag már alapállapotban — tehát a természetes állapotban megkötött kationok részleges kicserélése nélkül is — ülepedésfokozó hatást fejthet ki a szennyezett vizek lebegő és kolloid-anyagtartalmára. Ezen kívül ioncserélő sajátosságánál fogva hatást gyakorol az ammonium és nehézfém (ólom, nikkel, réz, kaömium, higany, ezüst stb.) ionok eltávolítására is. Kísérleti eredményeink igazolták ezeket a feltevéseket. A vizsgálatok során azonban arra a meglepő felismerésre jutottunk, hogy a felhasznált zeolitok egyúttal az ortofoszfátok kicsapására is alkalmassá tehetők, ha olyan kationokat viszünk be a zeolitokba, amelyek vagy a szennyvízben levő ammónium-ionokkal (NH^j lecserélődve, vagy a szennyezett vízzel való érintkezésekor a vizes oldatba kerülve a foszfáttal vízoldhatatlan csapadékot képeznek. Így a találmány alapvető gondolata azon a felismerésen alapul, hogy Mg-, Ca-, Al- és Fe-sókkal előkezelt, mígfelelő szemcsenagyságú zeolitpor megszabott mértékben és nródon történő folyamatos adagolásával a koaguláció keltette pehclvképződéssel egyidejűleg, majd a pelyhek kialakulását követően is, a már zeolitoi tartalmazó iszap adszorptív kapacitása is kihasználható mind a lebegő és a kollaidális anyagrészecskék eltávolítására, mind az ammonium és nehézfém ionok koncentrációjának csökkentésére, valamint a foszfátcsapadék eltávolítására. Az eljárás egyesíti magában az elő- és szimultán foszfiítkicsapás előnyeit, ezáltal kiküszöbölhető az a káros jelenség, hogy az eleveniszapos levegőztető medencében képződő nrikropelyhek az utóülepítőből a lisztí-3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
