200734. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ammóniát és/vagy ammónium sókat tartalmazó vízek szelektív ammónium-ion mentesítésére vegyszeres kezeléssel
HU 200734 B 1 A találmány tárgya eljárás ammóniát és/vagy ammómum sókat tartalmazó vizek szelektív ammónium-ion mentesítésére vegyszeres kezeléssel, oly módon, hogy a kezelendő vízhez annak ammóniumion tartalmára számítva 1:1,5 mólnyi mennyiségű formaldehidet adagolunk és adott esetben a képződött hexametüéntetramint az oldat töményítésével kinyerjük vagy célszerűen 30-45 t%-os oldat formájában hasznosítjuk. Az eljárás alkalmas ivóvizek, felszíni vizek, halastavak, kommunális- és egyéb eredetű, pl. ipari szennyvizek szelektív amraónium-ion mentesítésére. Napjainkban a vízkezelés során az ammóniummentesítés egyre nagyobb jelentőségű kérdéssé válik. Az ipari és kommunális vizek ammónia-mentesítésének megoldásával kapcsolatos nehézségek mellett növekvő veszélyt jelem az ivóvizek, valamint a felszíni, ül. felszín közeli viezk ammónia tartalmának növekedése is (Hidrológiai Közlöny 1984. 5. 257-264). Hazánk egyes vidékein pl. Békés megyében az alföldi rétegvizek ammónia tartalma a veszélyes mértéket is meghaladja és ezért az nem alkalmas sem a lakosság), ivóvíz ellátásra, sem pedig élelmiszeripari célra (Hidrológiai Tájékoztató 1986. április 28-30.). További veszélyt jelent az ivóviezk ammónia tartalma a klórozással (ún. „törésponti klórozás) történő fertőtlenítésnél a karcinogén hatású trihalometán (THM) vegyületek és któraminok keletkezésének lehetősége miatt (Hidrológiai Közlöny 1984.6.350-365). Az ammónia eltávolítására számos módszer ismeretes. A biológiai eljárások elsősorban a szennyvíztelepekhez kapcsolódóan jelentenek gazdaságos megoldást. Ekkor az ammóniám vegyületek a biológiai oxidáció során az egészségre kevésbé ártalmas nitrátokká alakulnak át. Az átalakítás hatásfoka 70-95%, ehhez azonban hosszú tartózkodási időre van szükség, el kell kerülni a lökésszerű terhelést és biztosítani kell a mikroorganizmusok működésében szükséges optimális feltételeket: semleges körüli pH, megfelelő hőmérséklet, elegendő oldott oxigén jelenléte, stb. (Chem. Eng. 1985. 92k. 18,6-74). Az említett „törésponti klórozás elsősorban ivóvizeknél, vagy a harmadfokú szennyvíztisztításban alkalmazható ammónia mentesítésre. A veszélyes anyagok keletkezése miatt azonban ajánlatosabb az ammónia eltávolítása valamilyen egyéb módszerrel a fertőtlenöó klórozást megelőző időszakban. Az ioncserén vagy adszorpción alapuló eljárások általában természetes, vagy mesterséges zeolit típusú ásványoké használnak fel az ammónia eltávolítására (2^82.243, 4344381, 4370.234 számú USA-beü, T/28165 számú magyar szabadalmi leírások). Ezen módszereknél gondot jelent a kellő szelektivitás hiánya, az adszorbensek kis kapacitása, továbbá, hogy az adszorberek regenerálása szintén hulladéktermelő folyamat. Nagyobb ammónia koncentrációk csökkentésére elterjedten alkalmazott módszer az ammónia kihajtása a szennyvízből, amit rendszerint nagy fajlagos felületi töltettel rendelkező oszlopokon végeznek, lúgos pH tartományban, ellenáramban vezetett levegő- vagy gőzáramban, majd az ammóniában 2 feldúsult levegőt (gőzt) hasonló oszlopokon átvezetve az ammóniát savas folyadékkal elnyeletik (1.096.236 számú szovjet, 85/1671 számú európai szabadalmi leírások). Az eljárás gyakorlati kivitelezése meglehetősen beruházás igényes. További hátrány, hogy a hatásfok 15 °C alatt lényegesen csökken és problémát jelent az ammónium sókat (pl. ammónium-szulfátokat) tartalmazó oldatok elhelyezése, vagy felhasználása is. A találmány feladata olyan eljárás kidolgozása, amely az ammónia és/vagy ammónium sókat tartalmazó vizek ammónium-ion mentesítését vegyszeres kezeléssel, olcsó és könnyen hozzáférhető anyagokkal egyszerűen, jó hatásfokkal és környezetszenynyező hulladékanyagok képződése nélkül valósítja meg. A találmány lényegét az a felismerés képezi, hogy az ammónium-ionból formaldehiddel képezhető hexametiléntetramin nem toxikus (LDso = 25 g/kg per os egérre), a reakció vizes közegben kvantitative lejátszódik, ily módon alkalmas különböző eredetű vizekben jelenlévő ammónia és/vagy ammónium sók ártalmatlanítására, adott esetben eltávolítására. Találmányunk szerint úgy járunk el, hogy a vízben jelenlévő ismert koncentrációjú ammóniumiont formaldehiddel reagáltatjuk 1:13 mólarányban és a művelet során hexamatiléntetramint (urotropint) képezünk. Tapasztalataink szerint a művelethez közvetlenül felhasználható a formaldehid, a kereskedelmi forgalomban lévő kb 40%-os vizes oldata, de ugyanígy felhasználható a paraformaldehid is vagy más pl. hulladék formaldehid tartalmú oldat. A hexametiléntetramin igen stabil molekulát alkot, melynek még 5 t%-os vizes oldatában forralás hatására sem mutatható ki ammónium-ion és formaldehid. Az eljárás ammónium-ionra nézve szelektív és bármilyen jelenlévő ammónium-ion koncentráció esetén alkalmazható. Találmányunk gyakorlati megvalósítására az ammónium-ion tartalomtól függő megoldásokat dolgoztunk ki. Kis ammónium-ion koncentrációk (pl. ivóvizek, felszíni vagy felszín közeli vizek, halastavak, kommunális szennyvizek, stb) esetében úgy járhatunk el, hogy az ammónium-ion tartalom meghtározása után a kezelendő vízhez az ammónium-ionra számolva 1:1,5 mólarányban ismert koncentrációjú formaldehid oldatot adagolunk. A hexametiléntetramin az élő (nővén)), állati, emberi) szervezetre nem ártalmas (hugyutak dezinficiálására gyógyszerként is alkalmazzák), ivóvizeknél - az érzékszervi vizsgálat alapján - nem változtat a víz jellegén, továbbá biológiai lebontása sem a nitrit-, nitrát cikluson keresztül történik és így bomlástermékei sem toxikusán, ezért ezekben az esetekben nem szükséges a vízből eltávolítani. A kommunális szennyvizek ammónium-ion mentesítésénél további előnyt jelent, hogy a víz kezeléséhez felhasznált formaldehid és a keletkező hexametiléntetramin is baktericid hatásúak, ily módon a kezeléssel egyúttal a baktériumszám is csökken. A találmány szerinti eljárás egyik előnyös megvalósítási módja szerint úgy járunk el, hogy a vi-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
