Vízügyi Közlemények, 1988 (70. évfolyam)
3. füzet - Licskó István-Szilágyi Ferenc-Bitskey József: A nitrát adszorpciója aktívszénen
432 Licskó /., Szilágyi F. és Bitskey J. Experiments indicated that activated carbon used in biological denitrification was not only the carrier of bacteria but also the accelerator in denitrification processes. Due to the fact that a significant increase in nitrate-concentration could be reached over the surface of activated carbon after adsorption, the chance for chemical nitrate-reduction by aid of adequate reductive chemicals was thought to be obtainable. * * * Nitratadsorption auf Aktivkohle von Dr.-Chem. Phys. István LICSKÓ, Dr.-Biol. Ferenc SZILÁGYI und Dr.-Biol. József BITSKEY Die das erlaubte Maß übersteigende Nitratkonzentration des Trinkwassers stellt in vielen Ländern der Welt ein Problem dar. Zur Verminderung der Nitratkonzentration wurden mehrere Verfahren Entwickelt. Von den z. Z. zur Verfügung stehenden Technologien zur Nitratbeseitigung kann jedoch keine als die von jedem Gesichtspunkt beste betrachtet werden, so daß außer der Weiterentwicklung dieser Verfahren auch die Suche nach weiteren Methoden begründet ist. Zweck der in der vorliegenden Abhandlung erörterten Arbeit war es, auf längere Sicht ein auf katalytischer chemischer Reduktion basierendes Verfahren zu entwickeln, deren Endprodukt N 2Gas ist. Die Nitratreduktion sollte durch die, auf der Fläche eines entsprechenden Adsorbenten erfolgende Konzentrationserhöhung des Nitrat gefördert werden. Im ersten Schritt wurde der entsprechende Adsorbent ausgewählt. Als Adsorbent wurde die in der Wasseraufbereitung verbreitet angewandte granulierte Aktivkohle gewählt. Es wurden die Nitratadsorptionseigenschaften von Aktivkohlen verschiedener Typen (Merck, Sorte WL, Sorte R-4, Cohle, Calgon, HydrafFin D40, Filtrasorb 400) untersucht. Die Experimente wurden in einem Durchfließsystem bei einer Flächenbelastung von 0,0018 m 3 • h~ 1 und einer anfanglichen Nitratkonzentration von 120 g • m~ 3 durchgeführt. Laut der Ergebnisse erwiesen sich die Nitratadsorptionseigenschaften von Filtrasorb 400 als die besten (Bild I). In dem für die Nitratbeseitigungstechnologien wichtigsten Bereich der anfanglichen Nitratkonzentration von 80 bis 130 g • m~ 3 lag die Adsorptionskapazität von Filtrasorb 400 im Bereich von 2,75 bis 3,5 g NO3/kg Aktivkohle. Dieser Wertebereich liegt zwar um eine Größenordnung unter demjenigen der für Nitrat selektiven anionaustauschenden Kunstharze, doch kann er noch immer als bedeutend bezeichnet werden. Die Zeit des Zustandekommens des Adsorptionsgleichgewichtes wurde im Bereich von 1 bis 180 Min sowie im anfänglichen Nitratkonzentrations-Bereich von 32 bis 208 g m3, mittels diskontinuierlicher Experimente untersucht. Es wurde festgestellt, daß das Adsorptionsgleichgewicht sich nach einer Kontaktzeit von 20 bis 30 Min einstellt (Bild 2). Für die Beschreibung der Nitratadsorption von Filtrasorb 400 erwies sich die Freundlich'sche Isotherme (Gl. (2)) als geeignet. Von den in der Gleichung der Isotherme stehenden Konstanten war der Wert von £ = 0,312, derjenige von l/n = 0,614 (r = 0,985). Die gemessenen spezifischen Nitratadsorptions-Kapazitäten stimmten mit den aufgrund der Isotherme berechneten Werten gut überein (Tabelle I). Mittels Eluation konnte mit destilliertem Wasser lediglich 6-8%, mit HydrasinSulfat aber 70-90% der nitratbindeneden Kapazität der Aktivkohle regeneriert werden. Das Hydrasin-Sulfat erwies sich als unzulängliches Reduktionsmittel bei der Nitratreduktion auf Aktivkohle. Die Ergebnisse der Experimente weisen darauf hin, daß die beiden biologischen Denitrifikationsverfahren gebrauchte Aktivkohle nicht nur Träger der Bakterien ist, sondern dank ihrer Nitratadsorptionsfähigkeit den Denitrifikationsprozess auch beschleunigen kann. Da an der Oberfläche der Aktivkohle infloge der Nitratadsorption eine bedeutende Erhöhung der Flächenkonzentration erzielt werden kann, kann dies im weiteren, mit Hilfe eines geigncten Reduktionsmittels, eine chemische Nitratreduktion ermöglichen. Dementsprechend ist die nächste Aufgabe der Forschung: ein entsprechendes Reduktionsmittel auszuwählen.
