Hidrológiai Közlöny 1981 (61. évfolyam)

4. szám - Dr. Benedek Pál–Dr. Bulkai László: Víztisztítási eljárások hatásossága a szerves mikroszennyezők eltávolítása szempontjából

Dr. Benedek P.—dr. Bulkai L.: Víztisztítási eljárások Hidrológiai Közlöny 1981. 4. sz. 171 tüntettük, amire még később visszatérünk. A táblázat első csoportjába tartozó íz- ós szaghatású vegyületekkel áltdában semmi gond nincs, jól adszorbeálódnak a szénhez. Ezért rögtön rátérünk a második csoportra, amslybe a főbb mikroszenvnyezők tartoznak. Számos mikroszennyezőként ismert szerves vegyület aktívszénen való adszorpciójának hatékonyságát mutatja a 4. ábra, Suffet nyomán [20]. Ha nagy az egyensúlyi koncentráció (a vegyület jó adszorpciós képességétől függően) az izoterma dőlése kicsiny. Csökkenő egyensúlyi koncentrációval az izoterma dőlése l-hez közelít, ami a Henry féle adszorpciós törvénynek felel meg [31]. Rosszul adszorbeálódó vegyületek magas egyensúlyi koncentrációnál mutatnak fel 11 -dőlésű izotermát (pl. urea), míg a valamivel jobban adszorbeálódóak, kisebb egyensúlyi koncentrációnál (pl. kloroform). Azok a,,kellemes" vegyületek, amelyek széles tartományban is kicsiny dőlési izotermával rendelkeznek (pl. 2,4,6-triklorfenol). Fenti ábrából következik, hogy minél kisebb koncentrációban van jelen a mikroszennvező (,ug/l vagy ng/1) annál nagyobb szénporadagra vagy szénszűrőn való kontaktidőre van szükség vízből való kivonásukhoz. A nehezen oldódó többgyűrűs aromás szénhidrogének (PAH) közül néhány rákkeltő, ezért a vízben potenciális veszélyt jelent. Szerencsére hidrofób tulajdonságaik miatt az aktívszénen jól adszorbeálódnak. Korábban feltételezték, hogy a PAH vegyületek a humin anyagokhoz kötődnek és ez csökkenő adszorpciós tulajdonsághoz vezet. Ez azonban nem igazolódott be. A fenolok elsősorban a klórral képeznek alacsony küszöbértékű (kis koncentrációban is észlelhető) íz- és szaghatást okozó vegyületeket. Minél több a klórfenol vegyületben a szubsztituált klór, annál élénkebben adszorbeálja a vegyületet az aktívszén (lásd 4. ábrát). A koncentráció jUg/dm

3 szintre, tehát az íz-küszöb alá csökkenthető. Meg kell azonban említeni, hogy a diklórfenol és triklórfenol adszorpciója pH függő, továbbá a prekurzorok, mint pl. a fulvinsav zavarják, csökkentik a klórfenolok adszorpcióját. A Fővárosi Vízművek víztechnológusai (BozzaynéBukovszky—Franczia) is végeztek aktívszenes kísérleteket a felszíni vízműben tisztított Duna-vízzel [33], Többféle aktívszén granulátum közül a Filtrasorb 400ast találták minden szempontból a legmegfelelőbbnek. Az ezzel töltött oszlopon átfolyt vízben vizsgálták a KOIpj, a fenolok, anionaktiv detergensek, a szag ós az íz csökkentésének hatásosságát. Az átlagosan 4 mg/l-es ráfolyó KOI-érték mellett a kezdeti kitűnő hatásfok egy hónap után 50% alá csökkent, majd mintegy fél éves üzem után süllyedt 30% alá, amely már a reaktiválás szükségességét jelenti. Ugyanakkor a fenolok, detergensek tekintetében elfogadható volt félévi üzem után is a hatásosság. íz ós szag vonatkozásában pedig megmutatkozott, az a külföldön is észlelt jelenség, hogy az eltávolítás egy éves üzem után is kitűnő. Feltehetően ez a biológiai tevékenységnek tudható be. A vizsgálatok során az is bebizonyosodott, hogy a hatásfok nem teljesen független a ráfolyó víz minőségétől. A peszticidek jól adszorbeálódnak az aktívszénen. A klórozott szénhidrogének közül az aromások (pl. o-diklórbenzén) az elsők az adszorpciós Megjegyzés: a - (d/j-n-butil-ftnlát b - bis 2-klór-etil-éter c - Dimetil-ftolót d - Dibróm-klór-metán sorrendben, ezeket követik az alifások (pl. hexaklórbutadién). A leggyengébben adszorbeálódó peszticidek közé az oxigén tartalmú szerves klórvegyületek tartoznak [30, 32], Itt egy kis kitérőt kell tennünk, mivel peszticidek aktívszenes adszorpciójánál ún. „kromatografikus hatást" is megfigyeltek és ezt a jelenséget röviden elemezni szeretnénk, az előbbi ún. ,,kompetitív hatással" együ-tt. A 3. ábra kapcsán említett dinamikus egyensúlyi állapot komplikálttá teszi a sok különböző vegyület különböző adszorpciós képessége és változó koncentrációja. Még ha a vegyületek nem is versenyeznek egymással, egy-egy vegyülöt érkező koncentrációjának csökkenése az elfolyó vízben előálló koncentrációt új egyensúlyi állapot felé tolja el. Előfordulhat, hogy az aktívszén oszlopból elfolyó vízben nagyobb lesz egy-egy vegyület koncentrációja, mint az éppen érkező vízben. Végül egy-egy jól adszorbeálódó vegyület — ha váratlanul nagyobb koncentrációban érkezik — képes más, előzőleg adszorbeált, de gyengébb adszorpciós képességű vegyületet „letolni" a szénről és az elfolyó vízbe juttatni [34]. Szerves fém-komplexekben a nehézfémek a szervetlen komplexekhez hasonlóan hosszú ideig stabilak lehetnek, azaz a fémek oldott állapotban maradnak. A szerves fém-komplexekben található nehézfémek eltávolítására két út is kínálkozik. Az egyik lehetőség az, hogy valamilyen erélyes oxidálószerrel elroncsoljuk (pontosabban: megbontjuk) a szerves fémkomplexet. Erre a célra kiválóan alkalmas az ózon, amelyről a következő fejezetben lesz szó. Az oxidációs előkezelésnek (komplexbontásnak) még az az előnye, hogy a többféle vegyértékkel rendelkező fémek ezek után az oxidáltabb formát veszik fel és ennek megfelelően ionos állapotból könnyebben alakulnak át szilárd állapotú anyaggá, mint a redukált formájúak [35]. A másik lehetőség az, hogy aktívszenes adszorpció segítségével távolítjuk el a szerves fémkomplexeket. Az aktívszén nehézfém eltávolító képessége tehát nem közvetlenül, hanem áttételesen, 4. ábra. Néhány szerves mikroszennyező vegyület általános és specifikus izotermája Puc. 4. Oóufue u cnequ(puuHbie U3omepMbi MKomopbix opeaamecKux Mw<:po3azpn3HumeMÜ Fig. 4. General and specific isotherms of somé organic micro polluting compounds