Hidrológiai Közlöny 1981 (61. évfolyam)
8. szám - Dr. Benedek Pál–Licskó István–Uzarovicz Roman: Szervetlen mikroszennyezők eltávolításának lehetőségei a szennyvíztisztításban
Dr. Benedek P.—Licskó 1.—Uzarowicz R.: Szervetlen morfológiája, ülepíthetősége, szűrhetősége a kezdeti nehézfém-koncentrációtól és a jelenlévő szerves vegyületek jellegétől függ. Az oldott állapotú nehézfém ilyen átalakulását szilárd anyaggá, spontán kicsapódásnak nevezzük. A legtöbb esetben a spontán kicsapódás nem tudja biztosítani a kívánt nehézfém eltávolítást. Ebben az esetben olyan anyagokat kell a vízbe juttatnunk, melyek a spontán kicsapódás során lejátszódó kémiai reakciók egyensúlyi viszonyait a szilárdanyag-képződés irányába tolják el. így elérhető, hogy — a kezdeti nehézfém-koncentrációkra vonatkoztatva — oldott állapotban nagyon kis mennyiségek maradjanak. Ezt a folyamatot nevezzük kémiai kicsapatásnak. Sok esetben a kémiai kicsapatás során keletkező nehézfém tartalmú szilárd anyag olyan morfológiával jelenik meg, mely alkalmatlan a szilárdfolyadék fázisszétválasztásra. Ekkor koagulációt kell létrehoznunk, hogy megszűntessük a kémiai -kicsapatás során kialakult kolloid-diszperz rendszer stabilitását. Ez vonatkozik arra az esetre is, amikor szerves szennyező anyagok stabilizálják a kialakult kolloid diszperziót. Elegendő Mg 2 + jelenlétében lúgos közegben nehézfém eltávolításnál a lúgadagolás okozza a kémiai kicsapatást és a koagulációt is. Hatékony nehézfém eltávolítást csak abban az esetben érhetünk el, ha az utóbbi két folyamat (kémiai kicsapatás, koaguláció) lejátszódását biztosítjuk. pH >10,0 esetében elegendő Mg 2 + jelenlétében, a frissen képződő Mg(OH) 2 segítségével hatásos koaguláció érhető el. A 8,0—9,0 pH tartományban a nehézfém eltávolítás a fém anyagi minőségétől, koncentrációjától, kolloid-stabilizáló anyagok jelenlététől nagymértékben függ. pH =11,0 környezetében az említett jellemzők hatása a (függőség) elegendő Mg 2 + jelenlétében megszűnik. Kísérleteink során a pH növelését NaOH adagolásával oldottuk meg. A kedvező kísérleti eredmények arra utalnak, hogy a meszes szennyvízkezelés során a mész szerepe kizárólag a pH növelésére korlátozódik (kivétel a foszfát eltávolítás folyamata) [17], 2. Központi (városi) szennyvíztisztító-telepen elérhető nehézfém-eltávolítás A külföldi irodalom, Mytclka és társai New York, New Jersey és Connecticut államok szennyvíztelepein a befolyó vízben 10—20 mg/l nagyságrendben is mértek rezet és cinket [18]. Általában azonban a nehézfémeknek 1 mg/l-nél kisebb volt a koncentrációjuk. Megállapították, hogy nem megfelelő előkezelés (forráskontrol) esetén a nehézfém tartalmú szennyvizek rontják a biológiai szennyvíztisztítás hatékonyságát. Olivér és Casgrove az előzőkhöz hasonlóan városi szennyvíztisztító telepre befolyó szennyvízben kis koncentrációban találtak nehézfémeket. Vizsgálták az egyes nehézfémek esetében az oldott és szilárd fázis arányát is [19]. Véleményük szerint a nehézfém eltávolítás hatásfoka a biológiai szennyHidrológiai Közlöny 1981. 8. sz. 349 víztisztítás folyamán az oldott-szilárd aránytól jelentős mértékben függ. Ha a befolyó vízben hirtelen megnőtt a nehézfémek koncentrációja, romlott a biok'>giai tisztítás hatásfoka. A nehézfémek az eleven iszapban halmozéxltak fel. A nehézfémeket tartalmazó iszap kezelése nehézségekbe ütközött. Javasolják, hogy lökésszerű nehézfém terhelések esetén az előülepítő elé meszet adagoljanak a szennyvíztelepeken, mert így már az előülepítőben megfogható a nehézfém szennyezés. Port azt javasolja, hogy fölös eleveniszapot adagoljanak az előülepítő előtt a nehézfémek eltávolítására [20]. Kísérletei szerint az eleven iszap nagyon jól adszorbeálja a nehézfémeket, de fél óránál hosszabb kontakt idő már a deszorpciónak kedvez. 1,5 g/l-es eleveniszap-koncentráció mellett 90—95%-os réz és kadmium eltávolítást ért el. Erre az adszorpciós első lépcsővel kombinált eleven iszapos eljárásra máshol még visszatérünk. Spatzierer a Blumenthal-i szennyvíztelepen végzett vizsgálatai során 60—80%-os Cr, Cu, Pb és Zn, valamint 25%-os Cd és Ni eltávolítást mért [21], Az eleveniszapban való nehézfém felhamozódás szoros kapcsolatban volt a telepre érkező szennyvíz nehézfém-koncentrációjával. Kobari és Annaka egy szennyvíztelepen a nehézfémek anyagmérlegét tanulmányozták [22]. Megállapították, hogy a befolyó szennyvíz nehézfém-koncentrációja szoros kapcsolatban van az iszap nehézfémfelhalmozásának mértékével. A nehézfémek felhalmozási koefficiense (anyagi minőségtől függetlenül!) 10 4. Á nehézfémek anyagmérlegének tanulmányozása során azt találták, hogy a befolyó szennyvízben található nehézfémeknek csaknem 100%-a az eleveniszaphoz kötődik, tehát a szilárd fázisba kerül. A nehézfémek az eleveniszaphoz kötődve cirkulálnak a levegőztető medence és az utóülepítő között. Barth és társai rézhoz adaptált eleveniszapot használtak kísérleteikhez, és 0,4—25 mg/l rézkoncentrációk mellett 0—7% közötti hatásfokcsökkenést mértek BOI 5-ben a biológiai tisztítási folyamat során [23], CuS0 4 és CuCN oldatok formájában adagoltak rezet a kísérleti keverékekhez, és megállapították, hogy az anionok minősége és a réz oxidációs száma (vegyértéke) nem befolyásolta a biológiai tisztítás hatékonyságát. Modellkísérleteik során azt tapasztalták, hogy a réz eltávolítás hatásfoka 50—80% között változott, és a tisztított vízben visszamaradó réz 25—75%-a oldott állapotú volt. További kísérleteik alkalmával megállapították, hogy 2,5—20 mg/l cinkkoncentráció mellett csak 2%-os hatásfokcsökkenés lép fel a biológiai tisztítás közben, ezzel egyidejűleg a cink eltávolítás 75—90%-os volt. Neufeld és Hermann laboratóriumi kísérletekben vizsgálták a Hg, Cd és Zn hatását az eleveniszapos szennyvíztisztításra [24]. Megállapították, hogy a nehézfémok adszorpciója az eleveniszapon gyorsan megtörténik, és három órás kontakt idő után egyensúly alakul ki. A nehézfémek felhalmozódási koefficiense 4 •10 3—10 4 között változott. Az eleveniszap nehézfémmegkötő-képessége a Hg—Cd—Zn sorrendben csökken. A szerzők szerint a
