Hidrológiai Közlöny 1983 (63. évfolyam)

8. szám - Dr. Öllős Géza–Dr. Kollár György: A klórozás szerepe, folyamatai, korlátai az ivóvíztisztításban

Hidrológiai Közlöny 1983. 7. sz. 354 A klórozás szerepe, folyamatai, korlátai az ivóvíztisztításban Dil. Ö L L Ő S GÉZA* egyetemi tanár, a műszaki tudományok doktora — DR. KOLIÍ It I! Y ö K (! Y« 1. Az ivóvíztisztítási szemlélet és a klórozás Az ivóvíztisztítási szemlélet az utóbbi évtizedben világszerte egyre inkább a klórozás felé irányul. A szóbajöhető oxidálószerek közül (klórgáz, klórdioxid, monokloramin, ózon, hidrogénperoxid, peroxi-ecetsav) hazánkban a klóros oxidáció terjedt el valamilyen klórvegyület (gáz, hipoklorition, hipoklóros sav) formájában. Ezt a gyakorlatot elsősorban az idézte elő, hogy a klór, jól oldódva, vízelosztó rendszerben tartós baktericid hatású oxidálószer. Előnyei mellett azonban az utóbbi évtizedben egyértelműen bebizonyosodott, hogy a baktericid hatású reakciómechanizmusán túlmenően, azzal párhuzamosan, a vízben egyre inkább jelen levő, vagy képződő különböző redukálóanyagokkal is bonyolult reakciómechanizmust idéz elő. Eközben a már rendszerint jól ismert íz- és szaganyagok, mikroszennyező anyagok mellett egyéb, már az egészségre is fokozottabban káros klórozott vegyületek is keletkeznek. Ez a helyzet a regionális vízellátó rendszerek előtérbe jutásával várhatóan súlyosbodik. Azáltal ugyanis, hogy az ivóvíz hosszabb ideig tartózkodik az elosztó rendszerben, a redukáló anyagok klórozott vegyületekké alakulási folyamata erőteljesebbé, egészségügyi szempontból hátrányossá válik. Ezért az ivóvíz bakteriológiai paraméterei mellett a toxikológiai hatások vizsgálatára fokozódó gondot kell fordítani. A viszonylag tiszta felszíni vizek a fizikai, fizikai-kémiai, kémiai tisztítási műveletek ésszerű rendszerével az egészségügyi követelményeket könnyebben kielégítő módon tisztíthatók. Ilyen esetekben a fő tisztítási műveletek sorrendje általában jól rögzíthető (pl. ülepítés, derítés, gyorsszűrés, fertőtlenítés). Az ilyen tisztító rendszernek (mint minden egyéb tisztító rendszernek is) a szennyezőanyagok spektrumára vonatkozó tisztítóképessége azonban véges. Az ivóvíztisztítás terén általában az jellemző, hogy a technikai és főleg gazdasági okok miatt a már megszokott tisztítórendszerek és tisztítási szemlélet minél további megtartására törekszünk. Közben a nyersvizek vízminőségi paraméterei rendszerint kedvezőtlenebbé válnak. Az ebből származó feszültség következménye, ma már egyre nyilvánvalóbb, hogy egészségügyi természetűvé válik. A szemlélet fejlődése több irányú. Az erősebben szennyezett nyersvizek esetében általában, de nem kizárólagosan a fizikai, fizikai-kémiai, kémiai és a biológiai műveletek összeségéből álló tisztítórendszer tekinthető megoldásnak. Az újszerűség a biológiai folyamatok (pl. a nyersvíz előtározása, lassúszűrő, a talajvízdúsítás, a partiszűrés és bizonyos mértékig az adszorpciós folyamatok hasznosí*Budapesti Műszaki Egyetem. Vízgazdálkodási és Vízépítési Intézet, Budapest. tása poralakú és szemcsés aktívszén révén) tisztítórendszerbeli pozitív szerepének felismerésében rejlik. Jellemző továbbá, hogy a biológiai folyamatok hatékonyságát(bizonyosmértékig)stimuláló műveletekkel is igyekeznek fokozni, pl. elő- és közbenső ózonozás. Mióta Rook (1974) és az utána következő kutatók a klórozás mechanizmusát, a keletkező klórozott vegyületek, ezek között is különösen a triklórmetán (kloroform) keletkezését bizonyította, az ivóvíztisztítás terén a világon az egészségügyet valóban velejében érintő kérdések jelentkeznek. Ilyenek például: — a tisztítási folyamatok mechanizmusainak részletesebb feltárása iránti igény, — a fejlettebb méréstechnika (vízanalitika), annak megfelelő területi elterjedése, — a valóban szükséges vízanalitikai programok felismerése és érvényre juttatása. Annak érdekében, hogy a klórozott vegyületek, mint ivóvízellátási probléma, jelenlegi hazai súlyát, változásának mértékét, a jövőben esetleg várható veszélyhelyzeteket mindenkor mértékadóan ismerhessük fel és ítélhessük meg, a jövőben már rendszeres, céltudatos tájékoztató, ill. ellenőrző vizsgálatok beiktatására is kell gondolni. A tanulmányban elsősorban a klórgázzal (Cl

2) végzett oxidálás időszerű, a jövő ivóvíztisztítási szemléletét és gyakorlatát alapvetően érintő feladataival foglalkozunk. A tanulmány szemléletének kialakításához elsősorban Rook. (1974), Bellar et. al. (1974), Sybrandi et. al. (1978), Saunier (1970), Stevens (1976), Borneff (1980), Singer et. al. (1980), Kruithof et. al. (198Í, 1982), Csanády-Deák (1978), Gsanády-Kárpáti (1981), Colthurst et. al. (1982), Dore et. al. (1982). tanulmányait, valamint a Budapesti Műszaki Egyetemen elhangzott előadásokat [Ötlős, (1982)] vettük alapul. 2. A trihaloinetán vegyületek eredete A kutatók és a vízműveket üzemeltető szakemberek, egyre több helyen figyelnek fel arra, hogy még ha a felszíni vizekben és számos esetben a felszín alatti vizekben a kloroform ós egyéb trihaloinetán (THM) vegyületek koncentrációja zérus vagy csak jelentéktelen, addig a koncentráció a tisztított ivóvízben már számottevő lehet, esetleg egészségügyi szempontból is gondot okozó. Ennek a jelenségnek az oka egyértelműen a klórgáz (Cl

2) fertőtlenítő szerként való alkalmazásában gyökerezik. Ma már a THM-vegyületek kisebbnagyobb mennyisége szinte minden ivóvízben jelen van. A THM-vegyületek keletkezésének fő okai: a szabad vagy a kötött klór reakcióba lép — a természetes humin-savakkal, — a természetes fulvin-savakkal, — egyéb szerves THM-képző pre kurzorokkal, és -— az élő szervezetek anyagcseretermékeivel, ill. elhalt sejtanyagaival. A keletkező THM-vegyületek a szerves halogénezet t vegyületek, a metán származékai (1. ábra). Keletkezésük során a metán (CH

4) négy hidrogénatomjából hármat három atom klór, egyidejűleg bróm és két klór