Hidrológiai Közlöny 1984 (64. évfolyam)
3. szám - Dr. Öllős Géza–dr. Kollár György: A derítés tervezésének elméleti alapjai
Dr. öllős G.— dr. Kollár Gy.: A derítés tervezése Hidrológiai Közlöny 1984. 3. sz. 139 A SOj- koncentráció növelésekor elérkezünk olyan pontig, ahol a flokkuláoió hatékonysága többé nem maximális az EM=0 szomszédságában, hanem a hatékonyság korlátlanul nő, amint az Al-koncentráció nő. Az ábrán a kritikus szulfát koncentráció (a III. és IV. zóna közötti határvonal) kb. 10" 4 mol, mind sziliciumdioxid, mind kaolin szuszpenzióra vonatkozólag. Itt jegyezzük meg, hogy a különböző anionok alumínium (III) és egyéb hidrolizáló fémek csapadékképződésére gyakorolt hatására ( Thomas et al. 1931; Pokras 1956) vonatkozó kutatások azt mutatják, hogy azok — az oldat pH-ját, — az alumíniumcsapadék formáját és sajátosságát, és —- a maximális csapadékképződéshez tartozó pH-át jelentősen befolyásolják. Az alumínium (III) komplexek stabilitási befolyásolási sorrendje: Oxalat < szulfát <klorid < bromid -c nitrát -c jodid. A vizes alumínium oldódási sebessége a különböző savakban szintén a befolyásolási sorrend szerint alakul, kivéve hogy a foszforsav az oxálsavnál is erősebb hatású. Az alumínium (III) komplex stabilitása attól is függ, hogv az anion a csapadékba beépült vagy azt a hidroxid ion kiszorította. Az alumínium hidroxid szolok keletkezését — a hőmérséklet és — az oldat kora is markánsan befolyásolja. 11. Fém-hidroxo-komplexek képződése Fe(IIÍ) esetében Az előző fejezetekben az alumíniumsó alkalmazásakor keletkező hidrolízistermékekkel, illetőleg azok derítésmechanizmusban betöltött szerepével foglalkoztunk. Teljesen hasonló a mechanizmus az Fe(III), tehát a vassó esetében is. Anélkül, hogy ennek a mechanizmusnak a részleteit is áttekintenénk, jelen tanulmányunkban csupán az Fe(III)-hoz tartozó fém-hidroxo-komplexek keletkezési folyamatát mutatjuk be (Snoeyink, Jenkins. 1980): Fe(H 20)3+ + OH- =Fe(H 20) 5(0H)* + + H 20 (23) Fe(H.,0) 5(0H) 2 + + OH- ^Fe(H aO) 4(OH)+ + + H 20 (24) Fe(H 20) 4(0H) + + OH- ^Fe(H 20) 3(0H)°(aq) (25) Fe(H 20) 3(0H)° (aq) + + 0H-^Fe(H o0),(0H)- + H 20 (26) 4 Ezekből a reakció-egyenletekből a ligandumokat általában elhagyják, így az Fe(H 20) 5(0H) 2 + helyett Fe(OH) 2 +, az Fe(H 20) 4(0H) 2+ helyett Fe(OH) 2+, az Fe(H 20) 3(0H) 3° helyett a semleges töltésű JFe(0H) 3, az Fe(H 20U0H)7" helyett az Fe(OH)r forma alkalmazása szokásos. 12. összefoglalás A tanulmány, amely elsősorban a szakirodalom kritikai elemzésén ill. néhány hazai vízműben (Lázbérc, Lábatlan, Fővárosi Vízművek, KFCS vízkivételi mű) lefolytatott kutatási tapasztalatainkon épül fel, a következőkre mutat rá: 1. A derítés folyamata rendkívül bonyolult, a vízellátás-szennyvíztisztításhoz ez a folyamat egyszerűsített formában vehető csak figyelembe. 2. Ahhoz azonban, hogy az egyszerűsítés okszerű lehessen, a megfelelő folyamatmechanizmusok elméleti alapjait ismerni és alkalmazni kell. 3. A koaguláció és a restabilizáció jelentkezési feltételeit és formáit a derítés hatékonyságának biztosítása érdekében a pH és az adagolt alumíniumszulfát koncentráció, valamint a lebegőanyagkoncentráció egyidejű figyelembevételével kell megtervezni. 4. Mindenkor szem előtt kell tartani, hogy a hatékony, gyors, nagyméretű, az üzemelési kívánalmaknak megfelelő mértékű és sajátosságú pelyhek képzése csak optimalizált pH-alumíniumszulfát koncentráció értéktartományban lehetséges. 5. Ennek elérése és biztosítása céljából a nyersvíz minősége (elsősorban lebegőanyag-koncentráció) és a derítőrendszer folyamatai között rendszerelméleti kapcsolatra van szükség. A derítő csak megfelelő input adagok alapján tervezhető és üzemeltethető. Ennek az inputnak a szerepét bizonyos mértékig egyszerűsíteni kell. Az egyszerűsítés lehetséges és célszerű mértékét az egyedi tisztításokra külön-külön kell meghatározni. 6. A vegyszerbekeverés tervezéséhez a stabilitáshatár diagram jelenti az elméleti alapot. Ennek a pehelyképződés szempontjából optimális tartományát kell alkalmazni. A vegyszerbekeveréskor a Ot szerepe ma már egyértelműen kirajzolódik: a) A pehelyképződés szempontjából optimális pH.-alumíniumszulfát koncentráció zónában, mint a 14 a—b. ábra bizonyítja, a 01 szerepekevésbé lényeges, ezért a szóbanforgó üzemelési esetekben ezt a kérdést elsősorban energetikai szempontból célszerű tisztázni. b) A restabilizáció-zónájában. ha az átmenetileg uralkoelóvá válik valamely vegyszer!>ekeverő berendezésben, a derítőrendszer üzeme a Ot paraméter változatával számottevően nem befolyásolható. Ezért a restabilizáció-zóna keletkezési feltételeit mindenképpen meg kell akadályozni. 1. A vegyszerbekeverés, ill. a pelyhesedés folyamatának ellenőrzéséhez megfelelő analitikai módszerek és irányítástechnika szükséges. A tisztítórendszerekben a megoldások szintje a tisztított víz minőségével szemben támasztott igényeknek megfelelően választandó meg. 8. Végső soron a derítőrendszer tervezése és üzemeltetése terén a dinamikus modellek szemléletét az eddiginél fokozottabban és következetesebben kell érvényesíteni. 9. Az elméleti alapok alkalmazásakor arra meszszemenően gondolni kell, hogy a) a víz szennyezett, a szennyezőanyagok mennyisége, fajtái, egymáshoz való aránya folyamatosan változik (példa: 1—3. kép), b) már a derítés előtt többféle oxidáltató anyag (pl. 0 3, bizemyos mennyiségű Cl 2, KMn0 4) adagolására kerülhet sor, c) az időszakos íz-szaganyagok, mikroszennyezőanyagok mennyiségének csökkentése céljából, az adszorpció növelése céljából egyes esetekben aktívszén-port adagolunk, d) egyes esetekben a pehelyképződés, ill. a pelyhek hatékonyabb iilepíthetősége céljából bentonitot adagolunk (cykloflokkderítő),
