Hidrológiai Közlöny 1992 (72. évfolyam)

5-6. szám - Welther Károly–Rück István–Varga Gyula István: A vas-mangán-ammónia eltávolítás új módszere

WELTHER if., RüCK I., VARGA GY. I.: A vas—mangán—ammónia eltávolítás 281 Áramlási felület: Betáplálási sebesség: 6,15 cm

3 100 cm

3/h. Katalizátor Jel. Koncentráció, mg/1 Be Ki 1/1 1/5 WRV—1 Mn 158 76 0,12 Fe 88 0,03 WRV—2 Mn 64 60 1,8 Fo 30 0,40 0,03 IV/3 WRV—4 Mn 26 10 0,2 Fe 12 10 0,1 WRV—6 Mnl 26 12,6 Fe J 12 0,1 ogyütt I ÍJ s 1 fo.yadekiQ-Wy 2 szivattyú 3 rotanét»r t, töltet 5 csiszolt aap 6 mintavevő csap Az előkísérletek alapján a WRV típusú katalizátorok oxigénátviteli aktivitást mutatnak. Az aktivitás statikus rendszerben külön Fe(II) és külön Mn(II) vegyületek jelenlétében fennáll, együttes jelenlét esetén ennek igazolása külön vizsgálatot igényel. 2.2. Katalizátor vizsgálat áramló rendszerben Az oxidációs vizsgálatok elvégzéséhez az 1. ábrán látható kapcsolást alakítottuk ki. A polietilén folyadéktartály 20 1 modell-vizet tartalmazott, melyet folyamatos mennyiségmérés után folyadékfelszín alatt bevezetve csörgedeztettünk át a tölteten. A töltettartó oszlop átmérője 50 mm, magassága 550 mm volt. A modellvíz áramlását műanyag lapátos keringtető szivattyú tartotta fenn. Az analitikai vizsgálatokhoz a bejelölt mintavételi helyeken 25 ml térfogatú mintákat vettünk. A modellvíz hőmérsékletét és oxigén koncentrációját a folyadéktartályban mértük. A levegőt a folyadéktartály aljára vezettük be 2 cm átmérőjű üvegfritt lezárású pipán keresztül 300 l/h sebességgel 3 percen át. A három kiválasztott töltet vizsgálati eredményeit a 2. ábra szemlélteti. A vizsgálatsorozatba bevont töltetek jelzése : 1. 200 ml C-jelű referencia töltet. 2. 200 ml WRC-jelű katalizátor (használatlan). 3. 200 ml WRV—4 jelű katalizátor (használatlan). 4. 100 ml WRV—1 jelű katalizátor (az előkísérletek során Fe(II) oxidációra használt). Az ábrán a levegő bevezetését függőleges nyíllal jelöltük. A vizsgálat kezdetén beállított Mn(II) koncentrációt a 0 időhöz tartozó vékony vízszintes vonallal jelöltük. Lineáris sebesség: lOm/h Betáplálási sebesség: 20 l/h A szivattyúzás hatására a víz hőmérséklete a laborhőmérsékletről (22 °C) esetenként 34 °C hőmérsékletre emelkedett. A minták pH-ja a kezdeti közel semleges 7,85—8,00 értékről 8,20—8,25 pH /. ábra. Laboratóriumi berendezés kapcsolási rajza 1. folyadóktartálv, 2. szivattyú, 3. rotainóter, 4. töltet, 5. csiszolt csap, 6. mintavevő csap értékre növekedett. A víz oxigén tartalmát a hőmérséklet ingadozása ellenére igyekeztünk állandó értéken (22 °C-on 70%) tartani. Megállapítottuk, hogy az előzőekben leírt levegő-bevezetés a Mn(II) oxidáció szempontjából önmagában hatástalan. Amennyiben a levegő bevezetést tárolás követte a Mn(II) koncentráció nem változott. Az egyes mérési adatokat összekötő vékony vonalak a modellvíz tárolását jelentik. A mangánkoncentráció változását a tárolási időket nem tartalmazó „műveleti idő" függvényében a 3., 4. és 5. ábrákon mutatjuk be. Mindhárom ábrán jól megfigyelhető a szűrés hatása, ezért a mintaként kivett modellvizet soha nem töltöttük vissza a rendszerbe. A C és a WRC jelű tölteteken a kezdeti gyors Mn(II) koncentráció csökkenést követően kromatográfiás jelenségek mutatkoztak, azaz látható, hogy az átmeneti csökkenést adszorpció okozza. A C-jelű tölteten 1—1,4 mg/l a WRC—7 jelű tölteten 0,4—0,9 mg/l mangán koncentráció érhető el. A WRV—4 töltethez hozzáadott „használt" WRV—1 jelű töltet a Mn(II) eltávolítás szempontjából hatástalannak bizonyult, azaz statikus Fe(II) oxidációjára használt töltet Mn(II) oxidációjára többé nem aktív. A tölteten visszaoldódást nem tapasztaltunk. 1,2 óra műveleti időnél a mangán koncentráció: 0,2 mg/l értéke mellett a kísérletet abbahagytuk, mivel a modellvíz mennyisége annyira lecsökkent, hogy a töltet borítottságát nem tudtuk fenntartani. 2.3. Vizsgálatok vas és mangán egyidejű eltávolítására A vizsgálatokat az 1. ábrán bemutatott elrendezés mellett végeztük. A kiindulási modell-víz lápivíz: hálózati ivóvíz 1 : 10 arányú keverékébe bemért ~ 3 mg/l vas és ~ 3 mg/l mangán szennyezést tartalmazott. A vizsgálatokba bevont töltetek: WRC 200 ml a III. pontban ismertetett vizsgálatoknál használt, C 200 ml a III. pontban ismertetett vizsgálatoknál használt, WRV—1 jelű töltet 100 ml, a II. pont szerinti statikus Fe(Il) oxidációnál használt, WRV—4 jelű töltet 200 ml, a III. pont szerinti vizsgálatoknál használt, WRV—10 jelű töltet 200 ml nem értékelt elő-