A Magyar Hidrológiai Társaság XXIV. Országos Vándorgyűlése (Pécs, 2006. július 5-6.)
2. szekció: A VÍZIKÖZMŰVEK HELYZETE - László Balázs, Laky Dóra, BME VKKT: Ammonium eltávolítás ivóvízből természetes eredetű zeolitok felhasználásával - alapozó laboratóriumi kísérletek
Anyag és módszer Kísérleteinkben hazai eredetű, természetes zeolitokat alkalmaztunk, mordenitet és klinoptilolitot, melyeket Mádról szereztünk be. A zeolitot őrölt (szemcseméret: 0,5-2,0 mm), kezeletlen formában használtuk. A vizsgálatokat batch-tesztek alkalmazásával végeztük. Batch kísérleti módszer 700 ml-es Erlenmeyer lombikokba bemértünk ismert mennyiségű (1,0-5,0 g) zeolitot (klinoptilolitot, illetve mordenitet). Erre 500 mL ismert ammónium koncentrációjú modellvizet öntöttünk. (A kísérletekhez a modellvizet budapesti csapvízből, illetve ioncserélt vízből állítottunk elő, ammónium-klorid hozzáadásával.) Az lombikokat rázógépen 300–400 1/min körüli fordulatszámon rázattuk. A fordulatszámot úgy választottuk meg, hogy a bemért zeolit „lebegjen” a folyadékban. A rázatást a 3-30 óra közötti időtartamig folytattuk a különböző kísérletek során. A kísérlet folyamán rendszeres időközönként vízmintát vettünk ammónium mérés céljából. A mintavételek a kísérlet elején gyakrabban majd egyre nagyobb időközönként történtek (általában: 10’, 20’, 30’, 60’, 90’, 120’, 150’, 180’, 240’, 300’, 1440’). (Ahmet et al, 2002, Dimova et al., 1999) A kivett minta mennyisége egységesen 20 mL volt, mely mennyiséget nem pótoltuk vissza. A modellvizek ammóniumion koncentrációja jellemzően 0,5-2,0 mg/L közötti volt, de végeztünk kísérleteket 20 mg/L koncentrációval is. Az ammóniumionok meghatározását az MSZ ISO 7150-1 szerinti fotometriás módszerrel végeztük. Regenerálási kísérleti módszer A regenerálási batch kísérletekhez a zeolitot tömény (1000 mg/L NH 4 + ) ammónium-klorid oldatba áztatva kimerítettük. A kimerített zeolittal a már ismertetett módon batch kísérletet végeztünk úgy, hogy ammóniumion mentes (ioncserélt-, illetve csapvizet) vizet öntöttünk rá. A kísérlet végén mért magas ammóniumion koncentráció jelezte, hogy az egyensúlyi koncentráció beállása során jelentős mennyiségű ammónium deszorbeálódott a zeolitról (tehát ténylegesen kimerült). A regenerálási kísérletek eredményét ehhez a mintához viszonyítva értékeltük. A regenerálást többféle regenerálószerrel végeztük: ~100g/L koncentrációjú NaCl-oldatot, illetve ~130 mg/L szabad aktív klór koncentrációjú hypót (NaOCl) alkalmaztunk. 150 mL regenerálószert öntöttünk a zeolitra, majd 30 percig rázattuk. Ezt követően a regenerálószert leöntöttük és a zeolitot kis mennyiségű ioncserélt vízzel leöblítettük, majd a regenerált zeolittal az előző fejezetben már ismertetett batch kísérletet végeztünk. A pH szabályozásos regenerálás során a zeolitra 150 mL ioncserélt vizet öntöttünk, majd 0,1M NaOH-al a pH 11,5 körüli értékre emeltük, melyet követően 30 perces rázatást alkalmaztunk. Eredmények Ammóniummentesítés Az elérhető minimális ammóniumion koncentráció meghatározásához a batch kísérleteket a szorpciós egyensúlyi koncentráció eléréséig (vagy annak megközelítéséig) folytattuk. Az egyensúlyi koncentráció adja meg az adott körülmények között elérhető legkisebb koncentrációt. 2
