186451. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés vizek ammónia és/vagynitrát tartalmának eltávolítására
3 186451 4 A találmány tárgya: Eljárás és berendezés vizek (felszíni-, felszín alatti és szennyvizek) ammónia és/vagy nitrát tartalmának eltávolítására. Szennyvizekből az ammónia eltávolítására többféle módszert alkalmaznak. Ismerünk fizikai (kilevegóztetéses), fizikai-kémiai (ioncserés), és biológiai (nitrifikációs) módszereket egyaránt. Az elsőnek nagy hátránya, hogy rendkívül energiaigényes a több ezerszeres levegó/víz arány miatt, továbbá fagyérzékenysége miatt csak bizonyos klímaviszonyok között alkalmazható. Hátránya még, hogy a szennyvíz ammónia tartalmát a levegőbe vezeti, tehát a vízszennyezésből légszennyezést okoz. Az ammónia visszanyerése, mint arról beszámol TRULSSON, S. G.: Ammonia recovery from wastewaters (J. WPCF. 51.k. 10. sz. 1979.) tovább növeli a költségeket. A biológiai nitrifikáció előnye ezzel szemben, hogy a szennyvíz ammóniáját nitráttá, alakítja, tehát valóban megszünteti az ammónia tartalmat anélkül, hogy azt más közegbe vinné ót. Ezzel szemben a végtermék nitrát, ami szintén nem kívánatos anyag az élővizekben, mivel másodlagos szennyezéshez vezet. A felszíni vizekből és az ivóvizekből az utóbbi időben zeolittal, illetve annak egyik fajtájával, klinoptilolittal is végeznek ammónia eltávolítást. Az eljárás a klinoptilolit szelektív ioncserélő tulajdonságán alapul. Erről ír JORGENSEN, S. E.: Equilibrium and capacity data of clinoptilolite (Water Research, 13.k. 2.SZ. 1979.) cikkében. Problémát jelent, hogy az ioncserélő regenerálásakor viszonylag nagy mennyiségű, tömény ammónia tartalmú oldat keletkezik, amelynek kezelése, elhelyezése nehézkes. Nitrifikáló baktériumokkal történő regenerálásra ad elképzelést SEMMENS, M. J.: Nitrogén removal by ion exchange: biological regeneration of clinoptilolite (J. WPCF. 49.k. 12.sz. 1977.) c. tanulmányában. Ismeretes fizikai-kémiai módszer az ivóvizek ammónia tartalmának eltávolítására a törésponti klórozás és ezt követő aktívszenes adszorpció. A módszer előnyösen alkalmazható nagy szervesanyag (pl. huminsav) tartalmú vizek kezelésére, mivel az aktivszén ezt is eltávolítja. E módszer reakciókinetikai leírását ismerteti KIM, B. R.: Removal of dicloramine and ammonia by granular carbon. (J. WPCF. 50. k. l.sz. 1980.) Hátránya az eljárásnak nagy üzemköltsége, mivel az ammónia klóraminná alakítása közel 10-szeres mennyiségű klór adagolást igényel. Nitrát eltávolításra szennyvízből leggyakrabban alkalmazott, közismert eljárás a biológiai denitrifikáció. Előnye az olcsósága és az egyszerű üzemvitele. Egészségre ártalmatlan szénforrás adagolásával az eljárás ivóvízre is alkalmazható. Hátránya azonban az eljárásnak, hogy a nitrát eltávolítást baktériumok végzik, anaerob körülmények között. Ilyen körülmények között pedig az erősen mérgező patogen baktériumok megjelenésének veszélye fokozottan fennáll. Egy további ismert eljárás szerint a nitrát eltávolítását ivóvíz esetében szelektív ioncserélőkkel végzik. A műgyanta alapú ioncserélő többsége azonban egészségügyileg kifogásolható. Nehézségei. jelent, hogy a gyanták szelektivitása nein egyértelmű, ezért pl. nagy szulfát tartalmú vizek esetén az eljárás nagyon költséges. SCHOLZE, C.: Die Nitratelimination in der Trinkwasseraufbereitung(Acta Hydrochim. Hidrobiol. 6.k 5.sz. 1978.) A klorid ciklusban dolgozó eljárások nem kívánatos módon növelik a víz klorid tartalmát. Mindezeken túlmenően nagy problémát jelent a regenerálás, illetve a regenerétum kezelése, elhelyezése. Ismert eljárás, hogy a vizek nitrát tartalma eltávolítható fordított ozmózissal is, azonban ez a módszer rendkívül energiaigényes, drága. A költségeket külön emeli az, hogy a nitrát eltávolítás hatásfoka a domináló ionok közül a nitrátra a legkisebb. Alkalmazása csak különleges esetekben jöhet számításba. A találmány célja, olyan megoldás szolgáltatása, amely vizek ammónia és/vagy nitrát tartalmának eltávolítására kisebb beruházási és üzemeltetési költség mellett nagyobb hatásfokot biztosít, amelynek során nem jut a fogyasztóhoz egészségre káros szervesanyag, az eljárást megvalósító berendezés pedig könnyen kivitelezhető. A találmány alapja az a felismerés, hogy a vizek ammónia és/vagy nitrát tartalmát a hutáén szempontból nem patogén alacsonyabb rendű élő gombák (továbbiakban: gombák) saját sejtjeikbe beépítik, továbbá, hogy a gombatenyészet az ammónia és/vagy nitrát tartalmat a baktériumok lebontási sebességénél több mint egy nagyságrenddel gyorsabban képes eltávolítani, így az eddig ismert biológiai eljárásokhoz viszonyítva sokkal hatékonyabb. E felismerések alapján felszíni és felszín alatti vizek esetében a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan eljárás segítségével oldottuk meg, amelynek lényege, hogy szemcsés töltetű biológiai reaktorba alacsonyabb rendű, humán szempontból apatogén élő gombaienyészetet (pl. Aspergillus niger, Aspergillus orize) telepítünk és a gombákat nélkülözhetetlen tápanyagok (pl. szén, foszfor) biztosítása mellett aerob körülmények közölt tartjuk. A tisztítandó ammónia és/v&gy nitrát tartalmú felszín alatti, vagy felszíni vizet szükség esetén előülepítjük, majd átvezetjük a biológiai reaktoron. Az ammóniától és/vagy nilráttól mentesített víz lebegóanyag tartalmát utóülepítőben és sr.űrőben, az oldott szerves anyagokat aktivszén adszorberben lávclitjuk el, és a tisztított vizet fertőtlenítjük (pl. klórozzuk). 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
