188992. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés mélyrétegi vizek arzén, vas, mangán, ammónia és szerves szennyezőinek eltávolítására
1 188 992 2 A találmány tárgya olyan berendezés és eljárás, amellyel nyersvizek káros szennyezőit — így főként arzént, liuminsavakat - egyetlen üzemelési folyamatban a megengedett koncentrációs érték alá lehet csökkenteni és ezáltal a vizet fogyasztásra alkalmassá lehet tenni. Egy jellegzetes felhasználási' területként a mélyfúrással felszínre hozott ún. mélyrétegi vizek kezelését jelöljük meg. Ismeretes, hogy a ritkuló jóminőségű vízkészlet fogyásával egyre több mélyfúrásos kútvizet kell felszínre hozni, mely vizek kellemetlen szennyezőinek eltávolítása igen nehéz. Főként az egyre inkább előforduló arzén és huminsavak eltávolítása, valamint az ismert eljárásoknál képződő és a szűrőréteget eltömő vas/mangán-hidroxid iszap keletkezése — mely a folyamatos üzemet gátolja — okoznak súlyos nehézségeket. A jelenlegi berendezések általában a főként kis mélységből felszínre hozott vizek jellegzetes szennyezőinek eltávolítására alkalmasak és ezért a mai egyre mélyebbről nyert és igen változatos összetételű vizek kezelését már nehezen látják el; ezenkívül az egyre inkább megjelenő szerves eredetű szennyezők eltávolítása is igen körülményesen oldható meg, de szűrési és kezelési nehézségek, szakemberhiány is hozzájárul e berendezések használatának megnehezítéséhez. Az irodalomból ismert az arzén lekötése arzenát alakban (pl. Kamcgawa, Katsumi, Yoshida, Hisayoshi Arita Seiji: Natl. Ind. Res, Inst. Kyushu, Tosu, Japon 841 Nippon Kagaku Kaishi 1979 (10) p. 1365-70), ugyancsak ismert az ammónia eltávolítása is (pl. Jorgensen S. E.: Water Research Vol. 10. 1975. p. 213—224.; vagy Hlavay, J.; Vígh, Gy.; Oliszi, V.; Inczédy, J.; Water Research Vol. 16. 1982. p. 417—420.). Kísérleteink azonban a két, egyidőben jelenlevő szennyező eltávolítását illetően azt mutatták, hogy arzenátot és az ammóniát egyaránt csak két egymást követő műveletben lehet a megengedett koncentrációs határ alá szorítani. Ezért és elsősorban ezen szennyezők eltávolítására — szerves anyagok mellett — és az említett más hátrányok kiküszöbölését célozza berendezésből és eljárásból álló találmányunk, melyet a Fig. 1. felhasználásával kívánunk ismertetni. A találmányunk szerinti főbb funkcionális egységből összeépített berendezés áll: 6 csőkoagulátorból, melynek van 15 scgéd-derítőcsatlakozása is a 6 csőkoagulátort a 7 csővezeték köti az 1 gyorsderítőhöz, melyet a 8 csővezeték- és vízszintszabályozó kapcsol a 2 homokszűrőhöz; a 2 homokszűrőt a 9 csővezeték és vízszintszabályozó köti a 3 aktívszénszűrőhöz, mely 10 csővezeték és vízszintszabályozóval kapcsolódik a 4 ioncserélőhöz, melynek 11 kivezető és vízszin tszabályozó csővezetéke az 5 vízgyűjtőtartályhoz vezet, melynek 13 kivezető nyílása van,ehhez 16 fertőtlenítő egység, illetve 17 fogyasztói vezeték csatlakozik ■ a szükség szerint. Berendezésünkben levezetett eljárás mármost a következő: a tisztításra kerülő — és már korábban gáztalanított és utána nyomásfokozott vizet a vízbevezetőn juttatjuk a 18 elővegyszerezőbe, ahol - a vízelemzési adatoknak megfelelően és azok szerint — zeolit-szuszpenziót, kálium-pcrmanganátot és vas(IH)-klorid (FeCl3) vizes oldatát adagolunk elsősorban az alacsonyabb oxidációs fokú arzén oxidálására — kézi vagy automatikus megoldásban, az így elővegyszerezett víz a 14 vízbevezetőn át jut a 6 csőkoagulátorba itt a víznek van olyan méretű tartózkodási ideje, mely alatt a 15 segédderítő csatlakozón keresztül policlektrolit adagolás történhet, ha a víz összetétele ezt megkívánja, az így előkezelt víz a 7 csővezetéken át a henger alakú 1 gyorsderítőbe jut alulról, aholis mintegy 1,5—2,5 mm/sec felszálló sebesség révén a zeolit és a vas/mangán-hidroxid csapadék a felületén kötött arzenát szennyeződésekkel együtt lebcgés'ben van, ezen lebegő anyagok -, melyek részben a szerves szennyezőket is tartalmazzák — által képezett „iszapfüggöny” szűrőként működik, a működés folyamán megvastagodik és ezen iszapréteg felső része lefölöző nyíláson át kifolyik (a kifolyót a rajzon nem tüntettük fel!), a tisztítás ezen szakaszán átjutott víz a 8 csővezeték és vízszintszabályozón át jut a 2 homokszűrőre, amely az 1 gyorsderítő szűrőhatását befejezi — főként a vas, mangán és arzén szennyezőkre nézve —,a víz ezután a 9 csővezeték és vízszintszabályozón keresztül jut a 3 aktívszénszűrőhöz, ahol a szerves anyagok, főként humin anyagok visszatartása, adszorpciója folyik le, valamint az ammonium és arzenát ionok részbeni lekötése is; 3 aktív szenet elhagyó víz a 10 csővezeték- és vízszintszabályozón jut a 4 ioncserélőbe, mely az eddig még nem lekötött ammonium ionokat távolítja el a vízből. Az említett szennyezőkről mostn ár mentes víz a 11 csővezeték és vízszintszabályozón keresztül jut az 5 vízgyűjtő tartályba, melyben a víz nemcsak tárolódik, hanem a 13 kivezető nyíláson át a 16 fertőtlenítő egységbejut, majd onnan a 17 fogyasztói vezetékbe. A 16 fertőtlenítő egység az igényeknek megfelelően különféle dezodoráló és dezinficiáló vegyszerekkel működtethető. Találmányunk szerint összeépített - laboratórium méretű — berendezés hatékonyságát jól mutatják a következő vegyelemzési adatok: melyek egyben példaként is szolgálnak eljárásunkhoz. Berendezési Az egyse; gben visszatartott szennyezők egységek száma Fe2* Mn2* %-ban AsS* NH* KOI 1 80-95 80-95 80-95 0,1 -0,6 20-30 2 5-20 5-15 5-15 0-5 0-10 3 0 0 0-5 0-2 60-80 4 0 0 0 60-90 0 A KOI a szerves anyagokra jellemző ún. Kémiai Oxigénfogyasztási Igényt jelent. Az elemzési adatok jól mutatják eljárási megoldásunk jellegzetességét, nevezetesen, hogy az arzén eltávolítása két fokozatban, az 1 gyorsderítőben és a 2 homokszűrőn, míg az ammónium ioné pedig az 1 gyorsderítőben és az ioncserélőben történik. Végezetül - a teljesség igénye nélkül - rámutatni kívánunk találmányunk főbb előnyeire. Berendezésünk előregyártott részegységekből könynyen összeállítható és meghibásodás esetén könnyen bontható, ami karbantartási és kezelési szempontból igen kedvező. Függőleges és/vagy vízszintes elrendezésben is megvalósítható. Az egyes egységek az osztottság miatt különkülön is működte the tőek és a víz összetételének még nagymértékű ingadozása mellett is rugalmasan adaptálhatóak a különböző helyi és időbeli adottságokhoz. Az egységek többszörözhetőek, az egész berendezés 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
