193564. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vizek nitrátmentesítésére szolgáló ioncserélőszűrők regenerálására
A találmány tárgya eljárás olyan ioncserélőszűrő regenerálására, amellyel vízből nitrátot, adott esetben vízkeménységet okozó komponenst távolítunk el. Az utóbbi időben egyre nagyobb gondot okoz a természetes vizekben a növekvő nitráttartalom. A nitrátok a vízből a szokásos vízelőkészítési folyamatokkal nem távolíthatók el, mivel ezek természetes körülmények között, vagyis aerob körülmények között, a nitrogénvegyületek átalakulásával képződő végtermékek és a vízben a víz alján találhatók. A nitrogénforrások közül legfontosabbak azok a nagyfelületű-szennyeződések, amelyeket nitrogéntartalmú ipari műtrágyák mezőgazdasági alkalmazása okoz. A nitrátok az embernél és a melegvérű állatoknál egészségi károsodásokat, sőt halálos megbetegedéseket okoznak. A legismertebb nitráthatás a csecsemőknél háromhónapos korig fellépő ún. nitrát-alimentation-methaglobamiás megbetegedés. Ez akkor történik, ha mesterséges táplálásra olyan ivóvizet használnak, amelynek nitráttartalma magasabb, mint 15 mg/1. A csehszlovák normák szerint megengedett nitráttartalom legfeljebb 50 mg/1. Ugyanezen normák alapján a csecsemők számára közölt határérték feletti koncentráció is megengedett. Felnőttek esetében ha az ivóvízben magasabb a nitráttartalom, akkor nyelőcső-, gyomor- és hólyagrák keletkezhet. Teheneknél vetélést és mesterségesen táplált borjúknál halálos mérgezést is okozhat. A nitrátos vizek ugyancsak kedvezőtlenek az élelrtiiszeripari felhasználásban (például maláta csíráztatás), élelmiszerek konzerválásakor és italok előállításakor. Ha az ivóvizekre megadott norma értéket túllépi a vízkeménységet okozó komponens koncentrációja, akkor a nitrátok mellett ezek az anyagok is zavart jelentenek. Ezenkívül károsak némely élelmiszerüzemben, ahol a nagyobb vízkeménység például az italok zavarosodását okozza. Vízből nitrát elválasztására alkalmazott eljárás az ioncserés módszer. Előnye, hogy nem függ a víz hőmérsékletétől, megfelelő a reakciósebessége, magas a kihasználási fok, valamint a denítrifikálás idegenanyagok hozzáadagolása nélkül és anaerob környezet létesítése nélkül zajlik. Azonban nagyrészben kedvezőtlenül változik meg a víz egyéb anionkomponens-tartalma. A leggyakrabban egy erősen bázisos, kloridtípusú anioncserét alkalmaznak. Ennek hátránya, hogy a szűrletben magas a kloridkoncentráció, ugyanis különösen a munkaciklus kezdetén az ilyen típusú anioncserélő az összes meglévő aniont kloridionra cseréli. Az előkészített vízben ez a kloridtartalom túllépi az ivóvizekre megállapított értéket. A szűrlet tulajdonképpen olyan klorid-denaturátum, amely fiziológiai panaszokat okozhat. Ezzel szemben az előkészített vízből a szulfátokat a nitráttal együtt eltávolítják. Részben 1 2 eltávolítják a hidrogén-karbonátokat is, és így a víz minősége jelentősen megváltozik. Az ilyen kloridtípusú anioncserélők alkalmazásának előnye, az egyszerű regenerálási képesség. A szűrőágy regenerálásakor a nitrátok már 10%-os náirium-klorid oldat nyolc térfogatnyi mennyiségével kimoshatok. Kedvezőtlen az erősen bázisos anioncserélőt egyedül hidrogén-karbonát-formában alkalmazni, ugyanis a szűrletben magas hidrogén-karbonát-tartalom alakul ki. A szorpciós fázis első felében az összes jelenlévő anion a hidrogén-karbonáttal helyettesítődik. Csak a szorpciós fázis második harmadában növekszik a kloridtartalom, és az ioncserélő ágyból történő deszorpció miatt az utolsó harmadban a kloridtartalom jelentősen felülmúlja a belépési koncentrációt. A magasabb kloridtartalmú belépő víz esetében ez a szűrletben előírt kloridnorma érték túllépését jelenti. Az összes szulfátot eltávolítjuk, és koncentrációja csak növekvő nitráttartalommal nő. A hidrogén-karbonát-formájú, erősen bázisos anioncserélő alkalmazásának másik hátránya, hogy nehezen regenerálható. A regeneráló fázisban a nitrátot az anioncserélő térfogatra számítva csak 23 térfogatnyi 10%-os NaHC03-oldattal lehet kimosni. Ismert olyan erősen bázisos anioncserélő alkalmazása, amely regenerált, klorid-hidrogén-karbonát kevert ágyas. Ennek előnye, hogy már a munkafázis kezdetén (szorbensfázis) a szűrletben mind klorid, mind hidrogén-karbonát, azaz két anionkomponens található. A szulfátokat azonban ismét a nitrátokkal együtt távolítják el. Ily módon a szűrlet egy klorid-hidrogén-karbonát-denaturátum. Mivel a munkafázis második felében a klori.d deszorpciója történik, ezért a szürletben lévő kloridkoncentráció ismét túllépi az előírt norma értékét, ha a belépő vízben magasabb a kloridkoncentráció (mégha az ivóvizekre megadott normaérték is). Hasonló módon, ha szulfátciklusú anioncserélőt alkalmaznak rűtrátmentesítésre, akkor a munkafázis kezdetén az összes anion szulfátionra cserélődik. Ivóvizek denitrifiká lására alkalmazható hidrogén-karbonát-alapú T gyengén bázisos anioncserélő is. Ennek a technológiai eljárásnak több hátránya van, azonkívül, hogy a hidrogén-karbonát-ion a szűrletben feleslegben van, és a munkaciklus második felében a kloridionok deszorbeálódnak, valamint a szulfátok elnyomódnak. Az összehasonlításra szolgáló vízben a gyengén bázisos anioncserélő nitrogénmentesítő kapacitása az erősen bázisos anioncserélőnek kb. csak a negyede. Ha az előkészített víz egy ilyen típusú anioncserélőn folyik keresztül, akkor az ioncserélőbe befogott nitrátionok spontán kimosódnak, és így az elfolyó víz nitrátban feldúsul. Az eddig ismert vizek nitrátmentesítésére szolgáló ioncserés módszerek közül a kihasz2 193564 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
