194126. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nehézfémionok eltávolítására szennyvizekből
1 194.126 2 A találmány tárgya eljárás nehézfém-ionok eltávolítására szennyvizekből. Ismert, hogy a fémipari, vegyi és elektrokémiai felületkezelések után az öblítővizekbe és innen a szennyvizekbe jelentős mennyiségű savas vagy lúgos karakterű, nehézfém-ion tartalmú szennyező kerül. Ezeket a szennyezőket a szennyvíztisztítás során távolítják el a szennyvízből. A jelenleg üzemelő szennyvíztisztító vegyes nehézfém-ion leválasztási hatásfoka rendkívül alacsony. Világszerte, így hazánkban is egyre nagyobb gondot fordítanak a kömyezetszenynyezés megakadályozására, ezért egyre szigorúbb előírásokat kell a csatornába engedhető szennyvizeknek kielégíteniük. Magyarországon a szennyvízbírságról • szóló 3/1984. (II.7.) sz. OVH rendeletben és a csatornabírságról szóló 4/1984. (VII.7.) sz. OVH rendeletben a szennyező fém-ionok mennyiségére előírt felső határértékek például a hagyományos szennyvíztisztítók esetén csak akkor tarthatók be, ha a fém-ionok teljes mennyiségét sikerül csapadékká alakítani. Ez azonban az ipari gyakorlatban a szennyvizekben előforduló fémek sokfélesége miatt csak ritkáig valósítható meg. így például a felületkezelő üzemek szennyvize ■ e‘ - és Fe5*- Cü2*- Zn2*-, Al3*-, Ni2*-, Cr3‘_, CR(VI)-, Ag -, Cd2*—, Sn2*-, Pb2*- stb. ionokat tartalmaz. Ezek a fémionok a szennyvízből más és más pH-értéken válnak ki, hidroxid vagy karbonát csapadék alakjában. Nagyon nehéz feladat például az amfoter karakterű fémeket (Al, Sn, Zn és Cr) a nikkellel együtt kvantitatíve leválasztani. A nikkel 7-es pH-értéken még nagy százalékban oldatban van és csak pH=9,3-nál csapódik ki nikkel-hidroxid alakjában. Ezen a pH-értéken az amfoter fémek hidroxidjai azonban kolloiddá alakulnak vagy feloldódnak. Ezt az ipari gyakorlatban csak drága, több-lépcsős pH-beállító és csapadékleválasztó berendezésekben vagy szelektív ioncserélő berendezések segítségével tudják megvalósítani. Ioncserélők alkalmazása esetén azonban a vegyes nehézfém-ionokkal telített eluátumok semlegesítése ugyanezt a problémát veti fel (L.Hartinger: Taschenbuch der Abwasserbehandlung, 1. 1975; II. 1976 Hauser Werlag), azaz most már nem a szennyvíz, hanem az eíuátum tartalmazza a szennyezéseket. A találmány feladata Olyan eljárás kidolgozása, amelynek segítségével a nehézfém-ionok egy berendezésben, csapadék alakjában kvantitatíve elválaszthatók a szennyvíztől. A találmány alapja az a felismerés, hogy ha a különféle nehézfém-ionokat tartalmazó szennyvízelegyből több pH-lépcsőben hidroxid-karbonát alakban, illetve ezek nem homogén elegyének formájában választjuk le a fémeket, szinergetikus hatás lép fel, a hidroxid csapadékokra rákristályosodik a karbonát csapadék. Az eljárás hatásosságát még derítőanyagokkal is növelhetjük, így megakadályozzuk azt, hogy az amfoter fémhidroxidok magasabb pH-értéken visszaoldódjanak. A hatásfok tovább javítható Ca(OH), szuszpenzió hozzáadásával, amelynek szerepe a kolloidok megbontása és az oldat további derítése. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a) a szennyvizet alkálifém-hidroxiddal elősemlegesítjük és pH-ját alkálifém-karbonát, előnyösen derítőszert, például kalcium-karbonátot, kova5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 földet vagy krétaport tartalmazó alkálifém-karbonát* oldat beadagolásával 8,0-9,2-re, előnyösen 9-re növeljük, majd b) az elegy pH-ját alkáliföldfém-hidroxid hozzáadásával 9,4-10,0, előnyösen 9,6-9,8-értékre állítjuk, c) a kivált csapadékot kiülepítjük, kívánt esetben kiszűijük és d) a keletkező, tisztított szennyvizet kívánt esetben kationcserélő oszlopsoron bocsátjuk át. A találmány szerinti eljárás a) lépésében az elősemlegesítéshez előnyösen vizes nátrium-hidroxid-oldatot használunk. A pH-növeléshez előnyösen vizes ' nátríum-karbonát-oldatot vagy nátrium-karbonát oldat és kalcium-kacbonát-szuszpenzió elegyét használjuk. Az elősemlegesítést és pH-növelést egyidejűleg is elvégezhetjük. Ha az alkálífém-hidroxid és alkálifemkarbonát-oldathoz ismert derítőszert adunk, nő az elválasztás hatásfoka. A b) lépésben alkáliföldfém-hidroxidként előnyösen vizes kalcium-hidroxid szuszpenziót alkalmazunk. A c) lépésben a kivált csapadékokat ülepítő- vagy szűrőberendezésben - kívánt esetben ismert ülepítő, illetve szűrési segédanyagok hozzáadásával — elválasztjuk a szennyvíztől. A technológiai folyamatot akkor tekintjük befejezettnek, ha a szennyvízben a nehézfém-ionok koncentrációja a kémiai kimutathatósági határértékek alatt marad. Az ipari gyakorlatban u pH-mérő és szabályozóberendezések nem mindig kifogástalan működése miatt azonban kimutatható nehézfém-ion-mennyíség maradhat a szennyvízben. Ezért a folyamat végén a kémiailag kezelt és ülepített (esetleg szűrt) szennyvizet a nehézfém-ion nyomok megkötése és a maximális biztonság elérése céljából katíencserélő oszlopon bocsáthatjuk keresztül. Ezek kapacitása így a hagyományos ioncserélő berendezés 10- —1000-szeresére nő, A találmány szerinti eljárás előnyei összefoglalva az alábbiak; az eljárás bármely, ismert nehézfém-ion leválasztó szennyvíztisztítóberendezésben megvalósítható, a felhasznált vegyszerek a kereskedelemben olcsón beszerezhetők, az eljárással tehát a szennyvizek nehézfém-ion tartalma külön beruházás nélkül, olcsó vegyszerek felhasználásával kvantitatíve eltávolítható, a berendezésből távozó szennyvíz tisztasága a legszigorúbb hatósági előírásoknak is elege t tesz, ugyanakkor a vég-ioncserélő terhelése olyan kicsi, hogy nincs szükség regeneráló berendezés telepítésére, az ioncserélő oszlop csak rendkívül hosszú idő után telítődik, ekkor friss oszlopra cseréljük, a telítődött oszlop pedig bármilyen regeneráló telepen regenerálható. A találmány szerinti eljárást az alábbi kiviteli példákkal szemléltetjük. 1. példa Egy galvanizáló üzem szennyvíztisztítójába érkező 2 mrÁ mennyiségű 3,3-as pH-értékű szennyvíz katíon-tartalma: Cu2^ Fe,+ Zn1* Ni2* Cr3* 45 mg/liter 67 mg/liter 21 mg/liter 38 mg/liter 13 mg/Uter 2
