195457. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szerves és/vagy szervetlen anyagokkal szennyezett vizekből a lebegőanyagok, biogén tápanyagok és oldott fémvegyületek előállítására
1 195 457 A találmány tárgya eljárás szerves és/vagy szervetlen anyagokkal szennyezett vízből a lebegőanyag, biogén tápanyagok és oldott fcnivegyületck eltávolítására. A vizek elszennyeződése az iparosodás, az urbanizáció, továbbá a mezőgazdaság intenzifikálása következtében világméretűvé ''ált és egyre nagyobb gondot okoz. A jelenleg általánosan alkalmazott szennyezett víz tisztítási módok általában nem oldják meg a teljes tisztítást, mivel a beruházási lehetőségek és az egyre növekvő energiaköltségek igen erősen korlátozzák a teljes tisztítást, mivel a beruházási lehetőségek és az egyre növekedő energiaköltségek igen erősen korlátozzák a teljes tisztítást megvalósító technológiák és berendezések létesítését. A durván megtisztított víz jelentős mennyiségben tartalmaz oldott anyagokat, főleg nitrogén- és foszforvegyületeket. Vannak azonban ezeken kívül olyan, főleg iparilag szennyezett vizek, amelyekben kisebb-nagyobb mennyiségben különböző fém-sókat is találunk oldott állapotban. A biológiai tisztítási eljárások mellékterméke a szennyvíziszap. Jelenleg a szennyvíziszap ok hasznosítása, de még elhelyezésének feltételei távolról sincsenek megoldva. A szennyvíziszap szervesanvag-tartalma értékes humuszképző anyag. Tápanyagértékét illetően a vélemények már eltérőek. A legjelentősebb fenntartások azonban a mezőgazdaság részéről a szennyvíziszapok nehézfém-tartalmával és fertőzőképességével kapcsolatosak. Jóllehet világszerte folytatnak kísérleteket annak eldöntésére, hogy a nehézfémek beépülnek-e a növényi szervezetekbe és ezeken keresztül az állati-emberi szervezetbe, a kérdés még nem jutott nyugvópontra. Fejlettebb országokban éppen ezért — átmeneti megoldásként — csupán olyan rendeletekkel szabályoznak, amelyek nehézfém fajtánként előírják a talajok összes terhelhetőségét. A szennyezett vizek tisztítási technológiájának három fő, általában ismert eljárása a következő: mechanikai, biológiai, fizikai-kémiai. A mechanikai tisztítóberendezésekkel 30—40fc-os tisztítás érhető el azáltal, hogy a szennyvízben levő lebegőanyagokat fajsúlykülönbségük alapján különítik el. A másodlagos tisztítás, vagy más néven biológiai lépcső célja a kolloidok és oldott szerves anyagok lebontása. A biológiai tisztítás a mikroorganizmusok élettevékenységén alapul. Ebből a szempontból a következő rendszerek ismeretesek: a) részleges biológiai tisztítás, b) teljes biológiai tisztítás, c) teljes biológiai tisztítás nitrifikdcióval, d) teljes biológiai tisztítás iszapstabilizálással, az ún. totál oxidációs eljárás. Ezek között az egyik jellemző különbséget a levegűzteiési idő jelenti, amely az a) esetben 0,75 —1,5 óra b) esetben 3 óra c) esetben 8,0 óra djesetben 24,0 óra Tekintve, hogy egy szennyvíztisztító telep működtetéséhez szükséges összes energia túlnyomó részét a levegőztetés igényli, könnyen belátható, hogy a teljes biológiai tisztítást biztosító energia lényeges növelésére van szükség akkor, ha a nitrifikációt — azaz a szennyvízben levőammóniumion nitráttá történő oxídálását — 9 is végre akarjuk hajtani. Erre az esetek nagy részében szükség van, mivel az ammónium-kibocsátás többnyire megengedhetetlen. Fizikai-kémiai tisztító-eljárásokat jelenleg általában a mechanikailag nem ülepíthető lebegőanyagok, valamint az olyan kolloid szuszpenziók (0.01 - 1 ^nt méretű lebegő anyagok) eltávolításakor alkalmaznak, amikor a kolloid anyagok biológiailag nem, vagy csak nehezen — túlzott energiaráfordítással — bonthatók le, továbbá egyes olyan szubmikroszkópikus lebegő, illetve oldott anyagok eltávolítása szükséges, amelyek kivonására más lehetőség nincs. A fizikai-kémiai eljárásoknak — elsősorban a hozzájuk szükséges költséges vegyszerek felhasználása miatt — viszonylag magas a fajlagos költségük. Fizikai-kémiai eljárásokat alkalmaznak többnyire az ún. harmadlagos tisztítási fokozatban is, amikor az a cél, hogy a kiülepítetlen lebegőanyagot, valamint a biológiai tisztítás után, részben annak következtében keletkező szervetlen N- és P-vegyükteket eltávolítsák a tisztított szennyvízből. Ezzel lehetővé válik, hogy olyan jó minőségű víz hagyja el a tisztítóművet, amely számos célra, pl. ipari vízként felhasználható, illetve kibocsátható, mivel a felszíni vizekben már nem okoz eutrofizációt. A harmadlagos tisztítási fokozatot általában a teljes biológiai tisztítás és nitrifikSciós folyamat végbemenetelét követően alkalmazzák, ami magában foglalhatja a külön kialakított lebegőanyag eltávolító eljárások valamelyikét, továbbá denitrifikációs technológiát és berendezést, foszfátkinyerő technológiát, illetve berendezést, amelyek erősen megnövelik mind a létesítési, mind az üzemelési költségeket. A denitrifikálás egyik módja, hogy a vízből az előzőleg nagy energiaráfordítással ammóniumból nitráttá oxidált nitrogént, végülis elemi nitrogénként a levegőbe távoztassa. A nitrifikációt követő denitrifikálásra több magyar szabadalom is ismertet eljárást. Ezen denitrifikáló eljárások hátrányai: — a nitrifikádós tevékenységgel együtt nagy az energia- és létesítményigény a víz N-tartalmának kivonásához; — külön vizsgálva a deniírifikálási módokat, azok önmagukban is jelentős energia- és létesítményigényt támasztanak; — a denitrifikálásnak az elemi N-re történő lebontásával járó megoldása — amely nem eredményez újabb ökológiai szennyezést — olyan biotechnikával oldható meg csupán, amelynek eredményessége nagymértékben függ a hőmérséklettől, a kezelendő víz oldott oxigéntartalmától és a biomassza táplálására adagolt szerves szén-forrás minőségétől és mennyiségétől. A nitrátmentesítés jelenleg alkalmazott másik szokásos megoldása a műgyanta-alapú ioncserélő technológia. Ez az eljárás a műgyanta magas ára és viszonylag gyors elhasználódása miatt túlságosan költséges és a műgyanta-oszlop regenerálásakor keletkező koncentrátum erősen környezetszennyező. Az egyéb eljárások, pl. fordított ozmózis, még költségesebbek, a gyakorlatban szennyvíztisztításra nem is használatosak. A szennyvíz oldott szervetlen P-tartalmának (ortofoszfátok) eltávolítására a harmadik tisztítási lépcsőben jelenleg leginkább használatos eljárás a kémiai kicsapa-2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
