198659. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vizek vastalanítására és/vagy mangántalanítására
1 HU 198659 B 2 A találmány tárgya eljárás vizek vastalunitására és roangántalani tására. A különböző vlznyerési helyekről származó vizek olyan mennyiségben tartalmazhatnak vas- és mangán-vegyületeket, ami mér a viz további felhasználásában zavarokat okozhat. A vas többnyire vastartalmú kőzetekből a viz szabad széndioxid-tartalmának hatására vas(II)-hidrogén-karbonát formájában oldódik be. Mélyebb rétegű vizeknél a vas(II)-szulfát formában, lápos mocsaras területeken a vas szerves vegyületekhez kötve található a vízben. Az oldott vas koncentrációja a körülményektől függően 0-20 mg/1 érték között változik. A mangán többnyire a vas kisérőjeként a vashoz hasonló kötési formában fordul elő. Ha az ilyen vizek a levegővel érintkeznek, a következő kémiai reakciók játszódnak le: 2Fe(HC03)2+l/202+Hz0=2Fe(0H)3+4C0z Mn(HC03)z=Mn(0H)2+2C0z Mn(0H)ztl/20z=Mn0(0H)z Mn0(0H)z+Mn(0H)z=Mnz03+2Hz0 A reakciók lejátszódása után végülis vas(III)-hidroxid mangán(III)-oxid és mangán(III)-hidroxid csapadékok keletkeznek, amelyek a vizek további felhasználási lehetőségét csökkentik, vagy teljesen meggátolják. E nehézségek megszüntetése végett számos vastalanitási eljárást dolgoztak ki, amelyek három fő csoportba sorolhatók:- oxidációs és ülepitéses módszerek: levegőztetés -Oz gáz-, ülepités és szűrés oxidáció - KMnOí, Ch, 03, CIOz, - ülepités és szűrés- ioncserén alapuló módszerek: zeolitokkal, szintetikus kationcserélőkkel- diszpergáló szerek adagolásán alapuló módszer. Az első módszert széles körben alkalmazzák, a kezelendő viz vastartalmától és mennyiségétől függetlenül. A második módszert általában 10 mg/l-nél nem nagyobb vem- és mangántartalmú vizeknél alkalmazzák, különösen kisebb vízmennyiségek esetén. A harmadik módszert egy mg/1 alatti vas- és mangán-koncentrációk esetén veszik számításba. A 2 542 333. számú NSZK-beli szabadalmi leírás szerinti eljárásnál az oxidálószert -KMnOe- már a föld alatti tárolórétegben hozzávezetik a tisztítandó vízhez. Az oxidáció és a szűrés is a felszín alatti rétegekben történik meg. A 722 848. számú szovjet szabadalmi leírás szerint levegőt sajtolnak a vizadó rétegbe oxidálás céljából. A 2049/83 számú magyar szabadalmi bejelentés szerint levegőt és kálium-permanganátot használnak oxidálószerként a kútvizhez adagolva. A 153 257. számú magyar szabadalmi leírás szerint az oxidálószer - levegő és klórgáz - ciklonos rendszerű ülepítővel egybeépített reaktorban érintkezik a tisztítandó vízzel és megy végbe az oxidálás, majd az ezt kővető szeparáció. A 157 705. számú magyar szabadalmi leírás szerint a levegő oxigénjével történő oxidáció kerámia töltetek felületén kialakított vashidroxid rétegen megy végbe, majd mechanikus szűrés következik. A 162 291. számú magyar szabadalmi leírás szerint a vastalanitás kalcium-formájú, erősen savas ioncserélő gyanta segítségével történik ioncserés úton. Az eljárás hibája az, hogy a természetes oxidáció során kiváló vashidroxid adszorpciósan kötődik a mechanikus szűrőként működő ioncserélő gyanta felületén és azt károsítja. Ennek következtében a gyanta ioncserélő képességét gyorsan elveszíti és eredeti funkcióját már nem tudja betölteni. Eljárásunk azon a felismerésen alapul, hogyha a kezelendő vízbe a vas és mangán oxidációját meggátoló redukáló hatású vegyületet juttatunk, akkor az ioncserélővel történő vas- és mangántalanitá8 hosszú időn keresztül zavartalanul elvégezhető. A találmány tárgya tehát eljárás vizek ioncserés vastalanitására és/va'gy mangántalanítására oly módon, hogy a kezelendő vízbe előszűrés után redukálószert adagolunk, amely megakadályozza a vas- és mangán-ionok oxidációját, majd az így stabilizált vizet kationcseréló gyantára vezetjük, végül a kezelt vizet szűrjük. A kémiai gyakorlatban számos redukálószert alkalmaznak, amelyeknek rövid felsorolását az alábbiakban adjuk meg: a) Karbonil- és karboxil-vegyületek (alkoholok, aldehidek, észterek, szerves savak). b) Pozitív jellegű fémek (cink, alumínium). c) Amin, nitrogén vegyületek (hidrazin, hidroxilamin, nitritek, stb.). d) Különböző oxidációfokú kénvegyületek (szulfát, biszulfát, szulfit, stb.). e) Változó vegyértékű fémek alacsonyabb vegyértékű formái (ón, vas, króm, stb.). f) Hidrokinon-származékok. g) Hidrogén. A találmány értelmében a kezelendő víz-, be az előszűrés után vegyszeradagoló segítségével redukálószert juttatunk az oxidációs folyamatok megakadályozására. A korábban felsorolt redukálószerek közül a vízkezelési gyakorlatban a következők jöhetnek számításba: a) Cukrok, rövidszénláncú aldehidek, illetve rövidszénláncú alifás karbonsavak, így aszkorbinsav, citromsav, valamint ezek sói és észterei. b) Nem jellemző. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
