Magas ammónium és szerves anyag tartalmú rétegvizek kezelésének vizsgálata az ivóvízellátásban



Kutatásunk célja olyan technológia, módszer kifejlesztése, mely segítségével a lehető legjobb hatásfokú ammónium és szerves anyag eltávolítást lehet elérni. Ennek jelentősége, hogy a vízelosztó rendszerben bekövetkezhető másodlagos vízminőség-romlás mértéke csökkenthető, esetleg elkerülhető, megelőzhető

Az ammónia színtelen, szúrós szagú és vízben igen jól oldódó gáz. A vízben lévő ammónium-ion legfőképpen az ammonifikációs folyamatok során (növényi-, állati- és emberi hulladékokból) keletkezhet. Ha a víz fertőtlenítése klórral történik, a vízben jelen lévő ammónium-ion reagál a fertőtlenítőszer bizonyos részével, így csökkenti a mikroorganizmusok és baktériumok számára a rendszerben lévő fertőtlenítőszer mennyiségét. [1] Továbbá ú.n. klóraminok keletkeznek, melyek kellemetlen ízt és szagot kölcsönöznek a kezelt ivóvíznek.  Az ivóvíz minőségi követelményeiről és az ellenőrzés rendjéről szóló 201/2001 Kormányrendelet C táblájának értelmében az ammóniumra vonatkozó határértéke 0,5 mg/l.

Alapvetően 4 technológia áll rendelkezésre a víz ammónium mentesítésére: kémiai módszerek közül három: a törésponti klórozás, a pH emelést követő gazkiűzés és az adszorpció; biológiai módszer pedig a nitrifikációs folyamaton alapuló ammónium eltávolítás. [1]

A kémiai oxigénigény (KOI) az ivóvíz szerves anyag tartalmának meghatározására szolgál. Az oldott oxigén azon koncentrációját mutatja meg mg/l-ben, ami a szerves anyagok kémiai oxidációjához szükséges. Annál nagyobb a szerves anyag tartalom, minél nagyobb a KOI mért értéke.[2] Az adott nyersvíz jellege (lehet felszíni vagy felszín alatti víz) nagyban befolyásolja a természetes szerves anyagok mennyiségi és minőségi jellemzőit a vízben. A felszíni vizek esetében a szerves anyag megjelenhet természetes (pl.: fulvin, lignin és humin anyagok) folyamat, de antropogén szennyezés eredményeképpen is.[2]

A mikroorganizmusok számára a vízben lévő szerves anyag tápanyagforrást jelenthet, ezáltal elősegítheti a mikrobiális szaporodást a hálózatban. Következménye lehet az íz- és szagproblémák kialakulása és a fertőtlenítőszerrel reakcióba lépve, csökkenthetik a fertőtlenítés mértékét és az emberi szervezetre káros, gyakran rákkeltő hatást jelentő klórozott vegyületek keletkezhetnek. Továbbá a nagy szerves anyag tartalmú vizek a vas és mangán oxidációját is csökkenthetik. [2]

Tudomásul kell vennünk, hogy a természetes szerves anyagok (NOM – Natural Organic Mater) a felszíni és felszín alatti vizekben mindenütt jelen lehetnek. A természetes szerves anyagok prekurzor anyagok lévén, a káros fertőtlenítési melléktermékek képződését alapvetően befolyásolják. Egyesek közülük mutagének, rákkeltők, közegészségügyi kockázatot képviselnek. Emiatt kell a természetes szerves anyagok azonosításával illetve eltávolításával foglalkozni. [3]

Az ivóvíz minőségi követelményeiről és az ellenőrzés rendjéről szóló 201/2001 (X.25) Kormányrendelet C táblájának értelmében a KOIps-re vonatkozó határértéke 5,0 mgO2/l.
A szerves anyagok eltávolítására az ivóvíztisztítás során többféle eljárást alkalmaznak. Ilyen eljárások többek között a flokkuláció ülepítéssel vagy flotálással, oxidálás ózonnal (O3), hidrogén-peroxiddal (H2O2) vagy nátrium-perszulfáttal (Na2S2O8), adszorpció aktívszénen, koagulációs homokszűrés, szűrés különböző membránszűrőkkel. [1]

A kísérleteink során az öcsödi illetve a cserkeszőlői vízmű telep fejlesztésének tervezett technológiáját modelleztük és az analitikai vizsgálatokat az Öcsöd és Cserkeszőlő településeket ellátó kutak vizén végeztük el.
Az öcsödi eredeti technológia rövid ismertetése: a kitermelt vizet magas metán tartalma miatt első lépésben egy vákuumos gáztalanítóval gáztalanítják. Majd az arzén (As), mangán (Mn) és vas (Fe) eltávolítása érdekében egy koagulációs homokszűrés következik kálium-permanganátos (KMnO4) oxidációval. A tisztítás során vas-(III)-kloridot is adagolnak. Az oxidálószer a szervesanyag egy részét is eltávolítja a vízből és a szervesanyag eltávolítás hatékonyságának növelésének érdekében segéd derítőszer, úgy nevezett BOPAC (poli alumínium klorid) adagolására is sor kerül (ez azért előnyös, mert így csökkenteni tudjuk a törésponti klórozáskor keletkező káros melléktermékek képződésének mértékét). Majd az ammónium eltávolításának érdekében egy törésponti klórozó egység következik (klórgáz adagoló), ami után egy aktívszén szűrő található. Az aktívszén szűrő feladata, hogy a törésponti klórozás során keletkezett egészségre káros vegyületeket és a maradék szerves anyag egy részét eltávolítsa. A víz utófertőtlenítése klórgázzal történik.

A cserkeszőlői technológiában egy granofilter töltetű szűrő is van, ami módosított zeolit alapú, ammónia-mentesítő vízszűrő-közeg. Az előző kísérletek során ismertetett technológia az alapja, annyi változtatással, hogy a technológia elejére került a zeolit szűrő, amelyen a nyers vizet engedjük át és ezt követően jön a vegyszeres kezelés és a homokszűrés, amely után végeztük el az analitikai vizsgálatokat. Végül pedig egy törésponti klórozó egység és az aktívszén szűrő következik.

Az öcsödi mintákból a szerves anyagmennyiségét egy koagulációs homokszűrő segítségével és kálium-permanganátos oxidációval csökkentettük. A szűrés előtt a jobb hatásfokú szerves anyag eltávolítás érdekében segéd derítőszerként BOPAC és UNIFLOCK vegyszer adagolására is sor került. Ezt egy töréspont klórozás követte, amellyel a víz ammónium tartalma 0-ra csökkent. Ezután aktívszén adszorberrel távolítottuk el a keletkező klórozási melléktermékeket.
A cserkeszőlői mintákon egy adszorpciós és törésponti klórozásból álló kombinációt vizsgáltunk, amellyel az ammóniummentesítést oldottuk meg. A nyers vizet először egy módosított zeolit alapú, ammónium-mentesítésére szolgáló szűrőn engedtük át, majd kálium-permanganátos oxidáció és koagulációs homokszűréssel végeztük a szerves anyag eltávolítását. Vegyszer adagolás során derítőszerként BOPAC-ot és UNIFLOCK-ot is használtunk a jobb eredmények elérésének érdekében.

A további kutatásunk részeként félüzemi kísérleteket szeretnénk elvégezni, és ezeket összehasonlítani a labor kísérletekkel. A kutatás jelentősége, hogy a csökkent szerves anyag tartalomnak köszönhetően, a klórozási folyamatok során kevesebb az élő szervezetekre veszélyt jelentő szerves mikroszennyező anyag (pl.: THM, AOX) keletkezhet, ami egészségügyi szempontokból előnyös.

Az alábbi képek a mérés egyes részleteit mutatják:

KOI mérés //


A homokszűrő felső része //


Az aktívszenes szűrő //


A homokszűrő //


//



[1]BME-ÉMK-VKKT-Víztisztítás http://www.epito.bme.hu/vcst/oktatas/feltoltesek/BMEEOVKASG3/viztisztitas_jegyzet.pdf
[2] Lakossági tájékoztatás- Magyarország közműves ivóvízminősége-2009 http://oki.wesper.hu/files/dokumentumtar/honlapra%20iv%C3%B3v%C3%ADzmin%C5%91s%C3%A9gi%20param%C3%A9...
[3] Dr Öllős Géza - Vízminőség –változás a vízelosztó rendszerben, Magyar Víziközmű Szövetség, 2008-Június




A Hódmezővásárhelyi gyökérzónás mintatelep transzport folyamatainak részletes elemzése, a műtárgy belső pontjain végzett mérések segítségével


A kutatás témája a vízszintes átfolyású gyökérzónás szennyvíztisztító rendszerekben zajló transzport folyamatok vizsgálata, és azok modellezése. A gyökérzónás szennyvíztisztítók a felszín alatti átfolyású épített wetland-ek (mocsarak) csoportjába sorolhatók. Gyökérzónás szennyvíztisztítók lehetnek függőleges vagy vízszintes átfolyásúak, valamint multistage rendszerek, mely az előző kettő kombinálásából született azok előnyeinek nagyobb hatásfokú kihasználása érdekében.


Biogáz felhasználása a belső égésű motorokban


Mi a biogáz? Gázkeverék és kirothadt iszap keletkezik az iszaprothasztás végtermékeként, ezt a gázkeveréket nevezzük biogáznak. Rövidebb megfogalmazás szerint a biogáz a mikrobiális fermentáció (erjedés) egyik végterméke.


Pécsi-víz és környéke vízrendszerének komplex hasznosítása


Cikkem témája egy koncepció bemutatása, mely a Pécsi-víz menti vízjárta területeinek komplex vízgazdálkodási célú hasznosítására tesz kísérletet.