Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Ipari eredetű szennyvizek tisztításának újabb módszerei Tungler Antal MTA Izotópkutató Intézet Tudomány Napja 2010.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Ipari eredetű szennyvizek tisztításának újabb módszerei Tungler Antal MTA Izotópkutató Intézet Tudomány Napja 2010."— Előadás másolata:

1 Ipari eredetű szennyvizek tisztításának újabb módszerei Tungler Antal MTA Izotópkutató Intézet Tudomány Napja 2010

2 Az előadás témakörei A szennyezett vizek eredete és jellemzőik Az oxidációs módszerek és alkalmazási lehetőségeik Gyakorlatban megvalósított technológiák Fejlesztési irányok Saját kutatások

3 A világ vízellátottsága

4 A lakosság vízzel való ellátottsága

5 Szerves szennyezők emissziója

6

7

8 A vízellátottság várható változása

9 A víz tisztításának módszerei

10 KezelésFizikai, fizikai-kémiaiBiológiaiKémiai Szennyezők típusai Tipikus ipari szennyvíz, szerves, kevés szervetlen anyag, fémek Ipari és háztartási szennyvíz, kis koncentrációjú szerves, kevés szervetlen anyag Tipikus ipari szennyvíz, szerves, szervetlen vegyületek, fémek MódszerekSzűrés, adszorpció, levegős flotálás, desztilláció, extrakció, flokkuláció, ülepítés Anaerob, aerob, eleveniszapos Termikus oxidáció, azaz égetés, kémiai oxidáció, ioncsere, kémiai lecsapás ElőnyökKis befektetési költség, biztonságos, könnyű működtetés Kis fenntartási költség, biztonságos, oldott szennyezők eltávolítása, könnyű működtetés Nagy hatékonyságú kezelés, nincs másodlagos hulladék, oldott anyagok eltávolítása, HátrányokIllékony emisszió, nagy energia költségek, bonyolult karbantartás Illékony emisszió, szennyvíziszap elhelyezés, érzékeny a toxinokra Nagy beruházási és működési költségek, bonyolult működtetés Szennyvizek tisztítási eljárásai

11 A kémiai kezelés olyan szennyvizekre korlátozódik, amelyben egyes szennyező komponensek túl lassan bonthatók a hagyományos szennyvíztisztító telepeken, vagy más anyagok biokémiai bontását akadályozzák. A kémiai bontási folyamatok közül az alábbiak jöhetnek szóba, növekvő hőmérséklet és nyomás szerint rendezve: 1)Atmoszférikus nedves oxidáció hidrogénperoxiddal, ózonnal vagy levegővel, vas vagy titándioxid katalizátorral (pl. Fenton) 2)Kis nyomású (<20 bar) nedves levegős oxidáció vas/kinon katalizátorral (LOPROX) 3) Nagy nyomású nedves levegős oxidáció (réz-só vagy más katalizátorral) (Zimpro, ATHOS) 4) Termikus oxidáció, azaz égetés.

12 Az oxidációs módszerek alkalmazhatósági határai

13 A szerves szennyezők koncentrációja (mg KOI / l) Különleges oxidációs eljárások Nedves oxidációk Szuperkritikus vizes oxidáció Égetés 10,000ppm150,000ppm500,000ppm A szennyvizek kezelésére szolgáló kémiai oxidációs módszerek A fő oxidáns a hidroxil gyök(OH) OH generálási módszerek - Sugárkémiai módszerek - Sonokémiai módszerek - Fotokémiai módszerek - Kémiai módszerek W(A)O AOP SWAO

14 Nedves levegős oxidáció WAO °C bar levegő vagy O 2 Termikus oxidációs eljárások Katalitikus nedves levegős oxidáció CWAO <200°C <50 bar levegő vagy O 2 és katalizátor Szuperkritikus vizes oxidáció SCWO >374°C >221 bar levegő, O 2 vagy H 2 O 2 (és katalizátor) Nedves peroxidos oxidáció WPO >100°C >1 bar H 2 O 2 Nedves peroxidos oxidációk Fenton Nedves peroxidos oxidáció FWPO ~25 °C ~1 bar H 2 O 2 + Fe 2+ Különleges oxidációs eljárások AOPs OH - gyök intermedier (elektródok, UV fény, elektron, gamma sugárzás, ultrahang impulzusok vagy O 3 ) Speciális oxidációk Kombinált eljárásokO 3 +UV, Biológiai+AOPs Adszorpció aktív szénen + CWAO Kombinált kezelések Szennyvíz oxidációs módszerek

15 UV iniciált titándioxidos oxidáció Napfénnyel működő katalitikus filmreaktor szennyvíz oxidációra

16 ZIMPRO eljárás folyamatábrája Több száz üzem épült. Nyomás: bar Hőmérséklet: o C

17 A KOI értéke 70 és 80 kg m -3, nagy mennyiségű szulfit tartalom. US Filter/Zimpro buborékoszlop reaktort készített, belső titán borítással. A működési hőmérséklet 265°C, A nyomás 110 bar (levegőt használnak) a névleges áramlási sebesség 0.7m 3 h -1, ami 2.5 h tartózkodási időnek felel meg. Az oxidáció mértéke 97%. Monthey (Svájc) Grenzach (Németo.) 2 buborékoszlop reaktor sorba kötve, mindkettő titánnal bélelt. Átmérő 1 m, a magasság 25 m. Névleges paraméterek: KOI: 110 kg m -3, hőmérséklet: 295°C, nyomás: 160 bar, Áramlási sebesség: 10 m 3 h -1, azaz kb. 20 tonna KOI/nap, a tartózkodási idő nagyobb, mint 3 h. Hordozó nélküli réz katalizátort használnak, amit szűréssel választanak el és visszaforgatják. Az ammóniát sztrippelik, a véggázt utóégető reaktorban oxidálják a CO eltávolítására. Eastman Fine Chemicals (Newcastle, Nagybrit.)

18

19

20 Bayer cég által fejlesztett un. LOPROX eljárás Működési paraméterek 120 – 200 °C, 3 – 20 bar, pH 1-2 A Bayer egyik szinezék gyártó telepén valósítottak meg kis nyomású oxidációt 140 o C-on erősen savas közegben, a készülék zománcozott, 10,5 m magas és 1,8m átmérőjű.

21 Katalitikus oxidáció levegővel és hidrogénperoxiddal

22 SWAO szuperkritikus körülmények között végzett oxidáció, a vízben (374 o C és 2.21*10 7 Pa = 221 bar), mint szuperkritikus állapotú oldószerben. Ilyen körülmények között minden szerves anyag széndioxiddá és vízzé alakul. Szervetlen sók rosszul oldódnak!

23

24 Az oxidáció módszere Mágneses keverős autokláv, szabályozott fűtőlap Szabályozott szalagfűtés Hőmérséklet: 250 o C (230 o C) Össznyomás: 50 bar Feltöltés: O 2 Katalizátor alkalmazási lehetőség: Ru-Ir oxid/Ti háló Mintavételi lehetőség reakció közben Reakció előrehaladás követése TOC és KOI méréssel

25 A szennyvíz minták röntgenfluoreszcenciás (XRF) elemzési eredményei Minta jele JellemzőElemi összetevők hozzávetőleges koncentrációja ppm CrMnFeNiCuZnMoVZrAg FCSM 1savas10050 FCSM 2nyomok FCSM 3iszap híg iszap iszap

26 Oxidáció után bonthatóvá vált szennyvizek példái

27

28 Cirkulációs készülék méretnövelés előkészítésére Hőmérséklet 230 o C, össznyomás 50 bar

29 WO nedves oxidáció félüzemi berendezése GEOSAN kft Pétfürdő

30 Következtetések Az oxidáció megfelelő körülmények között végrehajtható. (250 o C, 50 bar, % KOI csökkentés) A szennyvizek döntő többsége tetszőleges mértékben oxidálható, úgy is, hogy a karbonsav tartalom megmarad. Egyes szennyvizek, amelyek biológiailag nehezen bonthatók, oxidáció után jobban bonthatók lesznek. A katalitikus oxidációt több szennyvíznél kell és érdemes is alkalmazni. A monolit katalizátor műszaki újdonság, találmányi bejelentés készült. A cirkulációs készülék alkalmas volt méretnövelési kísérletekre. A félüzemi készülékben sikeres kísérleteket végeztünk ipari szennyvizek oxidációjára.

31 Jelenlegi kutatási területek Cél: enyhébb körülmények között végezhető oxidáció -katalitikus reakció monolit katalizátorral -nagy energiájú sugárzással iníciált reakció, LINAC elektrongyorsítóval, Ti ablakon keresztül a reakcióelegybe, víz radiolízise a gyökkeltés kiinduló pontja

32 Köszönöm a figyelmet!


Letölteni ppt "Ipari eredetű szennyvizek tisztításának újabb módszerei Tungler Antal MTA Izotópkutató Intézet Tudomány Napja 2010."

Hasonló előadás


Google Hirdetések