Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

ARZÉN. 50 μg/L  10 μg/L A határérték meghatározása: Maximálisan megengedhető arzén bevitel: 2 μg arzén/kg/nap Átlagos 70 kg-os testtömeget feltételezve.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "ARZÉN. 50 μg/L  10 μg/L A határérték meghatározása: Maximálisan megengedhető arzén bevitel: 2 μg arzén/kg/nap Átlagos 70 kg-os testtömeget feltételezve."— Előadás másolata:

1 ARZÉN

2 50 μg/L  10 μg/L A határérték meghatározása: Maximálisan megengedhető arzén bevitel: 2 μg arzén/kg/nap Átlagos 70 kg-os testtömeget feltételezve  140 μg arzén/nap Biztonsági tényezők figyelembe vétele: 100 μg arzén/nap

3 100 μg arzén/nap Étel: μg arzén/nap Ivóvíz általi fogyasztás: 20 μg arzén/nap 2L-es átlagos ivóvízfogyasztást feltételezve 10 μg/L a maximálisan megengedhető arzén koncentráció ivóvízben

4 100 μg arzén/nap Étel: μg arzén/nap Ivóvíz általi fogyasztás: 70 μg arzén/nap 2L-es átlagos ivóvízfogyasztást feltételezve 30 μg/L maximális koncentráció az ivóvízben megengedhető lenne Magyarországon...

5 Arzén Határérték: Magyar:50 μg/L EU:10 μ g/L Előfordulás: oldott állapotú anyag jelenik meg felszínalatti vizeinkben A vizekben az arzén főként a redukált állapotú As(III), vagy az oxidált állapotú As(V) formájában jelenik meg

6 Arzén – Magyarországi helyzet Forrás: ÁNTSZ (2000)

7 As(V) előfordulása a pH függvényében As(III) előfordulása a pH függvényében Forrás: Fields et al. (2000)

8 As(V) előfordulása a pH függvényében As(III) előfordulása a pH függvényében Forrás: Fields et al. (2000)

9 Az arzén eredete Ásványok: többnyire vas- és kéntartalmú ásványokban jelenik meg Az arzén felszín alatti vizeinkben gyakran vas és mangán vegyületekkel együtt fordul elő Adott körülmények között (például az ásványokban jelen lévő kén átalakulása miatt, a fémek és az arzén oldott állapotba kerülhetnek) Reduktív viszonyok között a vas, a mangán és az arzén oldott állapotú vegyületei stabilizálódnak

10 Az arzén eltávolítására szolgáló technológiák

11 adszorpció a csapadék felületén, koprecipitáció Meszes vízlágyítás során történő arzén eltávolítás adszorpcióGranulált vas-hidroxidon történő adszorpció kicsapatás adszorpció koprecipitáció Koaguláció és szilárd/folyadék fázisszétválasztás nyomás hatására történő szilárd/folyadék fázisszétválasztás (előtte koaguláció) vagy: oldott As eltávolítása (RO, nanoszűrés) Membrán technológiák speciális adszorpcióIoncserés eljárás adszorpcióAktivált alumínium-oxidon történő adszorpció Arzén-eltávolító mechanizmus Alkalmazott technológia

12 adszorpció a csapadék felületén, koprecipitáció Meszes vízlágyítás során történő arzén eltávolítás adszorpcióGranulált vas-hidroxidon történő adszorpció kicsapatás adszorpció koprecipitáció Koaguláció és szilárd/folyadék fázisszétválasztás nyomás hatására történő szilárd/folyadék fázisszétválasztás (előtte koaguláció) vagy: oldott As eltávolítása (RO, nanoszűrés) Membrán technológiák speciális adszorpcióIoncserés eljárás adszorpcióAktivált alumínium-oxidon történő adszorpció Arzén-eltávolító mechanizmus Alkalmazott technológia

13 Arzén eltávolítása koagulációval + szil/foly fázissztétválasztással Lépései: Oxidáció Koaguláció (szilárd formává történő átalakítás) Szilárd/folyadék fázisszétválasztás (ülepítés, szűrés)

14 Oxidáció: Klór Kálium-permanganát Ózon Levegő oxigénje – nem elég erős

15 Arzén eltávolítása koagulációval + szil/foly fázissztétválasztással A szilárd formává való alakulás a következő lépések szerint történik (a vas- illetve alumínium sókkal végzett koaguláció során): precipitáció (kicsapatás): oldhatatlan AlAsO 4 illetve FeAsO 4 képződése koprecipitáció: az arzén beépülése az alumínium- illetve vas-hidroxid pelyhekbe adszorpció: az arzenát [As(V)] vegyületek adszorpciója a vas- illetve alumínium-hidroxid pelyhek felületén

16 Vas-hidroxid pelyhek adagolása Al-hidroxid pelyhek adagolása Koaguláció (Al) Koaguláció (FeCl 3 ) Szorbeálódott arzén móljainak száma / az adagolt vas vagy alumínium móljainak száma Az oldatban maradó egyensúlyi arzén-koncentráció (  M) Forrás: Edwards (1994) Az „előre létrehozott” pelyhek és az in-situ pehelyképződés hatékonyságának összehasonlítása

17 Vas-hidroxid pelyhek adagolása Al-hidroxid pelyhek adagolása Koaguláció (Al) Koaguláció (FeCl 3 ) Szorbeálódott arzén móljainak száma / az adagolt vas vagy alumínium móljainak száma Az oldatban maradó egyensúlyi arzén-koncentráció (  M) Forrás: Edwards (1994) Az „előre létrehozott” pelyhek és az in-situ pehelyképződés hatékonyságának összehasonlítása adszorpció+koprecipitáció+(precipitáció) adszorpció

18 koaguláns dózis egyéb szennyezők (pl. foszfát, szilikát) Az eltávolítás hatékonyságát befolyásoló tényezők arzén oxidációs száma pH alkalmazott koaguláns

19 koaguláns dózis egyéb anionok (pl. foszfát) Az eltávolítás hatékonyságát befolyásoló tényezők arzén oxidációs száma pH alkalmazott koaguláns

20 As(V) eltávolítása FeCl 3, Al 2 (SO 4 ) 3 és Bopac koagulánsokkal ~ 200 µ g/L kezdeti arzénkoncentrációról (budapesti csapvízből készített modell oldat) Az oxidáltsági fok szerepe

21 As(III) eltávolítása FeCl 3, Al 2 (SO 4 ) 3 és Bopac koagulánsokkal ~ 200 µg/L kezdeti arzénkoncentrációról (csepeli nyersvízből készített modell oldat) Az oxidáltsági fok szerepe Az alumínium tartalmú koagulálószer nem alkalmas az As(III) kicsapatására, míg a vas-koaguláns bizonyos mértékben képes erre (azonban As(V)-t a vas-klorid lényegesen haté- konyabban csap ki)

22 koaguláns dózis egyéb anionok (pl. foszfát) Az eltávolítás hatékonyságát befolyásoló tényezők arzén oxidációs száma pH alkalmazott koaguláns

23 pH hatása Arzenát eltávolítása a pH függvényében (budapesti csapvízből készített modell oldat, FeCl 3, Al 2 (SO 4 ) 3 és Bopac koagulánsok) pH-nak jelentős hatása van az As eltávolításra Eltávolított As (%) FeCl 3, ~ 200 µg/L kezdeti As(V) koncentráció 0,017 mmol Fe 3+ /L Al 2 (SO 4 ) 3, ~ 300 µg/L kezdeti As(V) koncentráció 0,131 mmol Fe 3+ /L Bopac, ~ 300 µg/L kezdeti As(V) koncentráció 0,136 mmol Fe 3+ /L

24 pH hatása Arzenát eltávolítása a pH függvényében (budapesti csapvízből készített modell oldat, FeCl 3 koaguláns, 206 μg/L kezdeti As koncentráció, 0,012 mg Fe 3+ /L koaguláns dózis) Eltávolítási hatásfok (%) pH

25 pH hatása pH hatása az arzéneltávolításra alumínium-szulfát koagulálószer alkalmazása esetén (előoxidáció 1,35 mg Cl 2 /L hypóval, 70 μg/L kezdeti arzénkoncentráció) A koaguláns dózis növelésével a pH hatása csökken  a magyarországi vizek esetén általában a pH szabályozás nem gazdaságos megoldás a nagy pufferkapacitás miatt. Helyette a koaguláns dózis növelése a megoldás a magasabb pH-val rendelkező nyersvizek esetén. Oldott As (μg/L)

26 koaguláns dózis egyéb anionok (pl. foszfát) Az eltávolítás hatékonyságát befolyásoló tényezők arzén oxidációs száma pH alkalmazott koaguláns

27 Vas-hidroxid pelyhek adagolása Al-hidroxid pelyhek adagolása Koaguláció (Al) Koaguláció (FeCl 3 ) Szorbeálódott arzén móljainak száma / az adagolt vas vagy alumínium móljainak száma Az oldatban maradó egyensúlyi arzén-koncentráció (  M) Forrás: Edwards (1994) Az „előre létrehozott” pelyhek és az in-situ pehelyképződés hatékonyságának összehasonlítása A vas, illetve alumínium-koaguláns hatékonysága közel azonos

28 As(V) eltávolítása FeCl 3, Al 2 (SO 4 ) 3 és Bopac koagulánsokkal ~ 200 µ g/L kezdeti arzénkoncentrációról (budapesti csapvízből készített modell oldat) Az alkalmazott koaguláns típusa Ezen eredmények azt mutatják, hogy a vas-klorid lényegesen hatékonyabb koagulálószer mint az alumínium-szulfát

29 koaguláns dózis egyéb anionok (pl. foszfát) Az eltávolítás hatékonyságát befolyásoló tényezők arzén oxidációs száma pH alkalmazott koaguláns

30 Koaguláns dózis: A 10 μg/L-es koncentráció eléréséhez 40-szeres Fe/As arány szükséges (mg/L értékeket figyelembe véve) (Ráczné és Degré, 1998; kísérletek Gyöngyfán) EZZEL SZEMBEN: a 10 µg/L-es arzénkoncentráció eléréséhez szükséges koaguláns dózist alapvetően a nyersvíz minősége határozza meg!!!

31 Arzenát eltávolítása vas-klorid koagulálószerrel csepeli nyersvízből (KOI = 1 mg/L) és hortobágy-szásztelki nyersvízből (KOI = 12,7 mg/L) készített modell oldatokból (arzén koncentráció ~ 200 µ g/L) Szervesanyag tartalom hatása az arzéneltávolításra

32 Arzenát eltávolítása alumínium-szulfát koagulálószerrel csepeli nyersvízből (KOI = 1 mg/L) és hortobágy-szásztelki nyersvízből (KOI = 13,7 mg/L) készített modell oldatokból (arzén koncentráció ~ 220 µ g/L) Szervesanyag tartalom hatása az arzéneltávolításra

33 Szükséges Me mmol/LSzükséges fém/arzén mólarány KOI ~ 1 mg/L KOI ~ 13 mg/L KOI ~ 1 mg/L KOI ~ 13 mg/L Vas-klorid0,020,256,885,1 Alumínium- szulfát 0,130,844,3272,5 Szervesanyag tartalom hatása az arzéneltávolításra A szükséges fém/arzén mólarány 10 µg/L-es arzénkoncentráció eléréséhez (~ 220 µ g/L kezdeti arzén koncentráció esetén) alacsony (KOI = ~ 1 mg/L) és magas (KOI ~ 13 mg/L) szervesanyag tartalmú vizek esetén

34 koaguláns dózis egyéb anionok (pl. foszfát) Az eltávolítás hatékonyságát befolyásoló tényezők arzén oxidációs száma pH alkalmazott koaguláns

35 Foszfát koncentráció hatása Különbőző kezdeti foszfátkoncentrációk (0,08 – 0,6 mg PO 4 -P/L) Azonos kezdeti arzénkoncentrációk (58 μg/L) Megegyező koaguláns dózisok (vas-klorid: 1,46 mg Fe 3+ /L) A foszfát ionok szintén csökkentik az arzéneltávolításra rendelkezésre álló koaguláns mennyiségét

36 Foszfát koncentráció hatása Három különböző kezdeti foszfátkoncentráció (0,38; 0,27; 0,17 mg PO 4 -P/L) Azonos kezdeti arzénkoncentrációk (58 μg/L) Növekvő koaguláns dózisok (vas-klorid: 0 – 5,7 mg Fe 3+ /L)

37 A nyersvíz bizonyos paraméterei, úgymint: szervesanyag tartalom foszfát tartalom szilikát koncentráció rendkívüli mértékben befolyásolják az adagolandó vas, illetve alumínium só mennyiségét Az arzén koncentráció mértéke az egyéb – vízben jelen lévő – anyagokhoz képest csekély, így az adagolandó koagulálószer mennyiségét alapvetően nem a víz arzéntartalma, hanem a víz egyéb paraméterei határozzák meg Előkísérletek fontossága a szükséges fémsó : arzén arány meghatározására minden egyes vízbázis esetén Következtetések az adagolandó koaguláns mennyiségére vonatkozóan

38 Technológiai sorok kialakítása

39 Cl 2 Fe(III)- flokk. Cl 2 gázmentesítés VITUKI – VÍZGÉPTERV által kidolgozott technológia (Kiss & Kelemen, 1985) Up-flow rendszerű szűrő mélységi szűrés

40 2HCO Ca(OH) 2 Ca CO H 2 O 2Ca CO CaCO 3 Mg 2+ + Ca(OH) 2 Mg(OH) 2 + Ca 2+ Vízlágyítás Ca(OH) 2 adagolásával

41 Vízlágyítás Na 2 CO 3 adagolásával 2Ca 2+ + Na 2 CO 3 CaCO 3 + Na +

42 Az arzén eltávolítása meszes vízlágyítás során: Adszorpció a keletkezett csapadék felületén Koprecipitáció: Mg(OH) 2 - ba történő beépülés

43 Cl 2 Fe(III)- Na 2 CO 3 vagy Ca(OH) 2 Cl 2 gázmentesítés vízlágyítás

44 Cl 2 Fe(III)- Ca(OH) 2 Cl 2 KMnO 4 gázmentesítés Vízlágyítás és pH szabályozás bedolgozott szűrőréteg (mangántalanítás)

45 Iszapkezelés lépései (Szeghalmi vízmű) : Ülepítő medence az ülepítés polielektrolit adagolásával történhet, amely az ülepedést gyorsítja Iszap átemelése a kondicionáló tartályba zeolit por adagolásával egyidejűleg Gépi víztelenítés (szűrőprés) A besűrített anyag konténerbe ürítése iszapkihordó csigával II. osztályú veszélyes hulladék; az elhelyezés feltétele min. 40 % szárazanyagtartalom  veszélyes hulladék lerakó

46 Iszapkezelés lépései (Dél-Bács-Kiskun megyei vízmű) : Ülepítő medence (10-15 óra tartózkodási idő) a felső fázis a települési csapadékcsatorna hálózatba kerül vagy visszavezetik a víztisztítási folyamat elejére Az iszap szárazanyag tartalma ülepítés után: 4-5 % Kaviccsal töltött (1-2 mm átmérőjű) drénezett szikkasztóágy tartózkodási idő: néhány nap Szikkasztás után a szárazanyag tartalom: 20 % Az iszapelhelyezés történhet betonba bedolgozással (?) vagy az aszódi veszélyes hulladék lerakóban

47 adszorpció a csapadék felületén, koprecipitáció Meszes vízlágyítás során történő arzén eltávolítás adszorpcióGranulált vas-hidroxidon történő adszorpció kicsapatás adszorpció koprecipitáció Koaguláció és szilárd/folyadék fázisszétválasztás nyomás hatására történő szilárd/folyadék fázisszétválasztás (előtte koaguláció) vagy: oldott As eltávolítása (RO, nanoszűrés) Membrán technológiák speciális adszorpcióIoncserés eljárás adszorpcióAktivált alumínium-oxidon történő adszorpció Arzén-eltávolító mechanizmus Alkalmazott technológia


Letölteni ppt "ARZÉN. 50 μg/L  10 μg/L A határérték meghatározása: Maximálisan megengedhető arzén bevitel: 2 μg arzén/kg/nap Átlagos 70 kg-os testtömeget feltételezve."

Hasonló előadás


Google Hirdetések