ARZÉN ELTÁVOLÍTÁSA IVÓVÍZBŐL BME, Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék ARZÉN ELTÁVOLÍTÁSA IVÓVÍZBŐL LAKY DÓRA

TÉMAKÖRÖK VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK Az arzénprobléma ismertetése – nemzetközi és hazai helyzet Arzénmentesítési technológiák Arzénmentesítés koagulációval (részletek, esettanulmány) Adszorpciós arzénmentesítés Technológiák összefoglalása (előnyök-hátrányok, költségek) Minta-technológiák bemutatása

ARZÉNPROBLÉMA A VILÁGBAN VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK ARZÉNPROBLÉMA A VILÁGBAN Smedley és Kinniburgh, 2002

AZ ARZÉNHATÁRÉRTÉK SZIGORODÁSA VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK AZ ARZÉNHATÁRÉRTÉK SZIGORODÁSA 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 Sokszor a kommunikációs nehézségek vagy a nem megfelelő kommunikáció miatt nem tudunk azokról az kutatási eredményekről melyek megkönnyíthetnék munkánkat vagy akár életünket. Ezt elkerülendő

koncentráció ivóvízben VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK AZ ARZÉNHATÁRÉRTÉK MEGÁLLAPÍTÁSA Étel: 60-80 μg arzén/nap 100 μg arzén/nap Ivóvíz általi fogyasztás: 20 μg arzén/nap Sokszor a kommunikációs nehézségek vagy a nem megfelelő kommunikáció miatt nem tudunk azokról az kutatási eredményekről melyek megkönnyíthetnék munkánkat vagy akár életünket. Ezt elkerülendő 2L-es átlagos ivóvízfogyasztást feltételezve 10 μg/L a maximálisan megengedhető arzén koncentráció ivóvízben

AZ ARZÉNHATÁRÉRTÉK MEGÁLLAPÍTÁSA VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK AZ ARZÉNHATÁRÉRTÉK MEGÁLLAPÍTÁSA Magyarországon…. Étel: 20-30 μg arzén/nap 100 μg arzén/nap Ivóvíz általi fogyasztás: 70 μg arzén/nap Sokszor a kommunikációs nehézségek vagy a nem megfelelő kommunikáció miatt nem tudunk azokról az kutatási eredményekről melyek megkönnyíthetnék munkánkat vagy akár életünket. Ezt elkerülendő 2L-es átlagos ivóvízfogyasztást feltételezve 30 μg/L maximális arzénkoncentráció megengedhető lenne???

AZ ARZÉNHATÁRÉRTÉK SZIGORODÁSA VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK AZ ARZÉNHATÁRÉRTÉK SZIGORODÁSA Arzén Határérték: Régi magyar hé.: 50 μg/L EU: 10 μ g/L Előfordulás: oldott állapotú anyag jelenik meg felszínalatti (mélységi) vizeinkben A vizekben az arzén főként a redukált állapotú As(III), vagy az oxidált állapotú As(V) formájában jelenik meg - a mélységi vizekre a redukált forma a jellemző

A MAGYARORSZÁGI ARZÉNHELYZET VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK A MAGYARORSZÁGI ARZÉNHELYZET Forrás: ÁNTSZ (2000)

ARZÉNFORMÁK AZ IVÓVÍZBEN VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK ARZÉNFORMÁK AZ IVÓVÍZBEN As(V) előfordulása a pH függvényében As(III) előfordulása a pH függvényében Forrás: Fields et al. (2000)

ARZÉNFORMÁK AZ IVÓVÍZBEN VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK ARZÉNFORMÁK AZ IVÓVÍZBEN As(V) előfordulása a pH függvényében As(III) előfordulása a pH függvényében Forrás: Fields et al. (2000)

AZ ARZÉN EREDETE VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK 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

AZ ARZÉNPROBLÉMA VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK TECHNOLÓGIÁK pH HCO3- Si PO43- szervesa. Arzén oxidációja Koaguláció (fém-só adagolás) Szil./foly. fázisszétvál. gyorsszűrés ultra/mikrosz. Arzén kioldódása kőzetekből Emberi eredetű As szennyezés megjelenése a vízbázisban Arzén a víztisztító telepen Adszorpciós arzén- mentesítés Nanoszűrés/ fordított ozmózis TECHNOLÓGIÁK As-tartalmú iszap víztelenítése Iszap elhelyezése Arzén tartalom visszanyerése

AZ ARZÉN ELTÁVOLÍTÁSÁRA SZOLGÁLÓ TECHNOLÓGIÁK VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK AZ ARZÉN ELTÁVOLÍTÁSÁRA SZOLGÁLÓ TECHNOLÓGIÁK Alkalmazott technológia Arzén-eltávolító mechanizmus Koaguláció és szilárd/folyadék fázisszétválasztás Kicsapatás – adszorpció – koprecipitáció Aktivált alumínium-oxidon történő adszorpció Adszorpció Granulált vas-hidroxidon történő adszorpció Meszes vízlágyítás során történő arzén eltávolítás Adszorpció a csapadék felületén, koprecipitáció Membrántechnológiák nyomás hatására történő szilárd/folyadék fázisszétválasztás (előtte koaguláció) vagy: oldott As eltávolítása (RO, nanoszűrés)

A KOAGULÁCIÓRÓL ÁLTALÁBAN VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK A KOAGULÁCIÓRÓL ÁLTALÁBAN H2O HCO3- + H3O+  H2CO3 + H2O [Al(H2O)6]3+  [Al(H2O)5OH]2+ + H3O+ H2O [Al(H2O)5OH]2+  [Al(H2O)4(OH)2]+ + H3O+ H2O [Al(H2O)4(OH)2]+  Al (OH)3˙3H2O + H3O+

A KOAGULÁCIÓRÓL ÁLTALÁBAN VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK A KOAGULÁCIÓRÓL ÁLTALÁBAN Az alumínium-hidroxidok között létrejövő hidrogén-híd kötés (szaggatott vonallal jelölve) és a kolloid szol aggregálódása

ARZÉNMENTESÍTÉS KOAGULÁCIÓVAL VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK ARZÉNMENTESÍTÉS KOAGULÁCIÓVAL Mi keletkezik az arzéntartalmú víz koagulációja során? Az arzén kapcsolatba kerül a vas- és alumínium pelyhekkel Tiszta csapadékok (Al(OH)3, Fe(OH)3, AlAsO4, FeAsO4) gyakorlatilag nem keletkeznek A keletkező pehelybe az arzén mellett a többi, vízben található komponens is beépül (úgymint foszfát, szilikát, szervesanyagok)

A KOAGULÁCIÓS ARZÉNMENTESÍTÉS LÉPÉSEI VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK A KOAGULÁCIÓS ARZÉNMENTESÍTÉS LÉPÉSEI Oxidáció Koaguláció (szilárd formává történő átalakítás) Szilárd/folyadék fázisszétválasztás (ülepítés, szűrés) Az alkalmazható oxidálószerek: Klór Kálium-permanganát Ózon Levegő oxigénje – nem elég erős

ARZÉNMENTESÍTÉS KOAGULÁCIÓVAL VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK ARZÉNMENTESÍTÉS KOAGULÁCIÓVAL A KÖVETKEZŐ KOMPONENSEK/VÍZMINŐSÉGI JELLEMZŐK HATÁSAIRÓL LESZ SZÓ: Szervesanyag Szilikát Foszfát pH / lúgosság

JAR TESZTEK (POHARAS KÍSÉRLETEK) VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK JAR TESZTEK (POHARAS KÍSÉRLETEK) Optimális pH, koaguláns dózis, koaguláns típus, stb. meghatározására (előkísérlet)

As eltáv. koagulációval – Szervesanyag hatása VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Szervesanyag hatása Komplexképző hatás: ennek során a vízbe adagolt fém ionok és huminsavak olyan vegyületeket képeznek, melyek vízoldhatósága jobb, mint az aggregálódott fém-hidroxid pelyheké (melyek a huminsavtól mentes vízben keletkeznek)  a keletkezett vegyületek lényegében átjutnak a szűrőn Kolloidstabilizáló hatás: ennek következtében pedig a huminsav bevonja a fém-hidroxid pelyhek felületét, így megfelelő méretű pelyhek nem képesek kialakulni, a keletkező pelyhek – és ennek következtében a vízben található, és a pelyhekbe beépült arzén is – átjutnak a szilárd/folyadék fázisszétválasztási egységen. Ez utóbbi negatív hatás segéd-derítőszer adagolásával kompenzálható (Kelemen, 1991)

As eltáv. koagulációval – Szervesanyag hatása VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Szervesanyag hatása Arzénmentesítés vas(III)-klorid só adagolásával alacsony (KOIPS = 1 mg/L) és magas (KOIPS = 13 mg/L) szervesanyagtartalom esetén KOIPS = 13 mg/L KOIPS = 1 mg/L Maradó oldott As [µg/L] 10 µg/L

A 10 µg/L arzén koncentráció eléréséhez szükséges Me3+ : As mólarány VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Szervesanyag hatása A 10 µg/L arzén koncentráció eléréséhez szükséges Me3+ : As mólarány KOIPS ~ 1 mg/L KOIPS ~ 13 mg/L Fe3+ (vas-klorid koaguláns) 6,8 85,1 Al3+ (alumínium-szulfát koaguláns) 44,3 272,5 A szükséges koaguláns dózisok között nagyságrendi különbség van!

As eltávolítása koagulációval – Szilikát hatása VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltávolítása koagulációval – Szilikát hatása Ortokovasav disszociációja; az egyes szilikát-formák előfordulási aránya a pH függvényében H4SiO4 H3SiO4- H2SiO42-

As eltávolítása koagulációval – Szilikát hatása VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltávolítása koagulációval – Szilikát hatása Arzénmentes, szilikát-tartalmú vízzel végzett kísérletek eredményei Maradék vaskoncentráció (0,45 µm pórusméretű membránon történő szűrést követően) a pH függvényében szilikát mentes és 30 mg/L SiO2 tartalmú modell oldatokban (3 mmol/L NaHCO3; ioncserélt vízből készített modell oldat; 1,5 mg Fe/L vas(III)-klorid koagulálószer adagolása)

Arzén és szilikát-tartalmú vízzel végzett kísérletek eredményei VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltávolítása koagulációval – Szilikát hatása Arzén és szilikát-tartalmú vízzel végzett kísérletek eredményei Maradék arzénkoncentrációk (0,45 µm pórusméretű membránon történő szűrést követően) a szilikát koncentráció függvényében (3 mmol/L NaHCO3; 60 µg/L kezdeti As(V) koncentráció; 1,5 mg Fe/L vas(III)-klorid koagulálószer adagolása)

As eltávolítása koagulációval – Szilikát hatása VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltávolítása koagulációval – Szilikát hatása 0,45 µm pórusméretű membránon szűrve 0,2 µm pórusméretű membránon szűrve kezdeti As 0,45 µm pórusméret; As 0,45 µm pórusméret; Fe Maradó oldott As [µg/L] adagolt Fe(III) = 1,5 mg/L kezdeti pH = 8,5

As eltávolítása koagulációval – Szilikát hatása VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltávolítása koagulációval – Szilikát hatása 0,45 µm pórusméretű membránon szűrve 0,2 µm pórusméretű membránon szűrve kezdeti As 0,45 µm pórusméret; As 0,45 µm pórusméret; Fe Maradó oldott As [µg/L] 0,2 µm pórusméret; As 0,2 µm pórusméret; Fe módszer: Liu et al. (2007)

As eltávolítása koagulációval – Szilikát hatása VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltávolítása koagulációval – Szilikát hatása A szilikát-tartalom hatása - következtetések: A 0,2 μm pórusméretű membránon történő szűrés következtében a vas-tartalom lényegében határérték körülire csökkent, ugyanakkor az arzénkoncentrációban ennyire jelentős csökkenést nem lehetett tapasztalni Szilikát esetén nem arról van szó, hogy apró fém-hidroxid pelyhek keletkeznek, melyek átjutnak a szűrőn (ez történik pl. a szerves komplexek képződésekor), hanem a fém-hidroxid és az arzén között nem alakul ki megfelelő kapcsolat (ezért van az, hogy a kisebb pórusméretű membránszűrő a vasat ugyan kiszűri, de az arzént nem, ugyanis az arzén nem tudott kellő mértékben kapcsolatba kerülni az apró fém pelyhekkel)

As eltávolítása koagulációval – Szilikát hatása VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltávolítása koagulációval – Szilikát hatása A koaguláns dózis növelésével a szilikát arzénmentesítésre gyakorolt negatív hatása kompenzálható  elérhető a 10 μg/L alatti maradék arzénkoncentráció (azonban lényegesen magasabb, kb. háromszoros koaguláns dózisra volt szükség ehhez, mint szilikát-mentes rendszerekben) Arzénkoncentráció értékek 0,45 µm és 0,2 µm pórusméretű membránon történő szűrést követően növekvő vas koaguláns és fix szilikát dózis (50 mg/L SiO2) alkalmazása esetén (ioncserélt vízből készített modell oldat; 50 µg/L kezdeti As(V) koncentráció; kezdeti pH = 8)

As eltávolítása koagulációval – Foszfát hatása VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltávolítása koagulációval – Foszfát hatása As O x 3 - P O x 3 -

As eltávolítása koagulációval – Foszfát hatása VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltávolítása koagulációval – Foszfát hatása Foszforsav disszociációja; az egyes orto-foszfát formák előfordulási aránya a pH függvényében H3PO4 H2PO4- HPO42- PO43-

As eltávolítása koagulációval – Foszfát hatása VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltávolítása koagulációval – Foszfát hatása Maradó oldott As [µg/L] Minden vizsgált pH értéken és koaguláns dózisnál a foszfátkoncentráció arzénmentesítésre gyakorolt negatív hatása egyértelmű volt Alacsonyabb koaguláns dózisnál, és magasabb pH értékeknél ez a hatás erőteljesebben jelentkezik

As eltávolítása koagulációval – Foszfát hatása VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltávolítása koagulációval – Foszfát hatása Csapvízből készített modell oldatok; kezdeti pH = 7,6 – 7,7; Fe koaguláns alkalmazása vas(III)-klorid formájában adagolva

As eltávolítása koagulációval – pH hatása VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltávolítása koagulációval – pH hatása pH-nak jelentős hatása van az As eltávolításra Eltávolított As (%) FeCl3, ~ 200 µg/L kezdeti As(V) koncentráció 0,017 mmol Fe3+/L Al2(SO4)3, ~ 300 µg/L kezdeti As(V) koncentráció 0,131 mmol Fe3+/L Bopac, ~ 300 µg/L kezdeti As(V) koncentráció 0,136 mmol Fe3+/L Arzenát eltávolítása a pH függvényében (budapesti csapvízből készített modell oldat, FeCl3, Al2(SO4)3 és Bopac koagulánsok)

As eltávolítása koagulációval – pH hatása VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltávolítása koagulációval – pH hatása A koaguláns dózis növelésével a pH hatása csökken Oldott As (μg/L) pH hatása az arzéneltávolításra alumínium-szulfát koagulálószer alkalmazása esetén (hajdúbagosi nyersvíz (2. sz. kút, üzemen kívül); előoxidáció 1,35 mg Cl2/L hypóval, 70 μg/L kezdeti arzénkoncentráció)

As eltáv. koagulációval – Lúgosság hatása VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Lúgosság hatása Következtetés: a lúgosságnak leginkább közvetetten van hatása a végső pH érték befolyásolásán keresztül. A hazai vizek pufferkapacitása elég magas, így a hidroxid-képződés biztosan végbemegy, amivel inkább számolni kell, az a nagy lúgosság  kevésbé csökken a koagulációt követően kialakuló pH érték  kisebb mértékű arzén eltávolítás Maradék arzénkoncentrációk a kezdeti lúgosság (NaHCO3 tartalom) függvényében (ioncserélt vízből készített modell oldat; 50 µg/L kezdeti As(V) koncentráció; 1 mg/L Fe koaguláns adagolása vas(III)-klorid formájában)

A tényezők együttes vizsgálata – Regresszió analízis VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK A tényezők együttes vizsgálata – Regresszió analízis Igazolás Mért As [μg/L] Mért As [μg/L] Számított As [μg/L] Számított As [μg/L] Oldott As [µg/L] = – 94,44 + 31,14 * PO4-P [mg/L] + 14,71 * pH + 0,55 * SiO2 [mg/L] – 5,80 * Fe [mg/L] A 10 µg/L-es arzénkoncentráció eléréséhez szükséges vas koaguláns mennyisége: Fe [mg/L] ≥ -18,01 + 5,37 * PO4-P [mg/L] + 2,54 * pH +0,09 * SiO2 [mg/L]

Regresszió analízis (2) VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK Regresszió analízis (2) Oldott As [µg/L] = – 94,44 + 31,14 * PO4-P [mg/L] + 14,71 * pH + + 0,55 * SiO2 [mg/L] – 5,80 * Fe [mg/L] A parciális korreláció értékek vizsgálata alapján a legjelentősebb befolyásoló tényezők: a szilikát koncentráció és a vas koaguláns mennyisége A 10 µg/L-es arzénkoncentráció eléréséhez szükséges vas koaguláns mennyisége: Fe [mg/L] ≥ -18,01 + 5,37 * PO4-P [mg/L] + 2,54 * pH +0,09 * SiO2 [mg/L] Az összefüggésben a végső pH szerepel mint változó, ez az érték azonban függ a kezdeti pH, lúgosság, valamint vas-koaguláns mennyiségétől  az első lépés a végső pH érték számítása

Regresszió analízis (3) VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK Regresszió analízis (3)

Regresszió analízis (4) VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK Regresszió analízis (4) Az adatok szórásának az oka: a szilikát-tartalmú oldatokkal végzett kísérletek során a pelyhek mérete a 0,2 – 0,45 μm mérettartományba esik Szilikátos oldatok eredményeinek elhagyásával a szórás jelentősen csökkent Mért As [μg/L] Számított As [μg/L] Oldott As [µg/L] = – 60,36 + 57,1*PO4-P [mg/L] + 10,61*pH – 10,10*Fe [mg/L]

A regressziós összefüggés alkalmazása VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK A regressziós összefüggés alkalmazása PO4-P (mg/L) pH SiO2 (mg/L) KOIPS (mg/L) min. Fe (mg/L) 0,15 7,2 40 1,5 4,7 0,40 6,0 60 6,5 7,8 8,2 10,4

As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek A nyersvíz jellemzői: pH 7.6 – 7.7 redox potenciál -110 – -55 mV arzén 35 – 70 μg/L vas 0.50 – 0.75 mg/L mangán 0.18 – 0.25 mg/L KOIPS 1.4 – 2.2 mg/L foszfát 0.5 – 0.6 mg/L ammónium 1.2 – 1.5 mg/L

As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek A félüzemi berendezés folyamatábrája Kezeletlen víz Gyors v. bekeverők Flokkulátor Szűrők Kezelt víz Nyers- víz

As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek A félüzemi berendezés folyamatábrája Kezeletlen víz Gyors v. bekeverők Flokkulátor Szűrők Kezelt víz 1 m3/h Nyers- víz

As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek A félüzemi berendezés folyamatábrája Kezeletlen víz Gyors v. bekeverők Flokkulátor Szűrők Kezelt víz Nyers- víz ~ 130 rpm ~ 2 min

As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek A félüzemi berendezés folyamatábrája Kezeletlen víz Gyors v. bekeverők Flokkulátor Szűrők Kezelt víz Nyers- víz ~ 15 rpm ~ 20 min

As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek A félüzemi berendezés folyamatábrája Kezeletlen víz Gyors v. bekeverők Flokkulátor Szűrők Kezelt víz szemcseméret: 1-2 mm Nyers- víz szemcseméret: 2-3 mm Szűrési sebesség: 20 m/h  7 m/h

 As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek A félüzemi kísérletekben alkalmazott vegyszerek KMnO4 NaOCl FeCl3  Al2(SO4)3 Oxidáló- szer Koaguláló- szer

 As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek A félüzemi kísérletekben alkalmazott vegyszerek KMnO4 NaOCl FeCl3  Al2(SO4)3 Oxidáló- szer Koaguláló- szer

As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek A félüzemi berendezés folyamatábrája Kezeletlen víz Gyors v. bekeverők Flokkulátor Szűrők Kezelt víz szemcseméret: 1-2 mm Nyers- víz szemcseméret: 2-3 mm Szűrési sebesség: 20 m/h  7 m/h

KMnO4/FeCl3 kombináció –A1 szűrő, As koncentráció VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK KMnO4/FeCl3 kombináció –A1 szűrő, As koncentráció As µg/L Vegyszerek: mg KMnO4/L, mg Fe/L 20 m/h 7 m/h

KMnO4/FeCl3 kombináció –B1 szűrő, As koncentráció VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK KMnO4/FeCl3 kombináció –B1 szűrő, As koncentráció B1 As B1 As szűrt Vegyszerek: mg KMnO4/L, mg Fe/L As µg/L 20 m/h 7 m/h

KMnO4/FeCl3 kombináció –A1 szűrő, Fe koncentráció VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK KMnO4/FeCl3 kombináció –A1 szűrő, Fe koncentráció Kút Fe Kút Fe szűrt A1 Fe A1 Fe szűrt Fe mg/L Vegyszerek: mg KMnO4/L, mg Fe/L 20 m/h 7 m/h

KMnO4/FeCl3 kombináció –B1 szűrő, Fe koncentráció VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK KMnO4/FeCl3 kombináció –B1 szűrő, Fe koncentráció Kút Fe Kút Fe szűrt B1 Fe B1 Fe szűrt Fe mg/L Vegyszerek: mg KMnO4/L, mg Fe/L 20 m/h 7 m/h

KMnO4/FeCl3 kombináció –A1 szűrő, Mn koncentráció VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK KMnO4/FeCl3 kombináció –A1 szűrő, Mn koncentráció Kút Mn Kút Mn szűrt A1 Mn A1 Mn szűrt Mn mg/L Vegyszerek: mg KMnO4/L, mg Fe/L 20 m/h 7 m/h

KMnO4/FeCl3 kombináció –B1 szűrő, Mn koncentráció VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK KMnO4/FeCl3 kombináció –B1 szűrő, Mn koncentráció Kút Mn Kút Mn szűrt B1 Mn B1 Mn szűrt Mn mg/L Vegyszerek: mg KMnO4/L, mg Fe/L 20 m/h 7 m/h

Az As eltávolítás szempontjából optimális vegyszerdózisok VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK Az As eltávolítás szempontjából optimális vegyszerdózisok KMnO4 NaOCl FeCl3 1,5 mg KMnO4/L 2,0 mg Fe3+/L 1,35 mg Cl2/L 2,0 mg Fe3+/L Al2(SO4)3 1,5 mg KMnO4/L 5,0 mg Al3+/L Oxidáló- szer Koaguláló- szer

As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek A kezelendő víz minősége Paraméter Érték pH 8,2 ± 0,1 redox potenciál -108 ± 49 mV arzén 43 ± 9 μg/L vas 0,16 ± 0,06 mg/L mangán 0,03 ± 0,03 mg/L KOIPS 4,00 ± 0,50 mg/L foszfát 0,20 ± 0,02 mg/L ammónium 1,03 ± 0,04 mg/L lúgosság 9,0 ± 0,2 meq/L szilikát ~ 18 mg SiO2/L metán ~ 40 NL/m3

As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek

As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek 1 m3/ h 1 m3/ h

As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek ~ 130 rpm ~ 2 min

As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek ~ 15 rpm ~ 20 min

As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek szemcseméret:: 1-2 mm átmérő: 350 mm

As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek Alkalmazott vízhozam a félüzemi kísérletekben: 0,5 m3/h A kialakuló szűrési sebeség: 5,2 m/h

As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek Optimális vegyszer-koncentrációk: KMnO4/FeCl3 As (µg/L) Vegyszerek (mg/L) 1 mg/L KMnO4 és 4 mg Fe(III)/L FeCl3 10 µg/L

As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek Optimális vegyszer-koncentrációk: NaOCl/FeCl3 As (µg/L) Vegyszerek (mg/L) 1.7 mg Cl2/L NaOCl és 4 mg Fe(III)/L FeCl3 10 µg/L

Homokszűrés hatékonysága VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK Homokszűrés hatékonysága A homokszűrőről lejövő víz összes és oldott arzénkoncentrációja közötti összefüggés A homokszűrés megfelelő hatékonysággal távolította el a keletkező pelyheket

A mechanikus bekeverés elhagyásának hatása (rövid távon) VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK A mechanikus bekeverés elhagyásának hatása (rövid távon) Rövid távon nem jelentkezett a keverés elhagyásának negatív hatása

A flokkulátortartály kiiktatásának hatása VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK A flokkulátortartály kiiktatásának hatása (A sor: nincs flokk.; B sor: üzemel a flokk. tartály) 16 14 12 10 8 6 4 2 10 µg/L A sor Összes As (µg/L) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Öblítés után eltelt idő 8 7 6 5 4 3 2 1 Összes As (µg/L) B sor 0 5 10 15 20 25 Öblítés után eltelt idő

A flokkulátortartály kiiktatásának hatása VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK A flokkulátortartály kiiktatásának hatása (A sor: nincs flokk.; B sor: üzemel a flokk. tartály) 1,2 2 0,8 0,6 0,4 0,2 A szűrési ciklus részletes mintázása során egyértelművé vált a flokkulátortartály kiiktatásának negatív hatása (a szűrési ciklus a felére csökkent) A sor Összes Fe (mg/L) 8 óra 14 óra 0,2 mg/L 12 óra 20 óra 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Öblítés után eltelt idő 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 Összes Fe (mg/L) B sor 0 5 10 15 20 25 Öblítés után eltelt idő

Nyersvíz pH csökkentésének hatása VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK Nyersvíz pH csökkentésének hatása Félüzemi szinten nem tudtuk kimutatni a nyersvíz pH csökkentésének pozitív hatását a maradó arzénkoncentrációra

As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As eltáv. koagulációval – Félüzemi kísérletek Laboratóriumi és félüzemi kísérleti eredmények összehasonlítása 1 mg/L KMnO4 és 4.5 mg Fe(III)/L FeCl3 az optimális vegyszerkoncentrációk (nagyon közel a félüzemi kísérleti eredményekhez) As (µg/L) Vegyszerek (mg/L) 10 µg/L

FÉLÜZEMI KÍSÉRLETEK ÖSSZEFOGLALÁSA VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK FÉLÜZEMI KÍSÉRLETEK ÖSSZEFOGLALÁSA Optimális vegyszerkoncentrációk meghatározása Félüzemi és laboratóriumi kísérleti eredmények összehasonlítása A homokszűrés hatékonyságának értékelése Keverési program változtatásának hatása 1 mg/L KMnO4 és 4 mg Fe(III)/L FeCl3 1 mg/L KMnO4 és 4,5 mg Fe(III)/L FeCl3 Oldott As [μg/L] Összes As [μg/L]

JAVASOLT TECHNOLÓGIA EGY ADOTT TELEPÜLÉSEN VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK JAVASOLT TECHNOLÓGIA EGY ADOTT TELEPÜLÉSEN Félüzemi kísérletek eredményei alapján: Mind a klóros (törésponti klórdózis töredékének alkalmazásával), mind a kálium-permanganátos oxidáció megfelelő az arzén szempontjából Komplex technológia kialakítása  ammónium eltávolítása törésponti klórozással, majd vas(III)-kloriddal végzett koaguláció Paraméter Érték pH 8,2 ± 0,1 redoxi potenciál -108 ± 49 mV arzén 43 ± 9 μg/L vas 0,16 ± 0,06 mg/L mangán 0,03 ± 0,03 mg/L KOIPS 4,00 ± 0,50 mg/L foszfát 0,20 ± 0,02 mg/L ammónium 1,03 ± 0,04 mg/L lúgosság 9,0 ± 0,2 meq/L szilikát ~ 18 mg SiO2/L metán ~ 40 NL/m3

JAVASOLT TECHNOLÓGIA EGY ADOTT TELEPÜLÉSEN VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK JAVASOLT TECHNOLÓGIA EGY ADOTT TELEPÜLÉSEN KLÓR FeCl3 KLÓR

JAVASOLT TECHNOLÓGIA EGY ADOTT TELEPÜLÉSEN VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK JAVASOLT TECHNOLÓGIA EGY ADOTT TELEPÜLÉSEN 430 m3/nap KLÓR FeCl3 KLÓR TÖRÉSPONTI KLÓROZÁS Félüzemi kísérletek eredményei alapján: 10,4 mg Cl2/L  az As(III)  As(V) oxidáció végbemegy  Maradék NH4+ koncentráció: 0,1 mg/L

JAVASOLT TECHNOLÓGIA EGY ADOTT TELEPÜLÉSEN VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK JAVASOLT TECHNOLÓGIA EGY ADOTT TELEPÜLÉSEN 430 m3/nap KLÓR FeCl3 KLÓR KOAGULÁCIÓ Félüzemi kísérletek eredményei alapján: 4 mg/L Fe(III) adagolása  As(V) szilárd formává alakulása megtörténik Gyors keverés: 2 perces tartózkodási idő  0,6 m3 térfogatú vegyszerbekeverő tartály

JAVASOLT TECHNOLÓGIA EGY ADOTT TELEPÜLÉSEN VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK JAVASOLT TECHNOLÓGIA EGY ADOTT TELEPÜLÉSEN 430 m3/nap KLÓR FeCl3 KLÓR FLOKKULÁCIÓ Lassú keverés: 15 perces tartózkodási idő  4,5 m3 térfogatú vegyszerbekeverő tartály

JAVASOLT TECHNOLÓGIA EGY ADOTT TELEPÜLÉSEN VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK JAVASOLT TECHNOLÓGIA EGY ADOTT TELEPÜLÉSEN 430 m3/nap KLÓR FeCl3 KLÓR GYORS HOMOKSZŰRÉS Félüzemi kísérletek alapján: 5 m/h szűrési sebesség Szükséges felület: 3,6 m2

JAVASOLT TECHNOLÓGIA EGY ADOTT TELEPÜLÉSEN VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK JAVASOLT TECHNOLÓGIA EGY ADOTT TELEPÜLÉSEN 430 m3/nap KLÓR FeCl3 KLÓR AKTÍV SZÉN ADSZORPCIÓ Félüzemi kísérletek alapján: 21 μg/L trihalo-metán koncentráció (határérték alatti), azonban biztonsági okokból, valamint a klórkoncentráció csökkentése érdekében aktív szén adszorber beépítése javasolt

ARZÉNMENTESÍTÉS KOAGULÁCIÓVAL VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK ARZÉNMENTESÍTÉS KOAGULÁCIÓVAL KÖVETKEZTETÉSEK Az arzénen kívül a vízben megtalálható, egyéb komponensek figyelembe vétele: Szilikát Foszfát Szervesanyag Előkísérletek szerepe Laboratóriumi és félüzemi léptékű eredmények összehasonlíthatósága A folytatás: adszorpciós technológiák

AZ ADSZORPCIÓ ALAPJA VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK Egyensúly áll be az adszorbensen megkötött anyagmennyiség és a víztérben mért koncentráció között Az egyensúly adott idő elteltével áll be A víztisztítási technológiák alkalmazásakor általában nem áll rendelkezésre annyi idő, hogy ez az egyensúly beálljon (a kontaktidő az adszorbereken általában kisebb)

ADSZORPCIÓ - FOGALMAK VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK Co Befolyó víz C0 Co Elfolyó víz Celfolyó Aktív adszorpció zónája Telített zóna (Celfolyó = Co) Friss adszorber (Celfolyó = 0 mg/L)

ADSZORPCIÓ - FOGALMAK 1 A2 A1 VB VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK Celfolyó Co A1 VB Az elfolyó víz mennyisége Üres ágytérfogat = A töltet térfogata (pórusokkal együtt) Üres ágytérfogat Vízhozam Az üres ágytérfogatra vonatkoztatott kontakt-idő =

ADSZORPCIÓS ARZÉNMENTESÍTÉS VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK ADSZORPCIÓS ARZÉNMENTESÍTÉS GEH (GRANULÁLT VAS-HIDROXID) ELŐÁLLÍTÁSA A vasoxidon történő felületi megkötésen alapuló eljárást a Berlini Műszaki Egyetemen 1991 és 1994 között fejlesztették ki (Dr M. Jekel és Dr W. Driehaus) Előállítása: A granulált vashidroxid valójában kristályos vasoxi-hidroxid (β-FeOOH), ami az akaganeit nevű természetes kristálynak felel meg. A GEH-et egy savas vasklorid-oldatból gyártják nátrium-hidroxiddal való semlegesítéssel: A keletkező csapadékot ioncserélt vízzel kimossák, és centrifugálják, majd a hidroxidgélt megfagyasztják (víztelenítési célból  a szabad vizet és az adszorbeált vizet is eltávolítja)

ADSZORPCIÓS ARZÉNMENTESÍTÉS VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK ADSZORPCIÓS ARZÉNMENTESÍTÉS GEH (GRANULÁLT VAS-HIDROXID) ALKALMAZÁSI TAPASZTALATAI 19 NÉMETORSZÁGI VÍZMŰBEN Az üres ágytérfogatra vonatkoztatott kontaktidő: 3 - 10 perc Visszamosatás havi gyakorisággal, tiszta vízzel, 20 percen keresztül 50 000 - 280 000 ágytérfogatnyi víz kezelése után merültek ki a töltetek (az elfolyó víz koncentrációja meghaladta az 5 μg/L-t) 10 - 40 μg/L kezdeti arzénkoncentráció esetén 6-os pH-n: 280 000 ágytérfogat kezelése 8-as pH-n: 60 - 90 000 ágytérfogat kezelése

ADSZORPCIÓS ARZÉNMENTESÍTÉS VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK ADSZORPCIÓS ARZÉNMENTESÍTÉS GEH (GRANULÁLT VAS-HIDROXID) ADSZORPCIÓS KAPACITÁSA (Driehaus, 2002) A gyártó által megadott adatok szerint: 55 - 60 g/kg A kapacitást azonban a következő értékek befolyásolják: Kezdeti arzénkoncentráció (mivel egyensúlyi folyamatról van szó, nekünk azonban nem mindegy, hogy milyen kezdeti koncentrációról mekkorára szeretnénk lecsökkenteni az As-t) Kontakt-idő  a víztisztító telepeken általában nincs arra idő, hogy az egyensúly beálljon Egyéb vízminőségi jellemzők („versengő” komponensek, pH) Irreálisan magas kezdeti As koncentrációval végzett kísérletek eredményei  kevesebb ágytérfogat kezelésére alkalmas az adszorbens, de lényegesen nagyobb kapacitásértékek adódnak, ami nagyon félrevezető lehet!

ADSZORPCIÓS ARZÉNMENTESÍTÉS VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK ADSZORPCIÓS ARZÉNMENTESÍTÉS AZ ADSZORPCIÓS KAPACITÁS MEGHATÁROZÁSA KÍSÉRLETI ÚTON Batch kísérlet Oszlopos kísérlet Erlenmeyer-lombik Adszorbens Nyers víz Kezelt víz Adszorbens Rázópad Változó nyersvízminőség Változó kontakt-idő (mintavétel időpontja) Változó adszorbens mennyiség Változó nyersvízminőség Változó kontakt-idő (vízhozam, adszorber-mennyiség változtatása) Regenerálás lehetőségének vizsgálata

Thirunavukkarasu és mtsai, 2003 VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK ADSZORPCIÓS ARZÉNMENTESÍTÉS GEH (GRANULÁLT VAS-HIDROXID) ADSZORPCIÓS KAPACITÁSA A gyártó által megadott adatok szerint: 55 - 60 g/kg Kísérleti eredmények (Kardos M., 2006 alapján): pH Kezdeti As Áttörési As-konc. Kontaktidő Adsz. kap. Forrás [μg/l] [min] [g/kg] 7,6 500 5 2 0,37 Thirunavukkarasu és mtsai, 2003 7,3 12-22 5-10 0,29 Khandaker és mtsai, 2006 7-8 8-25 2,5-5,4 1,4 Holy és mtsai, 1998 7,9 21 10 6 1,3 Seith és mtsai, 1999

ADSZORPCIÓS ARZÉNMENTESÍTÉS VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK ADSZORPCIÓS ARZÉNMENTESÍTÉS AZ ARZÉNNEL VERSENGŐ KOMPONENSEK HATÁSA A szelektivitási sorrend: arzenát > foszfát > fluorid > szulfát > klorid (Driehaus, 1994) A GEH arzénre szelektív adszorbensnek minősül, azonban míg az arzén a vizekben többnyire 10-100 µg/L koncentrációban fordul elő, addig a többi anion koncentrációja általában egy (esetleg több) nagyságrenddel nagyobb A foszfát/arzenát arány növekedésével a megkötött arzenát mennyiség rohamosan, később kisebb mértékben csökken. Foszfát/arzenát = 5 mólaránynál mintegy negyedannyi arzenát kötődik meg, mint foszfát jelenléte nélkül, ez a szám 10-es arány esetén 10%, 20-as arány esetén 7-8% (Driehaus, 1994; Kardos, 2006)

ADSZORPCIÓS ARZÉNMENTESÍTÉS VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK ADSZORPCIÓS ARZÉNMENTESÍTÉS A pH HATÁSA A GEH ARZÉNMEGKÖTŐ KAPACITÁSÁRA Az egyes kutatási eredmények meglehetősen ellentmondásosak, de általában alacsonyabb pH-n tapasztalták a kedvezőbb As eltávolítást Megkötődött As (g/kg adszorbens) Forrás: Driehaus, 2002

ADSZORPCIÓS ARZÉNMENTESÍTÉS VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK ADSZORPCIÓS ARZÉNMENTESÍTÉS EGYÉB, ARZÉNMEGKÖTÉSRE ALKALMAS ADSZORBENSEK Aktivált alumínium Vas-hidroxiddal bevont aktivált alumínium Vas-hidroxiddal bevont aktív szén Vas-hidroxiddal bevont zeolit Vas-hidroxiddal bevont búzakorpa Stb.

ADSZORPCIÓS ARZÉNMENTESÍTÉS VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK ADSZORPCIÓS ARZÉNMENTESÍTÉS ÖSSZEFOGLALÁS Az adszorbensek arzénmegkötő kapacitása között jelentős az eltérés, melynek oka a kísérletekben alkalmazott különböző nyersvízminőség Általánosságban igaz az, hogy az alacsonyabb pH az arzén adszorpciójára kedvező hatással van (Holm, 2002; Lin és Wu, 2001; Driehaus, 2002; Streat et al., 2008), alacsonyabb pH értéken ugyanis az adszorbens pozitív felületi töltéssel rendelkezik, melyen a negatív töltésű ionok megkötődése hatékonyabb A vízben található anionok (foszfát, szilikát, szulfát, karbonát, bikarbonát, fluorid, klorid, nitrát) és az arzén között verseny alakulhat ki a szabad adszorpciós helyekért, azonban ennek mértéke mindig az adott nyersvíz jellegétől függ (az egyes anionok koncentrációjától, pH-tól)

ADSZORPCIÓS ARZÉNMENTESÍTÉS VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK ADSZORPCIÓS ARZÉNMENTESÍTÉS ÖSSZEFOGLALÁS (folyt.) A nyersvíz szervesanyag tartalma tovább csökkentheti az adszorbensek kapacitását (Redman et al., 2002) A vas-hidroxid alapú adszorbensek arzénmegkötő kapacitása általában nagyobb mint az alumínium-oxid alapúaké (Lin és Wu, 2001) Míg a vas-hidroxid előoxidáció nélkül is képes az arzén megkötésére, – melynek oka feltehetően az arzenit oxidációja a vas(III)-hidroxid által (Thirunavukkarasu et al., 2003) – addig aktivált alumínium-oxid alkalmazása esetén általában előoxidáció szükséges (Lin és Wu, 2001)

Érintett lakosok száma Alkalmazott eltávolítási technológia VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK Az arzénproblémával érintett európai országok köre (1) Ország Arzén eredete Érintett lakosok száma Arzén-koncentrá-ció Alkalmazott eltávolítási technológia Forrás Magyarország Geológiai eredetű 1 400 000 10 – 100 μg/L Koaguláció, adszorpció - Görögország északi része Geoter-mikus eredet 10 – 70 μg/L Nincs adat Katsoyiannis et al., 2007 Horvátország keleti része 200 000 10 – 610 μg/L Koaguláció és ezt követően szűrés, vagy csak szűrés. Mivel gyakran a határértéknek nem felel meg a kezelt víz (pl. Eszéken a 250 μg/L-es arzénkoncentrációt 40 μg/L-re tudják csökkenteni koagulációval), kísérleteznek vassal bevont adszorberekkel. Habuda-Stanic et al., 2007 Románia Franciaország Bányászat Svájc 100 – 160 μg/L Nem közvetlenül ivóvíz-célú felhasználás, hanem állattartás Pfeifer, 2007

Érintett lakosok száma Alkalmazott eltávolítási technológia VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK Az arzénproblémával érintett európai országok köre (2) Ország Arzén eredete Érintett lakosok száma Arzén-koncentrá-ció Alkalmazott eltávolítási technológia Forrás Szlovákia Ipari eredetű szennyezés - 1780 μg/L Kyjov) 27 μg/L (Ondava) Nem közvetlenül ivóvíz-célú felhasználás, hanem öntözés Hiller et al., 2009 Anglia Főként magánkutakat érint, a közüzemi vízellátásban nem probléma http://www.admin.cam.ac.uk/news/dp/2007082901 Németország Bányászat GEH adszorpció alkalmazása számos németországi vízműben van Halem et al., 2009 Lengyel-ország Ausztria, Finnország, Olaszország, Oroszország Petrusevski et al., 2007 Szerbia északi része 470 000 2 – 250 μg/L (420 μg/L) 10 települést érint a probléma; nincs technológia; 2 helyen: kísérletek vas-alapú adszorbenssel Jovanovic D., 2010

As-mentesítési technológiák előnyei és hátrányai VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As-mentesítési technológiák előnyei és hátrányai Technológiák Előnyök Hátrányok Koaguláció, majd ezt követő homokszűrés Jól ismert technológia, megbízható működés, széleskörű tapasztalatok Előoxidáció szükséges, nagy mennyiségű arzéntartalmú iszap keletkezése Meszes vízlágyítás Megbízható működés 10,5 feletti pH értéken hatékony Koaguláció, majd ezt követő mikroszűrés / ultraszűrés Hatékony szilárd-folyadék fázisszétválasztás Előkezelés (oxidáció, koaguláns adagolása) szükséges, ár Fordított ozmózis Nem szükséges előkezelés (oxidáció, koaguláció), hatékony arzéneltávolítás érhető el Magas üzemeltetési költségek Adszorpciós arzénmentesítés (granulált vas-hidroxid, aktivált alumínium, ioncsere) Egyszerű üzemeltetés, nem szükséges előoxidáció (elvileg) Versengő ionok (legfőképpen orto-foszfát ion) befolyásoló hatása, gyakori monitoring szükséges, mivel a kimerülés várható ideje nem ismert

Adszorpciós és koagulációs technológia költségei VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK Adszorpciós és koagulációs technológia költségei Koaguláció+homokszűrés GEH adszorbens AsMet adszorbens Koaguláció+homokszűrés GEH adszorbens AsMet adszorbens Forrás: S-Metalltech; www.arzenmentesites.hu

Adszorpciós és koagulációs technológia költségei VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK Adszorpciós és koagulációs technológia költségei Koaguláció+homokszűrés GEH adszorbens AsMet adszorbens Forrás: S-Metalltech; www.arzenmentesites.hu

Adszorpciós és koagulációs technológia költségei VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK Adszorpciós és koagulációs technológia költségei Koaguláció+homokszűrés GEH adszorbens AsMet adszorbens technológiai vízigény (öblítővíz) Forrás: S-Metalltech; www.arzenmentesites.hu

Adszorpciós és koagulációs technológia költségei VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK Adszorpciós és koagulációs technológia költségei Koaguláció+homokszűrés GEH adszorbens AsMet adszorbens technológiai vízigény (öblítővíz) Forrás: S-Metalltech; www.arzenmentesites.hu

Életciklus elemzés – „Bölcsőtöl a sírig” (1) VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK Életciklus elemzés – „Bölcsőtöl a sírig” (1)

Életciklus elemzés – „Bölcsőtöl a sírig” (2) VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK Életciklus elemzés – „Bölcsőtöl a sírig” (2) Depletion of abiotic resources (erőforrás kimerülés), Global warming potential (üvegházhatású gázok); Acidification potential (savasodási potenciál), Photo-oxidant formation potential (fotó-oxidánsok); Eutrophication potential (eutrofizációs potenciál); Human toxicity potential (humántoxicitás)

Életciklus elemzés – „Bölcsőtöl a sírig” (3) VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK Életciklus elemzés – „Bölcsőtöl a sírig” (3)

MINTA-TECHNOLÓGIAI SOROK (1) VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK MINTA-TECHNOLÓGIAI SOROK (1)

MINTA-TECHNOLÓGIAI SOROK (2) VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK MINTA-TECHNOLÓGIAI SOROK (2)

MINTA-TECHNOLÓGIAI SOROK (3) VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK MINTA-TECHNOLÓGIAI SOROK (3)

MINTA-TECHNOLÓGIAI SOROK (4) VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK MINTA-TECHNOLÓGIAI SOROK (4)

MINTA-TECHNOLÓGIAI SOROK (5) VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK MINTA-TECHNOLÓGIAI SOROK (5)

As-MENTESÍTÉS + TÖRÉSPONTI KLÓROZÁS VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK As-MENTESÍTÉS + TÖRÉSPONTI KLÓROZÁS koaguláns: 0,08 mmol Al/L Az arzén megfelelő mértékű oxidációjához a törésponti klórmennyiség töredéke elegendő (ugyanolyan maradék As koncentrációkat sikerült elérni, mint 0,4 – 1,0 mg Cl2/L adagolásával)

MINTA-TECHNOLÓGIAI SOROK (6) VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK MINTA-TECHNOLÓGIAI SOROK (6)