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  140 μg arzén/nap Biztonsági tényezők figyelembe vétele: 100 μg arzén/nap

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

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...

Arzén Határérték: Magyar:50 μg/L EU:10 μ g/L Előfordulás: anionos formában, tehát oldott állapotú anyag jelenik meg felszínalatti vizeinkben pH < 8,0 - H 3 AsO 3 As(III) pH < 6,0 - H 2 AsO 4 - pH > 6,0 - HAsO 4 2-

Az arzén eredete Ásványok: többnyire vas- és kéntartalmú ásványokban jelenik meg Az arzén felszín alatti vizeinkben 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

Kicsapási eljárások Oldékonyság: AlAsO g/L FeAsO g/L Az oxidált állapotú arzén vegyületek kicsapódása lényegesen hatékonyabb, mint a redukált vegyületeké. Fontos tehát az arzén vegyületek oxidálása. Redox potenciál:E 0 = 0,56 V Oxidálószerek:  Levegő oxigénje - nem elég erős  Mangándioxid (MnO 2 ), mangánoxi-hidroxid (MnO(OH) 2 )  Ózon  Klór

Adszorpció Lehetséges adszorbensek:  Aktivált alumínium-oxid  Vas(III)-oxi-hidroxid Membrántechnológiák

Az arzén eltávolítására szolgáló technológiák

Alkalmazott technológiaArzén-eltávolító mechanizmus Koaguláció és szilárd/folyadék fázisszétválasztás kicsapatás adszorpció koprecipitáció Aktivált alumínium-oxidon történő adszorpció adszorpció Granulált vas-hidroxidon történő adszorpció adszorpció Ioncserés eljárásspeciális adszorpció Meszes vízlágyítás során történő arzén eltávolítás adszorpció a csapadék felületén, koprecipitáció Membrán technológiáknyomás hatására történő szilárd/folyadék fázisszétválasztás Szűrés mangán zöldhomokon keresztül katalitikus oxidáció, majd ezt követően adszorpció

Alkalmazott technológiaArzén-eltávolító mechanizmus Koaguláció és szilárd/folyadék fázisszétválasztás kicsapatás adszorpció koprecipitáció Aktivált alumínium-oxidon történő adszorpció adszorpció Granulált vas-hidroxidon történő adszorpció adszorpció Ioncserés eljárásspeciális adszorpció Meszes vízlágyítás során történő arzén eltávolítás adszorpció a csapadék felületén, koprecipitáció Membrán technológiáknyomás hatására történő szilárd/folyadék fázisszétválasztás Szűrés mangán zöldhomokon keresztül katalitikus oxidáció, majd ezt követően adszorpció

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

Oxidáció: Klór Kálium-permanganát Ózon (szervesanyag jelenléte befolyásolja a hatékonyságot) Levegő oxigénje – nem elég erős

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

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

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

koaguláns dózis Az eltávolítás hatékonyságát befolyásoló tényezők arzén oxidációs száma pH alkalmazott koaguláns

koaguláns dózis Az eltávolítás hatékonyságát befolyásoló tényezők arzén oxidációs száma pH alkalmazott koaguláns

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

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

koaguláns dózis Az eltávolítás hatékonyságát befolyásoló tényezők arzén oxidációs száma pH alkalmazott koaguláns

Az alkalmazott koaguláns szerepe: pH  7,0 esetén az alumínium- és vas koaguláns hatékonysága közel azonos (ha az adagolt mólok számát tekintjük), azonban magasabb pH értékeken vas-koaguláns adagolása célravezetőbb (Magyarországon a hálózatba bocsátott víz pH-ja > 7)

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

koaguláns dózis Az eltávolítás hatékonyságát befolyásoló tényezők arzén oxidációs száma pH alkalmazott koaguláns

Koaguláns dózis: A 10 μg/L-es koncentráció eléréséhez 40-szeres Fe/As arány szükséges (mg/L értékeket figyelembe véve) (El-Bahadli, 2000)

Eltávolított As (%) FeCl3, ~ 200 µ g/L kezdeti As(V) koncentráció, mmol Fe3+/L Bopac, ~ 230 µ g/L kezdeti As(V) koncentráció, mmol Al3+/L

Technológiai sorok kialakítása

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

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

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

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

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

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

vegyszerbekeverők puffer tartály flotálóutószűrő utó- fertőtlenítés nyers víz oxidálószer koagulálószer flokkulálószer fertőtlenítőszer ARZÉNMENTESÍTÉSI TECHNOLÓGIA VÁZLATA

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

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

Alkalmazott technológiaArzén-eltávolító mechanizmus Koaguláció és szilárd/folyadék fázisszétválasztás kicsapatás adszorpció koprecipitáció Aktivált alumínium-oxidon történő adszorpció adszorpció Granulált vas-hidroxidon történő adszorpció adszorpció Ioncserés eljárásspeciális adszorpció Meszes vízlágyítás során történő arzén eltávolítás adszorpció a csapadék felületén, koprecipitáció Membrán technológiáknyomás hatására történő szilárd/folyadék fázisszétválasztás Szűrés mangán zöldhomokon keresztül katalitikus oxidáció, majd ezt követően adszorpció