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.

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: 60-80 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: 20-30 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: 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-

6 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

7 Kicsapási eljárások Oldékonyság: AlAsO 4 - 10 -16 g/L FeAsO 4 - 10 -21 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

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

9 Az arzén eltávolítására szolgáló technológiák

10 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

11 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

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

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

14 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

15 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

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 adszorpció+koprecipitáció+(precipitáció) adszorpció

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

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

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

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

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

22 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)

23 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

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

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

26 0 20 40 60 80 456789101112 Eltávolított As (%) FeCl3, ~ 200 µ g/L kezdeti As(V) koncentráció, 0.017 mmol Fe3+/L Bopac, ~ 230 µ g/L kezdeti As(V) koncentráció, 0.136 mmol Al3+/L

27

28

29

30

31

32 Technológiai sorok kialakítása

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

34 2HCO 3 - + Ca(OH) 2 Ca 2+ + 2CO 3 2- + 2H 2 O 2Ca 2+ + 2CO 3 2- 2CaCO 3 Mg 2+ + Ca(OH) 2 Mg(OH) 2 + Ca 2+ Vízlágyítás Ca(OH) 2 adagolásával

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

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

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

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

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

40 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

41 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

42 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