Ugrás a tartalomhoz

Vízellátás és szennyvízkezelés

Dr. Török Sándor (2011)

Szent István Egyetem

7. fejezet - A vízkezelés alapműveletei (III.)

7. fejezet - A vízkezelés alapműveletei (III.)

Bevezető

Ennek a tanulási egységnek célja, hogy megismerjük:

  • a vas- és mangántalanítást,

  • a lágyítást,

  • az arzénmentesítést, valamint

  • az íz- és szagártalmak kiküszöbölését.

A tanulási egység követelményei:

  • tudni kell ismertetni a vas- és mangántalanítás, a lágyítás, az arzénmentesítés, valamint az íz- és szagártalmak kiküszöbölésének elméletét, technológiáját,

  • rajzolni kell tudni a jellemző gépészeti megoldásokat.

7.1. Vas- és mangántalanítás

A vas- és mangán tartalmú víz nem káros az emberi szervezetre, azonban esztétikai okokból ezeket a komponenseket is el kell távolítanunk a nyersvízből.

Az Európai Uniós (2001 óta Magyarországon is érvényes) szabályozás szerint 0,2 mg/l a maximálisan megengedhető vas, és 0,05 mg/l a maximálisan megengedhető mangán koncentráció az ivóvízben.

A vas és mangán előfordulási helyei:

  • talajvíz,

  • védett rétegvíz és

  • parti szűrésű víz.

A vízben oldott vas és mangán három jellegzetes vegyületben található (Pálhidy, 1983):

  • hidrogén-karbonát [Fe(HCO3)2 és Mn(HCO3)2],

  • szulfát [FeSO4 és MnSO4] és

  • szerves vegyületként.

Ha a két vegyértékű vas- és mangánion levegővel érintkezik, akkor három, illetve négy vegyértékűvé válik. Vízben nem oldódó hidroxid (vörös színű csapadék) keletkezik, ami szűréssel, vagy derítéssel és szűréssel eltávolítható.

A vas(II)- és mangán(II)ion eltávolítása történhet:

  • a víz pH-értékének megemelésével (vasnál 9,6 és mangánnál 10,6 értékig) és

  • a két vegyértékű vas és mangán oxidálásával három, illetve négy vegyértékűvé.

„Vastalanítás” a víz pH-értékének megemelésével (mésztej adagolásával)

Ezt a technológiát Magyarországon ritkán kell alkalmazni. Elsősorban a szulfát vegyületekben levő vas(II)ion eltávolítására és a 2...3 nko keménységű lágy vizek vastalanítására szolgál. Jellegzetesen a vulkanikus területekről származó vizek tisztítására használható.

„Vastalanítás” oxidációval

Az oxidáció a következő reakcióegyenlet szerint játszódik le:

4 Fe(HCO3)2 + O2 + 2 H2O = 4 Fe(OH)3 + 8 CO2

A fölös mennyiségben adagolt levegővel együtt az oxidáció során keletkezett szén-dioxid is eltávozik. A szűréshez előnyös, ha lúgos kémhatású szűrőanyagot használunk. Hazánkban a Fermagó-t (égetett magnezit) használjuk erre a célra. A Fermagó-hoz 60% kvarc szűrőhomokot kevernek, aminek az a szerepe, hogy a szűrőréteg visszaöblítése során a magnezit szemcsék felületéről a homok ledörzsölje a rátapadt vasiszapot (36. ábra).

36. ábra: Vastalanítás levegőbekeveréssel

Amennyiben a vas mellett más vegyületet is kell oxidálni (pl. arzént, mangánt), valamilyen erősebb oxidálószer alkalmazása is javasolt, úgymint klór, ózon, kálium-permanganát.

A víz „mangántalanítása”

A mangán(II)iont ugyanazon elv szerint lehet eltávolítani a vízből, mint a vas(II)iont. Azonban lassabban lejátszódó folyamatról van szó (főleg klór alkalmazása estén). Ahhoz, hogy a mangánt valamilyen szilárd/folyadék fázisszétválasztási technológiával el lehessen távolítani a vízből, először vízben rosszul oldódó mangán(IV) vegyületté kell alakítani.

Mangán(II) oxidációja mangán(IV)-é a következőképpen valósítható meg (Langlais, 1991):

  • levegőztetéssel (O2),

  • ózonnal (O3),

  • hypoklóros-savval (HOCl),

  • klór-dioxiddal (ClO2) és

  • kálium-permanganáttal (KMnO4).

A „Fermasicc” vas- és mangántalanító

A „Fermasicc” elnevezésű magyar szabadalom szerint a vas- és mangántalanító eljárásnál a vizet durva szemcséjű homokrétegre permetezik (37. ábra). A víz a homokszemcsék között csorog lefelé, de nem tölti ki teljesen a homokréteg hézagait. Így a folyamatosan beadagolt levegő akadály nélkül áthalad a rétegen, és annak alján távozik.

A vas(III)-hidroxid és a mangán(III)-hidroxid a homokszemcsék felületére tapadva válik ki a vízből.

37. ábra: „Fermasicc” vas- és mangántalanító