A nanotechnológiás vízkezelés Az ivóvíz kiváló minısége az emberiség életének és egészségének alapvetı feltétele. Az ASIO Hungária Kft. ezért figyelmét az ivóvíz legmodernebb kezelésére fordította, amely nanoanyagot (nanorészecskéket) és nanotechnológiát használ. Ez a technológia a vizet gyorsan és hatásosan megtisztítja a nagymolekulás, organikus és anorganikus vegyületektıl, ugyanúgy mint a nehézfémek elemeitıl és vegyületeitıl. A víztömeg tisztítása olyan elemektıl mint az arzén, bór, urán, vas, króm, réz, cink, nikkel vagy mangán 89-99%-os, a foszfortól egész 96%-os, a vinilkloridtól 95%-os, a diklór-etiléntıl 86%-os, miközben a KOIMn 94%-os, stb. A nanotechnológia és nanorészecskék használata lehetıvé teszi, hogy az ivóvízkezelés és az élelmiszeripar számára történı vízkezelés elkerülje a manapság elterjedt drága, hagyományos folyamatot. A jelenlegi technológiák drága berendezéseket, filtereket, ionos cserélıket és alapanyagokat használnak, így az e típusú berendezések mőködtetése nagy anyagi ráfordítást igényel. Az itt ajánlott technológia, amely a víztisztításhoz nanoanyagokat (nanorészecskéket) használ fel, ezeket a problémákat megoldja, és a beszerzés és üzemeltetés szempontjából jelenleg a leggazdaságosabb megoldást jelenti. A technológia a turbulens-labirintus reaktor ivóvízkezelésén alapul, mégpedig 20-1000 nm mérető nanorészecskék felhasználásával, amelyeknek egyszerre szorbeáló (felszívó), adszorbeáló és flokkulációs tulajdonságai vannak, és atomszinten reagálnak a különbözı elemekkel és vegyületekkel. A gyors és hatékony vízkezelés fıleg a nanorészecskék ezen tulajdonságainak köszönhetı. Az ivóvízkezeléshez 20-280 nm mérető nanorészecskéket használunk, amelyek kémiai összetétele 98-99% Fe + Fe2O3 és 1-2% Ti, speciális Fe felüleő_ TiO²³, 45 m2/g ban, amelyek koncentrációja 0,5 20 g/m³ között mozog. Ez az anyag semmilyen toxikus vagy káros anyagot, anyagokat nem tartalmaz, és minden, ivóvízkezelésre vonatkozó higiéniai normának megfelel. 1
A technológia a következıképpen mőködik: a vizet a turbulens-labirintus reaktorba vezetjük, amelybe az adagolópumpa a nanorészecskés keveréket adagolja. A reaktorban olyan fizikális körülmény van kialakítva, amely a nanorészecskék és az eltávolítandó molekulák intenzív és sokszor ismételt összeütközését váltja ki. Ezután a víz, együtt a nanorészecskékkel az ülepítı tartályba vezetıdik, ahol a gravitációs erıknek köszönhetıen a nanorészecskék a felvett anyagokkal együtt a fenékre ülepednek. A kitisztított víz ezután tovább vezetıdik a klasszikus kezelésre, a leülepedett nanorészecskéket és szennyezıdést pedig regeneráció vagy likvidáció várja. A reaktor minden mai alacsony teljesítményő vízkezelı rendszerbe beszerelhetı, és szükség szerint betelepíthetı a már létezı technológialáncba! A reaktor nem igényel kezelıszemélyzetet, nem használ elektromos energiát. Minden fizikális folyamat itt a vízáram hajtópumpa által szolgáltatott kinetikai energiájának köszönhetı, valamint a reaktor speciális szerkezetének. A berendezés élettartama 25-30 év. A nanotechnológiát az EGGIS technológia teszi kompletté, ami a víz elıkezelésére szolgál. Az EGGIS alapelve a vízáram által okozott elektromágneses-erıtér változáson alapul. Az EGGIS modulban levı elektromágneses mezı számos elektrokémiai folyamatot vált ki. Eközben a reaktor elektródái buborékok formájában hidrogént, oxigént és klórt termelnek, amik aktívan részt vesznek az elektrokémiai reakciókban. A szilárd szennyezıanyagok maradékát az elektródákról leváló fémionok kötik meg és a felszálló vízzel valamint buborékokkal a felszínre kerül, majd az iszaptartályba ürül. Az EGGIS technológia használata lehetıvé teszi a nanotechnológiás rendszer hatékonyságának növelését, valamint az adagolandó nanorészecskék mennyiségének optimalizálását. 2
A vízkezelés, a nanorészecskék gyártása és a reaktorok konstrukciója védjeggyel van ellátva (cseh és európai védjegyek). Az alábbiakban, összehasonlítás céljából, feltüntetjük a klasszikus és nanotechnológiás vízkezelési technológialáncokat. Hagyományos módszer Nanotechnológiás vízkezelés Nyers víz Felszíni víztartályokból vagy folyókból Földalatti- és kútvíz Ivóvízkezelés Flokuláció Kondenzáció Filtráció és adszorbció Vas és mangán eltávolítása Lágyítás és stabilizálás Mikrofiltráció és ultrafiltráció Sótalanítás Megerısítés Savtalanítás és a ph érték módosítása Oxidáció Egészségügyi kezelés (különbözı fertıtlenítések) Ivóvízkezelés A reaktorban lejátszódik: Flokuláció, kondenzáció, adszorbció, mangán, vas, arzén, bór stb. eltávolítása Továbbá lejátszódik: Lágyítás és stabilizálás Mikrofiltráció és ultrafiltráció Sótalanítás Megerısítés Savtalanítás és a ph érték módosítása Oxidáció Egészségügyi kezelés A nanotechnológiás ivóvízkezelés beszerzési kiadásai 20-25%-al alacsonyabbak, mint a klasszikus technológiák esetében, az üzemeltetési kiadások pedig 25-30%-al. A nanotechnológiás vízkezelés és az eredményezett víz minısége megfelel a WHO normáinak, ugyanúgy mint a német ivóvíz standardnak. 3
Nemkívánatos anyagok eltávolításának hatékonysága: Nemkívánatos anyagok eltávolítása BE (mg/l) KI (mg/l) hatékonyság (%) Uránium 4,90 0,021 99,0 Vas 60,80 0,010 99,0 Mangán 1,10 0,200 82,0 Króm 0,70 0,010 86,0 Réz 0,13 0,010 93,0 Nikkel 0,15 0,050 67,0 Cink 0,84 0,020 98,0 Foszfor teljes 8,40 0,300 96,0 Foszfat 33,80 18,300 46,0 Arzén 4,80 0,071 98,8 Vinil-klorid 1 600,00 80,700 95,0 1,1-dichlorethylenes 9,80 0,300 97,0 1,2-trans-dichlorethylenes 2,20 0,300 86,0 Ammonium 12,50 0,050 99,0 Fluoridok 21,20 0,270 98,0 Szilícium-dioxid 183,00 9,410 95,0 Kalcium 499,00 65,300 88,0 Nátrium 80,10 31,100 62,0 Tisztítási hatásfok egy magyarországi példán keresztül: A teszteket a PÖYRY végezte el. Bemenet (mg) Kimenet (mg) Hatékonyság (%) Arzén 0.20 0.002 99.0 Mangán 0.20 0.045 77.5 Vas 0.80 0.070 91.2 Rovarölık és gyomirtók 0.10µg 0.003µg 97.0 4
Mőködési diagram Coarse filtration EGGIS power supply Control system Settlement tank Sludge Sludge tank Sludgepres Dewatered sludge transport Auxiliary tank TL reactor Nanoparticles adjustment ph modification Fine filtration Desinfection Elıszőrés (durva szőrés) EGGIS tápegység Vezérlı egység Gravitációs ülepítı egység Iszap Iszap tartály Iszapprés Száraz iszap elszállítás Mintavételi tartály Turbulens-labirintusos reaktor Nanorészecske adagoló ph vezérlés Finom szőrés Fertıtlenítés 5
Fıbb mőszaki paraméterek Teljesítmény m 3 /óra 1 2 5 10 Helyszükséglet m 3 x 4 3 x 4 7 x 4 9 x 5 Max. felvett kw 2.0 4.5 7.5 12.0 teljesítmény A telepítési helyszínen elkülönített épületben elıkészített technológiai vízkiállásnak és 380V hálózati feszültségnek kell lennie. A Megrendelı által biztosított épület esetén az üzemi területen mindennek összhangban kell lennie a szállító által átadott dokumentációkban foglaltakkal. A teljes technológia lánc egy vagy több standard 20 lábas konténerben elhelyezhetı! A konténer akár acél tartószerkezetre is helyezhetı, így a konténer alatt az iszaptartály valamint az iszapvíztelenítı is elhelyezhetı. A rendszer minden esetben sík betonalapra helyezhetı. A technológia láncot iszappréssel lehet kompletté tenni. ASIO Hungária a berendezés szállítása során vállalja: tervezési segítség alaptartozékok: o elıszőrı egység o EGGIS reaktor o turbulens-labirintusos reaktor o nanorészecske adagoló egység o tartályok, csövek, szelepek, szivattyúk o finomszőrı egység o vezérlı egység és mőszerek összeszerelés és üzembe helyezés kezelıszemélyzet betanítása Üzemelés közben nyújtott szolgáltatások: kontroll programok és részegység automatizálás alkatrész ellátás a berendezés teljes élettartama alatt magas színvonalú karbantartási és üzemeltetési szervizelés lehetısége bármilyen üzemzavar esetén technikai segítségnyújtás Mindezek mellett segítséget adunk a benyújtott vízminta alapján a legoptimálisabb technológiai megoldások megtervezésében Opcionálisan rendelhetı: szállítás konténer acélszerkezet a konténer alá 6
Üzemeltetési költségek A rendszer üzemeltetési költsége, beleértve az áramfogyasztást is, körülbelül 39 82 Ft/m 3. (0,14 0,29 Euro/m 3 ) Az üzemeltetési költségek optimalizálása a próbaüzem részét képezi! Fe 0 nanorészecske Tárolás: a csomagolástól függıen 3 8 hónap 10 C 0 körüli hımérsékleten tárolandó nem szükséges elkülönített veszélyes anyag tárolóban tartani Fogyasztás (gramm/m 3 ): 0,5 20 (a szennyezettség függvényében változik) 7
Termékfotók A komplett, 1 m 3 /óra teljesítményő berendezés Vezérlı panel és szekrény Bemeneti oldal, vízáram mérés 8
Nanorészecske adagoló Reaktor mintavételi kamrákkal Kimeneti oldal utókezeléssel 9