2. Junior szimpózium 2011. december 9. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Mélységi víz tisztítására alkalmas komplex technológia kidolgozása biológiai ammónium- mentesítés alkalmazásával Készítette: Takó Szabolcs Témavezető: Dr. Laky Dóra
zs Arzén zammóniumion znitrition
TDK dolgozatom célja Mélységi vizek tisztítására alkalmas (komplex) technológia kidolgozása Megfelelő mintaterület vas (mg/l) mangán (mg/l) ammónium (mg/l) arzén (μg/l) agresszív széndioxid (mg/l) metán (NL/m 3 ) jellemző koncentrációk 2,2-3,6 0,64-1,00 0,96-0,60 12,5-13,4 38-40 ~3,7
Kísérlettervezés Két párhuzamos kísérlet elvégzése, melynek célja annak vizsgálata, hogy hogyan illeszthető be a biológiai ammóniumion eltávolítás a telep technológiai sorába Cél: alkalmasak-e a technológiák és melyik elrendezés a kedvezőbb Biológiai ammóniumion eltávolítás vizsgálata szervetlen nitrogénformák mérésével Vízmű modellezése; folyamatosan üzemelő kísérleti berendezés hozama: 10L/h
Nitrifikáció Alapfolyamat: 1. lépés: + NH 4 + 1,5O 2 = NO 2 + H 2O + 2H + 2. lépés: NO 2 + 0, 5O2 = NO3 Nitrifikációt befolyásoló tényezők (ph, oldott oxigén, hőmérséklet, fertőtlenítőszer hatása)
A berendezések és a kísérletek ismertetése I. 6 7 8 5 9 3 1 I. 2 10 II. 11 4 Jelmagyarázat: 1 víztisztító telep kezelt vize, 2 puffertartály (200 L), 3 perisztaltikus szivattyú, 4 túlfolyó, 5 levegőztető tartály (25 L), 6 levegő bevezetés, 7 túlfolyó, 8 homokszűrő, 9 állványcső, 10 túlfolyó, 11 öblítővíz bevezetés, mintavételi csap
A berendezések és a kísérletek ismertetése II. Jelmagyarázat: 1 víztisztító telep nyers vize, 2 puffertartály (200 L), 3 perisztaltikus szivattyú, 4 túlfolyó, 5 levegőztető tartály(25l),6 levegő bevezetés, 7 túlfolyó, 8 homokszűrő, 9 túlfolyó, 10 öblítővíz bevezetés, mintavételi csap, 11 vegyszerbekeverő tartály, 12 membránszivattyú, 13 káliumpermanganát tartály, 14 homokszűrő, 15 állványcső, 16 túlfolyó, 17 öblítővíz bevezetés, mintavételi csap
Helyszíni elrendezés
Az első kísérleti elrendezés
Az első kísérlet mérési eredményei A vas- és mangán koncentrációk változása 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 2010.07.02 2010.07.03 2010.07.04 2010.07.05 2010.07.06 2010.07.07 2010.07.08 2010.07.09 2010.07.10 2010.07.11 2010.07.12 2010.07.13 2010.07.14 2010.07.15 2010.07.16 2010.07.17 2010.07.18 2010.07.19 2010.07.20 2010.07.21 2010.07.22 2010.07.23 2010.07.24 2010.07.25 2010.07.26 2010.07.27 2010.07.28 2010.07.29 2010.07.30 2010.07.31 2010.08.01 2010.08.02 2010.08.03 2010.08.04 2010.08.05 Koncentrációk (mg/l) Dátum A telepi kezelt mangán tartalma A telepi kezelt víz vastartalma
Az első kísérlet mérési eredményei Nitrogén formák változása Nitrogén koncentráció (mg/) 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Ammónuim N változása Nitrit N változása Nitrát N változása Dátum
Az első kísérlet mérési eredményei Az össznitrogén alakulása Össznitrogén koncentráció (mg/l) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Dátum A nyersvíz össznitrogén koncentrációja A kezelt víz össznitrogén koncentrációja
Az első kísérlet mérési eredményei A vízkezelés hatása a ph-értékre 8,2 7,8 8 7,6 7,4 7,2 6,8 7 6,6 6,4 2010.07.02 2010.07.03 2010.07.04 2010.07.05 2010.07.06 2010.07.07 2010.07.08 2010.07.09 2010.07.10 2010.07.11 2010.07.12 2010.07.13 2010.07.14 2010.07.15 2010.07.16 2010.07.17 2010.07.18 2010.07.19 2010.07.20 2010.07.21 2010.07.22 2010.07.23 2010.07.24 2010.07.25 2010.07.26 2010.07.27 2010.07.28 2010.07.29 2010.07.30 2010.07.31 2010.08.01 2010.08.02 2010.08.03 2010.08.04 2010.08.05 ph érték dátum Nyersvíz Kezelt víz
Az első kísérlet mérési eredményei Az agresszív szén-dioxid csökkentése Mészre agresszív CO 2 (mg/l) 50 40 30 20 10 0 Nyers víz Szűrt víz
Az első kísérlet összefoglalása A homoktölteten a teljes nitrifikáció lejátszódott (az ammónium ionok teljes mennyisége nitráttá alakult) Az agresszív szén-dioxid koncentráció jelentősen lecsökkent (a maradék agresszív szén-dioxid csökkentésére fermago alkalmazása javasolt) A kis mennyiségű metán tartalom valószínűleg kilevegőzött
A második kísérleti elrendezés
A második kísérlet mérési eredményei A vas koncentráció változása Koncentráció (mg/l) Dátum 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 nyers víz vastartalma általunk kezelt víz vastartalma
A második kísérlet mérési eredményei Mangán koncentráció (mg/l)/ az adagolt KMnO 4 (ml/h) A mangán koncentrációk változása és a kálium-permanganát adagolása Dátum 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 70 60 50 40 30 20 10 0 Az általunk adagolt KMnO4 mennyisége A nyers víz mangán tartalma Az első szűrőről lefolyó víz mangán tartalma A második szűrőről elfolyó víz mangán tartalma
A második kísérlet mérési eredményei Nitrogénformák változása Koncentráció (mg/l) 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Dátum Az első szűrő: ammónium N koncentrációja Az első szűrő: nitrit N koncentrációja Az első szűrő: nitrát N koncentrációja A második szűrő: nitrit N koncentrációja
A második kísérlet mérési eredményei Az össznitrogén alakulása Össznitrogén koncentráció (mg/l) Dátum 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Nyersvíz össznitrogén koncentrációja Az első szűrőről lefolyóvíz össznitrogén koncentrációja A második szűrőről lefolyó víz össznitrogén koncentrációja
A második kísérlet mérési eredményei
A második kísérlet mérési eredményei Az agresszív szén dioxid csökkenése 50 Mészre agresszív CO 2 (mg/l) 40 30 20 10 0 Nyers víz 1. szűrő után 2. szűrő után
A második kísérlet összefoglalása A vizsgált technológia alkalmas a mintaterület nyersvízében lévő szennyezők letávolítására (vas, mangán, arzén, ammónium, agresszív szén dioxid) Az említett komponensek megfelelő eltávolítása mellett az eredeti KMnO 4 dózist harmadára sikerült csökkenteni
Megvalósítható technológiák I. KMnO 4 (6 mg/l) Homokszűrő Levegőztetett medence Homokszűrő KLÓR
Megvalósítható (ajánlott) technológiák II. Levegőztetett medence Homokszűrő KMnO 4 (2 mg /L) Biztonsági szűrő KLÓR
Konklúzió A technológia módosítása hozzájárulna a hálózati vasproblémák megszűnéséhez, hiszen a levegőztetés hatására az agresszív szén dioxid tartalom jelentősen csökken Az ammónium eltávolítás révén a hálózati fertőtlenítés lényegesen hatékonyabb lenne Metánkoncentráció csökkenthető Vegyszerigény jelentősen csökkenthető (6 mg/l KMnO4 helyett ~ 2 mg/l is elegendő)
Aszerzők ezúton fejezik ki köszönetüket a helyi üzemeltető szervezetnek. Anyagi támogatásuk, közreműködő munkájuk és segítségük nélkül ez a kutatás műszaki fejlesztés nem jöhetett volna létre.
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!