ipari víztisztítás

Ipari víztisztítás

Takó SzabolcsVízi Közmű és

Környezetmérnöki Tanszé[email protected]

Mivel fogunk foglalkozni?

Ipari vízhasználatok

• Az ipar a legnagyobb frissvíz használó, a teljes vízhasználatnak (lakosság + mezőgazdaság + ipar) kb. 70 %-át teszi ki• A legnagyobb és a legkellemetlenebb szennyvizek kibocsátója (75-80 %),• Az ipari vízhasználat kb. 90 %-a hűtővíz

Vízhasználatok Magyarországon 2004-ben

0

1000

2000

3000

4000

5000

Lakossági vízfogyasztás Mezőgazdasági vízfogyasztás

Ipari, szolgáltatási (beleértve a

közületi/intézmányi fogyasztást is)

vízfogyasztás (hűtővíz nélkül)

Hűtővíz

mill

ió m

3 /év

Forrás: www.vizeink.hu

Az ipar vízhasználatai (1)• Nyersanyag (termék alapanyaga)o A víz gyakran az ipari termék lényeges részét képezi, mennyiségével és

minőségével szemben, a gyártmánytól függően változó követelmények jelentkeznek.

• Kazántápvíz (gőztermelésre, energiatermelésre vagy fűtés céljából)o A kazánvizek és tápvizek minőségi követelményei magasak. Általában

többfokozatú tisztítást igényelnek. Az üzemben keletkező kondenzvizek nagyobb arányú összegyűjtése és visszavezetése (újrahasználata) célszerű.

• Hűtővíz (a legtöbb vizet az ipar, hűtésre használja: a villamosenergia- iparban, vegyiparban, kohászatban stb.)o Az elhasznált víz – lehűtése és szükség szerinti tisztítása után –

visszavezethető, vagy – akár melegen – más üzemrészben fölhasználható.

Forrás: Kelemen L. (2011)

Az ipar vízhasználatai (2)

• Öblítő-, mosóvíz (a nyersanyagok (konzervipari nyersanyagok, cukorrépa, nyers gyapjú stb.), valamint csomagolóedények, dobozok, burkolatok mosására, vagy a technológiai folyamat valamely helyén a kezelt felületekről a kémiai hatóanyag leöblítésére, lemosására (gépipar, fémtömegcikk-ipar) használják)o Az élelmiszeriparban ez a vízfajta többször ivóvízminőséget jelent, egyéb

mosásnál, öblítésnél arra kell tekintettel lenni, hogy a felületről elpárolgó víz után lehetőleg ne maradjanak vissza lerakódások (a felületkezeléseknél ez megengedhetetlen), tehát az öblítő-, mosóvíz keménysége és egyéb oldott és lebegőanyag-tartalma legyen alacsony. Ugyanakkor a szennyezései gyakran értékes anyagok. Érdemes kinyerni, és a tisztított víz újrahasználható.


Az ipar vízhasználatai (3)• Szállító víz: az ipar több területén, számos iparágban így a bányászatban, kohászatban, villamosenergia-iparban, élelmiszeriparban stb. a nyersanyagok, félkész és késztermékek, továbbá a hulladékok szállítása hidraulikai úton úsztatással vagy zagyszállítással történik.o Minőség tekintetében igények általában nincsenek, a mennyiség

azonban legtöbbször tetemes, éppen ezért a víz visszanyerésére, forgatására törekedni kell, mivel befogadóba tisztítás nélkül nem bocsátható

• Osztályozó víz (mosó- és szállítóvizek körébe tartozik)• Oldószer víz (pl.: a cukor kioldása a répaszeletből, a cefre készítése, egyes növényi kivonatok készítésénél és a különféle kemikáliák gyártása során, textilfestés, elektrolitek előállítása, festő- és pácoldatok készítése) o Az ilyen célú vízzel szemben támasztott követelmények – ennek

megfelelően – igen különbözőek. A szennyezőanyagok eltávolítása után az oldóvíz visszavezetése és újrahasználata előnyös, mert a hatóanyagok egy része a használt vízben marad.


Az ipar vízhasználatai (4)• Képlékenyítő víz (a papíriparban és az építőiparban (tégla, kerámia) a nyersanyagok képlékennyé tételére, formázhatóságára szolgál ez a vízfajta. o A finom kerámiák készítésénél követelmény a víz (csaknem)

vasmentessége. • Lazító víz (a textil- (len, kender), cellulóz,- farost-, bútoripar stb., a növényi és állati rostok és szövetek áztatás, kioldás, vízfelvétel útján történő fellazítására használja)o E műveletek után közvetlen újrahasználat alig lehetséges, tekintve, hogy az

elfolyó (szenny) víz magas szervesanyag tartalmú, nehezen tisztítható. • Egyéb ipari víz (pl.: főző, kristályosító, energiaközvetítő, vákuumlétesítő, táptalaj víz mikroorganizmusok ipari tenyésztésére stb.) esetenként nagyon különböző követelményekkel• Járulékos vízhasználat (az ivó és használati víz, az üzemi konyhák, mosdók, zuhanyzók, WC-k ellátása, az öltözők, irodák és gyártó helyiségek takarítására, az üzemi utak, parkok, sportlétesítmények locsolása, tűzivíz.)


Célkitűzések

Az ipari víz kezelés négy problémás területet kezel:

• Korrózió• Kiülepedés, kirakódás• Mikrobiológiai aktivitás• Maradék szennyvizek ártalmatlanítása

Vízforrások

• Az ipar számára elsősorban a felszíni vízkészletek és a térszín közeli talajvizek állnak rendelkezésre

• Ezek a vizek is gyakran kezelést igényelnek az ipari célra történő felhasználáshoz

• A vízkészletek hiánya és annak elszennyezése miatt több esetben kötelezik az ipart, hogy a vízrendszereit teljes mértékben zárja és csak a veszteségek pótlására szerezhet be vizet

• Ezért már ma egyre jelentősebb szerepet kap az ipar használt vizeinek újrahasználatát biztosító vízkezelési technológiák megvalósítása


Minőségi igények

• A minőségi igényeket az ipar jellege határozza meg• Pl. élelmiszeripar: ivóvízminőség• Gyógyszeripar, elektronikai ipar: extra tisztaságú vizek• Kazán-tápvizek, hőerőművek vízrendszerei fokozott lágyítási igény lép

fel• Bizonyos iparágak azonban az ivóvízminőségnél rosszabb minőségű vizet

használnak fel (pl. bányászat)• Az alkalmazott technológiák, ld. „Víztisztítás blokk” • Felszíni víz tisztítására alkalmas technológiai sorok• Felszín alatti vizek tisztítására bemutatott technológiai egységek (pl.

szűrők, koaguláció)• Membrántechnológiák

Felszíni-víz tisztítás

Homok

fogó

ülepítőmedence

gyorshomok szűrő

ÓzonozómedenceGranulált aktív-

szén adszorberTisztavízmedence

előzetesklórozás

Cl2Cl2

Cl2Cl2

Ivóvíz szolgáltatás

Nyersvíz

flokkulans

RM(gyorskeverő)

flokkulator

lassúkeverő

koagulans

RM(gyorskeverő)

PAC

RM(gyorskeverő)

Ipari víz előkészítése

• Vízlágyítás

• Sótalanítás

Vízlágyítás – Lágyítási eljárások

• Víz lágyítása kicsapatással (mésszel, mész-szódával, trisóval)

• Mágneses módszer

• Savas lágyítás

• Termikus eljárások


Szén-dioxid – szénsav – hidrogén-karbonát – karbonát rendszer egyensúlya

Hidrogén- karbonát pufferoló hatás:

HCO3- + H+ ↔ H2CO3

HCO3- + OH-↔ CO3

- + H2O

Ha pH ≤ 4,5 A vízben csak CO2 és H2CO3

Ha 4,5 ≤ pH 8,3 A vízben jelen van CO2, H2CO3 és HCO3-

Ha pH ≥ 8,3 A vízben jelen van HCO3- és CO3

-

Vízlágyítás– Meszes lágyítás lassú reaktorban

• Meszes lágyítás

A lassú reaktorral végzett lágyítási eljárásban a kalcium- és magnézium hidrogén-karbonátot oldott formában tartalmazó vízhez ún. mészhidrátot ill. kalcium hidroxidot adagolnak ,ami a víz keménységét okozó (Ca2+, Mg2+) sókkal vízben csak kismértékben oldódó csapadékot alkot:


Vízlágyítás– Meszes lágyítás lassú reaktorban


Vízlágyítás– Meszes lágyítás gyors reaktorban

• A gyors reaktorral folyó meszes lágyításban csak a Ca(HCO3)2 reakciója zajlik le teljesen, és ad csapadékot (CaCO3). Ugyanis a Mg(HCO3)2-ból, hogy Mg(OH)2 csapadék legyen, fajlagosan kétszer annyi meszet kell adagolni. Amennyiben csak egyszeres mészadagolás történik, az egyébként is lassúbb reakció nem jut el Mg(OH)2 csapadékképződésig.

• A nyersvíz karbonát keménységének alacsony Mg(HCO3)2 aránya esetén (Mg:Ca < 1:2) igaz a gyakorlatban ez a reakcióegyenlet. Ebben az esetben a CaCO3 csapadék a lágyítandó vízhez kevert kvarcliszt szemcsékre (Ø 0,2-0,5 mm), mint kristály magokra kristályosodik rá. A szemcséket a – lassú reaktorénál lényegesen nagyobb emelkedési sebességű (15-20 m/h) – víz addig tartja lebegésben, amíg a szemcsék Ø 1,8-2,2 mm méretűek lesznek, amikor is a reaktor fenekén kiülepszenek. A kiülepedett szemcsehalmazt 1-3 naponként el kell távolítani. A víz tartózkodási ideje 5-15 min.


Vízlágyítás– Mész-szóda lágyítás

• A folyamat lényege, hogy a kalcium-hidroxid kicsapja a víz karbonát keménységét, a szóda pedig a nemkarbonát-keménységet okozó kalcium- és magnézium sóit. A szódaeljárás reakciói:

• Az oldatban maradó MgCO3 a második lépésben mésszel Mg(OH)2-dá alakul, kiülepíthető. • A reagensek fölös mennyiségei egymással is reagálnak :

• Tehát a változó keménységet okozó hidrogén-karbonátokat karbonát, ill. hidroxid alakban kicsapja, a nemkarbonát-keménységet okozó sókat pedig nátriumsókká alakítja. Forrás: Kelemen L. (2011)

1 6

5

7 8

9

Mész-szódás lágyítás

víz

mészhidrátCa(OH)2

4 – meszes szuszpenzió5 – lágyítandó víz6 – keverős reaktor

szódaNa2(CO)3

3

2

4

1 – szódatelítő2 – szóda oldat3 – mésztelítő

7 – ülepítő8 – lágyított víz9 – mésziszap

Forrás: Dr. Licskó István

Vízlágyítás trisóval

Na3PO4 → 3 Na+ + PO43-

A keletkező foszfátion a vízben jelen levő kalcium ionnal reagál

3 Ca2+ + 2PO43- → Ca3 (PO4)2

Vízlágyítás– Mágneses vízkezelés• Az üzemi vízhálózatba belépő vizet mágneses téren ( permanens-, vagy elektro- mágnes) áramoltatják át, ahol a vízkő kristályokat (kalcit kristályok) képező Ca2+ ionokra a mágneses flukszus olyan hatást gyakorol, hogy egy ideig nem képesek szabályos és össze- valamint a fémfalra épülő kristályokat képezni. A mágneses tér hatására ugyanis a kalcit mikrokristályoknak hiányzik a csúcsuk, ahol a kristályok össze, vagy a fémfalra tudnak nőni. Ezért a képződött hiányos mikrokristály szemcsék a vízben úsznak, ugyanúgy, mint a vízkőképződést gátló inhibitorok alkalmazása esetén. Mivel a finom diszperzió koncentrációja folyton növekszik, ezt szűréssel csökkenteni kell (részáram szűrés). • Ez a gátló hatás azonban nem minden víz esetében működik, valószínű, hogy valamelyik szennyező ion, vagy ion összeállás gátolja. A működés hatásmechanizmusa még ismeretlen. Jelenleg a berendezéseket általában úgy tudják eladni, ha előtte kipróbálják pár hónapig.• A kritikus ionok, vagy víz molekulák, csak bizonyos ideig emlékeznek az őket érő mágneses hatásra. Tehát egy nagyobb vízhálózatban, a hálózat távolabbi pontján már megszűnik a kalcit kristály szerkezetét módosító hatás, azaz távolabb egy másik berendezést is célszerű beépíteni.


Savas lágyítás

A víz hidrogén- karbonát tartalmának nem karbonát tartalmú sókká átalakítására alkalmas a kénsav vagy a sósav.

Ca(HCO3)+ H2SO4 ↔ CaSO4 + CO2 + 2H2O Na(HCO3) + HCl ↔ NaCl + CO2 + H2O

Korrózió veszélyes eljárás a keletkező CO2 és az adagolt sav miatt,ezért gondoskodni kell a gáztalanításról, ill. maradék karbonát keménységet kell biztosítani.

Sótalanítás (1) – Ioncsere• Az ioncsere szorpciós folyamat, ahol az ioncserélő – pozitív vagy negatív töltésű ionos aktív csoport – az egyes ionjait a vizes oldatban lévő, azonos töltésű ionokkal képes kicserélni. A folyamat reverzibilis, az oda-, ill. visszacsere feltételeink biztosításától függően. Ezáltal biztosítható az ioncserélő anyagok kimerítése ill. regenerálása.• Az ioncserélő gyanták akkor képesek ioncserére, ha a kicserélendő ionoknak nagyobb az affinitása az aktívcsoporthoz, mint a benne lévő ioné, vagy pedig az oldatban lévő ionok koncentrációja elég nagy ahhoz, hogy a tömeghatás törvényének érvényesülésével az egyensúly felboruljon.o Erősen savas ioncserélők: minden kationt H+-re cserélnek, mivel az

aktívcsoportjának, a szulfoncsoportnak az affinitása a H+-hoz kicsi. Ezért a regenerálásához erős savra van szükség.

o Az erősen bázisos anioncserélő gyanták kvaterner-ammónium aktív csoportokat tartalmaznak, amelyek affinitása a OH- -ionokhoz kicsi, ezért azt bármely más anionra kicserélik. Regenerálásukhoz éppen ezért erős lúgra van szükség.


Sótalanítás (2) – Nátrium-ioncserés lágyítás• A vízben lévő keménységet okozó Ca++ - és Mg++ - ionokat Na+ - ionokra cseréli:

• A kimerített Na+ -ioncserélő gyantát általában 10 %-os konyhasó oldattal regenerálják (ha eléri a lágyvíz a 0,1 nk°-ot). A regeneráláskor a gyanta abszorbeált Ca++ - és Mg++ -ionjait Na+ -ra visszacserélik.


Sótalanítás (3) – Egyáramos részleges sótalanítás

• Az egyáramos ioncsere alkalmazása részleges sótalanítást (alkálimentesítést) eredményez, ha egy gyenge savas (COOH aktívcsoport) H+ - és egy Na+- ioncserélő oszlopot sorba kapcsolnak. A gyengén savas H+ kation-cserélő csak a hidrogénkarbonáthoz kötött kationokat cseréli H+-ra:

• A Na+ - kation-cserélő a víz maradék állandó keménységét okozó Ca++ -és Mg+

+- ionokat cseréli Na+ -ra.

Forrás:Dr. Chovanecz Tibor)

Sótalanítás (4) – Egyáramos részleges sótalanítás(2lépcsős)

Forrás:Dr. Chovanecz Tibor

Sótalanítás (5) – Teljes sótalanítás, kétlépcsős sótalanítóvel

• A szulfonsavas (erősen savas) gyanták hidrogénciklusban (R- SO3H) az összes fémsóval (kationokkal) reagálnak, és szabad savat hoznak létre:


Sótalanítás (6) – Teljes sótalanítás, négylépcsős sótalanítóval

• Négylépcsős sótalanítót a nagy sótartalmú vizek sómentesítésére használnak, az ellenionhatás csökkentése céljából. A H+ formájú erősen savas kationcserélő oszlop után elhelyezett OH- formájú, gyengén bázisos oszlopot gáztalanító követi, majd ismét erősen savas H+ és erősen bázisos OH- formájú oszlop:

Forrás:Chovanecz Tibor

Sótalanítás (7) – Kevertágyas sótalanító• Kevertágyas ioncserélőt általában két-, három- (esetleg négy-) lépcsős teljes sótalanító után kapcsolnak, ha nagy tisztaságú víz előállítása (szuper tisztavíz) szükséges, pl. a nagynyomású, korszerű szuperkritikus kazánok tápvíz-előkészítésekor, vagy a vegyipari, ill. az elektronikaipari technológiák „finomvizeinek” előállítását végzik. • A kevert ioncserélőágy erősen savas kationcserélőt és erősen bázisos anioncserélőt tartalmaz. A kevertágy úgy működik, mintha nagyszámú kation- és anioncserélőt kapcsoltunk volna sorba váltakozva, ami az ellenionhatást minimálisra csökkenti. • A kevertágyat mégsem alkalmazzák kizárólagosan, hanem csak a kation- és anionoszlopok után, tehát finomításra. Ennek oka a kevertágyas ioncserélők nehézkes regenerálása, a gyanta kisebb kapacitása, a nagyobb fajlagos vegyszerfelhasználás. Hátrányai miatt – ami a nagyobb sótartalmú vizeknél jelentkezik – csak kis sótartalmú víz kezelésére használják (utószűrő, őrszűrő, stb.). • A kevertágy regenerálását csak a gyantaágy szétválasztásával lehet elvégezni, ami a kétféle gyanta eltérő szemnagysága és sűrűsége miatt megvalósítható (kationszemcsék Ø 0,65-1,25 mm, anionszemcsék Ø 0,25-0,60 mm.)


Sótalanítás (8) – Regenerálás


• Az ioncserélő gyantát kimerüléskor regenerálni szükséges, hogy ismételten fel tudjuk használni. • A regenerálás – a gyanta aktív csoportjától függően – más-más vegyszerrel történik. • Az erősen savas Na+ formájú ioncserélőt 10 %-os konyhasóoldattal regenerálják.

• Az erősen savas H+ formájú ioncserélőket 6-10 %-os sósavval vagy 6-8 %-os kénsavval regenerálják.

22 CaClRNa2NaCl2RCa

22 MgClRNa2NaCl2RMg

.CaClRH2HCl2RCa 22



• Kénsavas regenerálás esetén a keletkező CaSO4 (gipsz) eltömi a gyanta pórusait és csökken a kapacitása. Ennek elkerülésére NaCl-oldattal előregenerálnak:

22 CaClRNa2NaCl2RCa

4242 SONaRH2SOHRNa2



• Az erősen bázisos anioncserélőket NaOH-val (4 %-os oldattal), a gyengén bázisos anioncserélő gyantát pedig lehet NaHCO3 10 %-os oldatával is regenerálni:

3223 CONaROH2NaOH2RCO

NaClROHNaOHRCl

4343 SiONaHROHNaOHRSiOH

4224 SONaROH2NaOH2RSO

IPARI SZENNYVIZEK TISZTÍTÁSA

Az ipari használt vizek elhelyezési módjai

• Használtvíz újrafelhasználása; mindenkor az újrahasználó ipari folyamat igényei, ill. lehetőségei szerint,

• Közcsatornába bocsátás,

• Élővízbe bocsátás (tó, folyó),

• Elhelyezés mezőgazdasági területen (esetleg hasznosítással egybekötve)


A közcsatornába bocsátás feltételei• Az elfolyó szennyvíz a csatornarendszer műtárgyait nem károsíthatja;

• A csatorna légterébe nem kerülhetnek robbanást okozó gázok, gőzök;

• Nem vezethetők közcsatornába olyan szennyvizek, amelyek a karbantartást, javítást végző dolgozók életét vagy egészségét veszélyeztetik;

• Nem kerülhetnek a csatornába olyan anyagok, amelyek a közcsatornán levezetésre kerülő összes szennyvíz tisztítására szolgáló szennyvíztisztító technológia (vagy berendezés) működését akadályozzák, vagy korlátozzák;

• Az üzemi szennyvíz mennyiség bevezetésében nem lehetnek olyan időszakos ingadozások, ami a közcsatorna-rendszer levezető képességét meghaladja és ezzel visszaduzzasztást okoz, vagy az áramlási sebessége a megengedett, elsodró sebesség érték alá csökken, ezáltal csatorna elrakódást és berothadást idéz elő.

• A vonatkozó rendelet a különböző vízszennyező anyagok közcsatornába vezetésére minőségi határértékeket szab meg, és ennek túllépését „csatornabírsággal” szankcionálja


Az élővizekbe vezetés feltételei

• Az élővizekbe vezetés feltételei (tavak, folyók) jogilag ugyancsak szabályozottak;

• Az ipari szennyvízbevezetések feltételei, az élővizekbe vezethető szennyezőanyagok határértékei, vízminőségvédelmi terület-kategóriánként meghatározottak;

• Amennyiben valamely ipari üzem élővíz jellegű befogadót károsan szennyez, vagy a talajon keresztül szennyezhet, a rendeletben megállapított „szennyvízbírságot” köteles fizetni;


Az ipari szennyezőkre jellemző kedvezőtlen hatások (1)

• Oldható szerves anyagok hatása, mely az oldott oxigén hiányának növekedését okozza. Ez a hatás a vizek redox potenciáljának csökkenését okozza, a víz minőségét károsan befolyásolja, szaganyagromlást is okoz.

• Toxikus anyagok, elsősorban nehézfémek megjelenése, mely minden szerves rendszert károsít. A magas ammónia-, szulfid-, fehérje-és zsírtartalom is toxikus bizonyos mikroorganizmus csoportokra.

• Szín és zavarosságot okozó anyagok, melyek mind esztétikai, mind tisztíthatósági szempontból kedvezőtlenek.

• A növényi élet számára szükséges tápanyagok túlsúlya, melyek az élővizek eutrofizációját gyorsítják meg.

• Szerves mikroszennyezők, melyek egy része karcinogén.

• Szerves és szervetlen olajok, melyek esztétikailag kellemetlenek, egyéb hatásaikban károsan befolyásolják az élővilág élettevékenységét.

Forrás: http://www.tankonyvtar.hu/konyvek/kornyezettechnika/kornyezettechnika-3-5-2-081029-10

Az ipari szennyezőkre jellemző kedvezőtlen hatások (2)

• Savak és lúgok, melyek toxicitásuknál és vízminőséget befolyásoló voltuknál fogva károsan befolyásolják a befogadókat.

• Légkörbe jutó szag és egyéb anyagok, melyek a környezetszennyezés lényeges okozói.

• Szuszpendált anyagok, melyek a befogadók fizikai, fiziko-kémiai és biológiai tulajdonságait módosítják.

• Hőmérsékleti hatások, melyek a befogadók teljes biokémiai folyamatait lassítják, vagy gyorsítják, ennek következtében módosítják a befogadók teljes biotópját.

• Radioaktív anyagok, melyek hatásuknál fogva mutációkat (genetikai hatásokat) okoznak, megváltoztatva a befogadó élővilágát.

• Bakteriális és vírusanyagok befogadóba juttatása.


Az ipari szennyvizek tisztításával kapcsolatos általános követelmények

• Csak a technológiai elemek megfelelően kiválasztott kombinációi alkalmasak a tisztítással szembeni igények megfelelő kielégítésére

• Az ipari szennyvizek tisztításával egyenértékű feladat (sok esetben még nehezebb) a szennyvíztisztítás során keletkezett iszapok kezelése, elhelyezése, esetleges újrahasznosítása.

• Az ipari gyártástechnológia és a befogadók határozzák meg a tisztítástechnológiát, a tisztítástechnológiák milyenségét, a felhasználható technológiai elemek jellegét. A hangsúly az összes környezeti elemen, mint befogadón van és környezetgazdálkodási szempontból minden befogadó terhelhetőségét figyelembe kell venni. A szennyvíz tisztítása már az ipari gyártástechnológia kialakításánál kezdődik.


Bányaipari szennyvizek kezelési technológiái (1)

• A bányavizek szennyeződését a föltárt víztartó réteg jellege szabja meg, a víz általában ásványi sókkal szennyezett. A szennyvíz szénszemcsékkel, ill. a jövesztett anyagokkal, továbbá föld és meddőkőzet darabokkal szennyezett. Oldott szennyezések a huminsavak és Na, Ca, Mg sók. A pirit tartalmú rétegek savas szennyvizeket, melyek ferroszulfátokat, nem ritkán nikkel, mangán- és arzénvegyületeket is tartalmaznak. A sótartalom igen tág határok között ingadozhat, előfordul 200 g/l töménység is.

• A jövesztett anyagot el kell választani a meddőtől (szénmosás, szénosztályozás, ércdúsítás) ami újabb szennyezőanyag és szennyvízforrás, mivel e műveletek leggyakrabban nedves közegben történnek. Az apró szemcsék és a magas kolloidtartalom (agyagásványok, védőkolloidok) miatt a műveletek meggyorsítására gyakran derítést vagy flotálást kell alkalmazni, ércdúsításnál esetleg szelektív flotálást különféle szervetlen és szerves reagensek sorával, amelyek az egyébként is sok szuszpendált anyagot tartalmazó elfolyó vizeket tovább szennyezik.



• A bányaipar szennyvizeinek minőségét a bánya jellege, a kitermelt anyag milyensége, a geológiai és hidrogeológiai körülmények határozzák meg.

• A kőszénbányák vize általában jó minőségű, enyhén lúgos (pH = 7–7,5).

• A barnaszénbányák vize savas kémhatású, föld-, szénportartalma van, mely azonban ülepítéssel könnyen eltávolítható.

• A pirittartalmú rétegekből savas vizek kerülnek a felszínre, mely vizek gyakran szennyezettek nikkel-, arzén-és mangánvegyületekkel. Ezek eltávolítása kémiai módszerekkel történhet meg.

• Sok esetben magas a vizek sótartalma (klorid, magnézium), mely sótartalmat a magas költségek miatt általában nem távolítják el, ilyen esetben a befogadó vízminősége természetesen kedvezőtlenül változik.


Bányaipari szennyvizek kezelési technológiái (3)• A bányából kikerülő széntermék meddőanyag-tartalmát le kell választani, a különböző frakciókat szét kell választani.

• Ez a technológia lehet száraz vagy nedves. A nedves szétválasztás a fajsúlykülönbség elvét alkalmazza. A nedves szétválasztás egyik megvalósítása a flotálás.

• A kőszéniparban alkalmazott legegyszerűbb szennyvíztisztítási módszer a földmedencékben való mechanikai tisztítás. A medencék szakaszos üzeműek, a kinyert széniszap mint alapanyag, a brikettgyártásnál hasznosítható.

• A széniszap ülepítése egyszintű ülepítővel elvégezhető.

• Az ülepítők hatásfokuktól függően távolítják el a szenet, az elfolyó víz azonban még tetemes mennyiségű lebegő anyagot tartalmaz. Ezek leválasztására több vegyszeres technológia ismert, mely technológiák segédvegyszerek adagolásával és pl. flotálással távolítják el a maradó lebegőanyagot.



• Az érckitermelés és -dúsítás szennyvizei komplex tisztítás-technológiát igényelnek.

• Ezen vizeknél az alacsony pH (2,5–3,0) és a magas fémkoncentráció indokolja a technológia összetettségét. A pH állításával a fémeket csapadék formájában leválasztják.


Rádioaktív szennyvizek kezelése

• Bepárlással: bepárlást a nagy aktivitású vizekre alkalmazzák és a sűrítményt folyékony hulladékként tárolják, vagy cementálják, esetleg bitumenbe ágyazzák.

• Ioncserélővel. A kimerített ioncserélő gyantát izotóp temetőbe viszik.


Felületkezelő üzemek galvanotechnikai szennyvizei (1)

• A galvanotechnikai (felületkezelő) üzemek fémtárgyak felületét elektrolitokben más fémmel vonják be korrózióvédelmi, vagy esztétikai célból


• A keletkező szennyvizek jellegét az alkalmazott elektrolit, valamint a felület-előkészítés módja határozza meg.

• A galvánipari szennyvizek tisztítása rendkívül sok kombinációt és változatot foglal magába, a hagyományos csapadékos eljárástól kezdve a legkorszerűbb fluidágyas technológiáig.

• Célként fogalmazható meg a gyártástechnológiára illeszkedő, alapanyag visszahasznosítást eredményező olyan eljárás, mely a környezetre a legkisebb nehézfém-kibocsátást eredményezi, függetlenül a befogadó jellegétől (közcsatorna, vagy élővíz). A tisztító rendszer „iszaptermelése” döntő szempont, hiszen a nehézfém-tartalmú iszapok közbenső elhelyezése, szállítása és megsemmisítése műszakilag és gazdaságilag nagy ráfordításokat igényel.



•A galvántechnikai üzemekben keletkező ipari szennyvizek alapjában véve két csoportba sorolhatók:

• nagy mennyiségű, de kis töménységű szennyvizek (öblítőkádakból folyamatosan elfolyó vizek C = 20–100 mg/l),

• kis mennyiségű, nagy koncentrációjú szennyvizek (kádürítés vizei C = 50–500 mg/l).

• Döntően a ciános (lúgos) szennyvizek, valamint a krómos (savas) szennyvizek megjelenése jellemző a galvántechnikai üzemekre



Felületkezelő üzemek galvanotechnikai szennyvizei (4)- Lúgos cianidos és savas kromátos szennyvizek tisztítása


Felületkezelő üzemek galvanotechnikai szennyvizei (5)- Savas szennyvizek tisztítása


• pH beállítás (ld. előző fóliák). A fémion tartalmú használtvizek kibocsátásra alkalmas minősége, gyakran nem garantálható pH beállítással, akár a kísérő szennyezések jelenléte, akár a hiánya miatt

• Ioncsere: a kationaktív gyanták a kationok, az anionaktív gyanták az anionok megkötésére képesek, vagyis ezzel a módszerrel megoldható az oldatban lévő nehézfém ionok kinyerése. A megkötött kation savval, az anion NaOH-val eltávolítható, azaz a gyanta regenerálható.

• Membrán technikák

• Elektrolízis:

• Első lépés: semlegesítés (a kezelendő szennyvíz pH értékét 6,5 – 7,0 közé állítják be)

• Vezetőképesség szabályozása: NaCl oldat adagolásával, hogy az elektrolízishez szükséges áramerősség biztosítható legyen

• A reaktor működtetése: Ez alatt a katódon folyó redukció keretében a fémionok elektront vesznek fel, így fém mikro szemcsékké válnak

• A kezelt szennyvíz: koagulációs tartályba kerül, itt polielektrolitot adagolnak, ezáltal a szennyvízben lévő finom réz szemcsék és az egyéb lebegő szennyezőanyag szemcsék és kolloidok koagulálnak, majd nagy pelyhekké állnak össze, majd

• Zagy víztelenítő (pl. kazettás présszűrő)

Nehézfémek kinyerésére szolgáló eljárások


• A vegyipar számos gyártástechnológiát alkalmaz, melyek szinte gyárról gyárra változnak, a gyártástechnológia fejlődése jelenleg is tart. A vegyipar főbb gyártástechnológiái:o Műtrágyagyártás (a keletkező szennyvizek elsősorban kémiailag

szennyezettek, melyek az ammónia műtrágyagyártás esetében a gázmosásból keletkező anyagokat, dihidrogén-szulfátot, káli-és magnézium-sókat, szulfátokat tartalmaznak. A szuperfoszfátgyártásnál főleg savas vizek keletkeznek, ezeknél a semlegesítés a legjellegzetesebb tisztítástechnológia)

o Műanyaggyártás (a szennyvizeinek tisztítását a hozam nagyfokú ingadozása, a szerves oldószerek, valamint oxidálószerek jelenléte nagyban jellemzi. A gyáron belüli szennyvíz-minőségeket figyelembevevő elválasztó csatornahálózat teszi lehetővé a szerves, szervetlen és fekáliás vizek racionális tisztítását)

Vegyipari szennyvizek tisztítása (1)

Forrás: http://www.tankonyvtar.hu/konyvek/kornyezettechnika/kornyezettechnika-3-5-2

o Festékgyártás Szennyvizei a sokfajta termék és gyártástechnológia miatt számos szennyező anyagot tartalmaznak, ennek következtében egymástól eltérő tisztítástechnológiát igényelnek. Általános technológiai műveletek ezen vizek tisztításánál a következőek:

o kiegyenlítéso mechanikai tisztítás,o kémiai tisztítás (semlegesítés, méregtelenítés),o színtelenítés, mint a kémiai tisztítás utolsó eleme.

A szervetlen ásványi festékek előállításakor a szennyvíz a terméktől függően különböző nehézfémeket, savakat, nehézfém-és egyéb sókat tartalmaz.

A szerves festékek előállításánál benzol, anilin és nitrogénvegyületek, sók, alkoholok és szerves savak jelennek meg a technológiai szennyvizekben. A szennyező anyagok egy része toxikus, így a méregtelenítés fontos technológiai igény. A színező anyagok eltávolítása kémiai oxidációval, derítéssel vagy kémiai redukcióval hajtható végre. Szennyvíztisztítási eljárások döntően kémiai technológiák és gyáranként termékstruktúrától függőek. A szennyvizek biológiailag bontható szerves anyagait csak detoxikált formában lehet a biológiai egységre vezetni, amennyiben az szükséges a befogadó szempontjából



o Gyógyszergyártás,

A gyógyszeripar szennyvizeit a nagy változékonyság jellemzi. Még egy üzemen belül is változik a szennyvíz minősége, mivel a termékváltás üzemen belüli 3–5 évenként történik meg. Teljes gyártósorok állnak át az új technológiákra, melyek döntően kihatnak a szennyvíz minőségére.

A gyógyszergyárak általában 3 egymástól eltérő jellegű vizet bocsátanak ki, melyek közül a hűtővizek többségében hővel szennyezettek, a technológiai vizek, melyek elsősorban magas szervesanyag-tartalmukkal jellemezhetőek, valamint az üzem szociális-fekális szennyvizei, melyek hasonlóak az egyéb üzemek szennyvizeihez.

A magas szervesanyag-tartalmú ipari szennyvizek szélsőséges pH-val és magas oldószertartalommal jelentkeznek.



A hazai tapasztalatok szerint a gyógyszergyári szennyvizek tisztításának főbb elemei a következők:

o a toxicitás megszüntetése,o oldószerek eltávolítása,o semlegesítés,o kolloidok eltávolítása,o biológiai tisztítás



Olajipar

A modern kőolajfeldolgozás tipikus folyamatábrája

(30-40%)

Kőolaj

Desztilláció

Vákumdesztilláció

PB gáz(4-5 %)

Vegyipari benzin (8-15%)

Petróleum/Kerozin(5-8%)

Fűtőolaj (0-20%)

Gázkezelés

Benzin reformálás

Kénmentesítés

Maradék Feldolgozás

H2Krakkolás

Tüzelőolaj

Benzin (30-40%)

Gázolaj

Koksz & Bitumen(5-15%)

ÜZEMANYAG

VEGYIPARI ALAPANYAG

EGYÉB(*)

A „buborék” koncepció

A „buborék” koncepciót általában a levegőbe kibocsátott SO2-ra alkalmazzák, de használható a NOx-ra, a porra, CO-ra és a fémekre (Ni, V). Ez egy szabályozó eszköz, amit számos EU országban használnak. Ahogy az ábrán is látható, a „buborék” megközelítés a levegőbe történő emissziót úgy kezeli, mintha az egész finomítót egyetlen kémény kötné a környezethez.

Szennyvizek keletkezése a kőolajiparban

Forrás: dr. Barótfi István

Komplex olajosszennyvíz-tisztítás

1- homokfogó, 2- flotáló, 3- kondicionáló, 4- előülepítő, 5- levegőztető, 6- utóülepítő, 7- klórozó, 8- aktívszén abszorpciós torony, 9- abszorbeáló torony, 10- aktívszenes mosótorony, 11- iszapsűrítő, 12- iszaptároló, 13- víztelenítő, 14- égető


Cukorgyártás

Cukorgyár vízforgalmi diagramja


Cukorgyári szennyvíztisztító folyamatábrája

1-befolyó víz,2- hőcserélő,3- metánreaktor, 4- gáztalanító,5- ülepítő, 6- vízrecirk,7- elfolyó víz, 8- melegvíz,9- hőcserélő, 10- gáztároló,11- fáklya, 12- levegőztetés,13- iszaprecirk


Növényolaj gyártás

Növényolaj-ipari szennyvíztisztítás folyamatábrája

http://www.tankonyvtar.hu/en/tartalom/tkt/kornyezettechnika-eloszo/ch04s05.html

Tejipar

Tejipari szennyvíz kétlépcsős biológiai tisztításának folyamatábrája


Papírgyártás

Papírgyár vízforgalmi diagramja


Papíripari szennyvíztisztító-folyamatábra

1- befolyó víz2- szívó és semlegesítő3- kirgyenlítő tartály4- uszadéktároló5- kombinált műtárgy6- elfolyó víz7- elfolyó iszap8- iszapvíztelenítő9- semlegesítő

vegyszer, FHM flokkulátor


Papírgyári szennyvizek minőségi paramétereinek tipikus értékei

A cellulóz- és papírgyári szennyvizek szokásos kezelési módszerei és hatásfokuk

Több iparág szennyvizére jellemző szennyezés és tisztítási eljárásaik


Az iparág—és a szennyvizek eredete

Szennyvíz jellemzők Tisztítási eljárásokFizikai Kémiai Biológiai

Cukorgyártás:úsztatás, szállítás, szeletelés, szaturáció, diffúzió préselés,kondenzátum

Nagy lebegőanyag-tartalom, növényi testmaradványok, szénhidrátok

Fázisszétválasztás rács,ülepítő, ívszita hidrociklon,derítő)

Stabilizációs tó, eleveniszapos biológiai kezelés, öntözés

Tejipar: edénymosás, tejszeparálás, író, savó

Savó KOI=35 000 [mg/l] Zsírfogók Biológiai csepegtető test (halastó)

Húsipar,Baromfifeldolgozás, állatpihentető, vágás, hús és zsírfeldolgozás

Nagy,oldott és lebegő szervesanyag-tartalom, fehérjék, zsírok BOI5=10-20 000 [mg/l]

Durvarácsok, finomrácsok, zsírfogók

Fehérjekicsapás Anaerob tó, anaerob reaktor (oldómedence) és oxidációs árok

Textilipar,gyapjúfeldolgozás: áztatás, mosás, fehérítés, színezés

Nagy oldott és kolloid szerves-, szervetlen anyagtartalom, rostok, lebegőanyagok, pektinek, zsírsavak, lúgos detergensek stb.

Rácsok , rostfogók Gyapjúzsír-extrakció, emulzióbontás, pH beállítás kicsapás ,

Eleveniszapos biológiai rendszer

Több iparág szennyvizére jellemző szennyezés és tisztítási eljárásaik (folyt.)


Az iparág—és a szennyvizek eredete

Szennyvíz jellemzők Tisztítási eljárásokFizikai Kémiai Biológiai

Cellulóz és papírgyártás: feltárás, mosás, fehérítés, osztályozás

Nagy lebegő, kolloid és oldott szervetlenanyag-tartalom BOI5=16-25000 [mg/l]

Gépi szűrés, ülepítés

Derítés, vegyszer regenerációs pH beállítás

Stabilizációs tó, levegőztetett tó, eleveniszapos eljárás

Gépipar:revétlenítés, zsírtalanítás, galvanizálás, öblítőfürdők

Savak, lúgok, nehézfémek, cianid, mérgező, főként ásványi anyagok. Olajemulziók.

Ülepítés, olajfogás Semlegesítés, a cianid klórozása, a króm redukálása, egyéb fémek kicsapása, emulzióbontás

Olajfinomítók:frakcionálás, mosás, hűtés

Fenol és kénvegyületek, szénhidrogének, hőszennyezés

Rácsok, olajfogás, recirkuláció, előlevegőztetés

Fakultatív, vagy levegőztetett stabilizációs tavak, eleven iszapos biológia.

Műtrágya és gyógyszergyártás: edénymosás, hűtővíz, kazániszapolás, anyalúgok

Nagy foszfor és nitrogén tartalom, oldott-szervesanyagok és oldószerek. KOI=1-10 000 [mg/l]

Oldószerfogás, üstmaradékok kilevegőztetése

Elégetése, semlegesítés, kolloidbontás

Egy v. kétfokozatú eleveniszapos eljárás, tavas tározás, elöntözés

ipari víztisztítás

Documents