A Kokszoli szennyvz szervesanyagtartalmnak KOIrtknek s szulfidtartalmnak cskkentse

A Kokszolói szennyvíz szervesanyag-tartalmának, KOI-értékének és szulfidtartalmának csökkentése laboratóriumi körülmények között Dunaferr-DBK Kokszoló Kft és a Dunaújvárosi Főiskola Természettudományi és Környezetvédelmi Tanszéke kísérleti fejlesztési programja laboratóriumi eredményei Hajós Gábor, Dr. Kárpáti Árpád*, Dr. Kiss Endre, Liszonyi Zoltán**, Hegedűs Iván**, Farkas Beáta, Nyárádi Zita** Dunaújvárosi Főiskola, Természettudományi és Környezetvédelmi Tanszék *Veszprémi Egyetem, Mérnöki Kar, Környezetmérnöki és Kémiai Technológia Tanszék ** Dunaferr-DBK Kokszoló Kft Dunaújváros, 2006. június 13.

Koksz előállításának folyamatábrája tisztított kamragáz tisztított oltóvíz (fűtés) Kemence szén 1100 -1400 o. C Kokszoltó torony 16 -24 óra <100 o. C Kohó nyers kamragáz Technológiai Vízkezelő Telep kigőzölt gáz - víz BTX – Still-Claus (de. S, de. NH 3)

A TVT működésének általános sémája Előülepítő Kémiai tisztítás Levegőztető tartály (eleveniszapos reaktor) Utóülepítő iszapkezelés Első lépcső (fizikai-kémiai) Második lépcső (biológia)

A Technológiai Víztisztító Telep l Cianid (poliszulfiddal), kénhidrogén (pl. : fémoxiddal) => első lépcső l Rodanid Fenol Ammónia l l =>második lépcső

A magas KOI érték okai l A biológia után marad biológiailag bonthatatlan szerves anyag l A lebontandók illetve a nitrifikáció eltérő üzemi paraméterei

A szennyvizek szerves anyag tartalmát jellemző mérhető mennyiségek (1) A vizekben és különösen a szennyvizekben a szerves vegyületek széles spektruma fordulhat elő. Mivel ezeket külön-külön meghatározni nehéz, ezért szükséges ezek együttes meghatározása. Indirekt módszerek Biológiai oxigény az az oxigénmennyiség, melyet a szennyvízben lévő mikroorganizmusok a szennyvíz szerves anyag tartalmának biokémiai oxidációjára, általában 5 nap alatt elfogyasztanak. (bio)Kémiai oxigény a BOI kiváltására: erős oxidálószerrel kezelik a mintát, majd megállapítják, hogy mennyi oxidálószerre volt szükség az adott minta összes szerves anyagának eloxidálására. (!klór, ózon! a cianid miatt) A kétféle oxigény között nem állapítható meg egyszerű átszámítás.

A szennyvizek szerves anyag tartalmát jellemző mérhető mennyiségek (2) Az összes szerves szén (total organic carbon; TOC) meghatározása. a szerves szenet oxigénnel és hőkezeléssel, ultraibolya sugarakkal kémiai oxidáló szerekkel vagy ezek variációival széndioxiddá oxidálják. A széndioxid mennyiséget különböző elveken működő analizátorokkal mérik, és az eredményt szénre vonatkoztatják.

A maradék (szerves) oldott anyagok eltávolításának lehetőségei (Megegyezés szerint oldottnak tekintendő mindazon komponens, melyeket 0, 45 µm pórusméretű szűrővel nem lehet a vízből kiszűrni. ) l l l Membrános szeparálás Adszorpciós szeparálás Szeparálás kémiai reakciókkal

Kísérleti elrendezés (1) Keverés változtatható fordulatszámmal Adszorber hozzáadása

Adszorpciós szeparálás

Szeparálás kémiai reakciókkal (1)

Kísérleti elrendezés (2) 5 2 6 1 oxigén palack ózongenerátor 1 3 2 áramlásmérő 3 ózon koncentráció mérő 4 buborékoltató o o o reaktor tartály 4 5 hidrogén-peroxid 6 szennyvíz

Szeparálás kémiai reakciókkal (2)

Szeparálás kémiai reakciókkal (3)

A Dunaferr-DBK által javasolt kokszpor adszorbensként való használatának vizsgálata

Koksz por vizsgálata (1) TOC változása a keverési idő függvényében, különböző szemcsefrakciónál

Koksz por vizsgálata (2) A minta p. H-jának változása a keverési idő függvényében

Koksz por vizsgálata (3) TOC csökkentés hatásfokának változása a keverési idő függvényében

Koksz por vizsgálata (4) TOC csökkentés hatásfokának változása a koksz por tömegének függvényében

Koksz por vizsgálata (5) TOC csökkentés hatásfokának változása a keverési idő függvényében

Töltött ágyas adszorber szűrőoszlopon végzett kísérletek

Töltött oszlopon 2 -10 cm 3/perc áramlási sebességgel átfuttatott szennyvíz vizsgálata

Kísérleti elrendezés (4) szennyvíz 2 ózongenerátor 1 3 elfolyó víz a méréshez o o o reaktor tartály 4

Nyugvóágyas adszorpció, koksz por töltettel

Kísérleti elrendezés (5) Nagyfesz. transzformátor

A technológiai víz szulfid tartalmának meghatározása Büretta 0, 2 M Na. OH Kémiailag kezelt szennyvízminta mérőszalag a keletkező iszap méréséhez álic vasg O 4) II)S ( Fe( Analitikai mérleg p. H-mérő Mágneses keverő Kísérleti elrendezés a Kokszoló kémiailag kezelt szennyvízében lévő szulfidok csapadék formájában való eltávolítására

A szulfidtartalom meghatározás eredményei l A mintához adagolt vasgálic heptahidrát eredményeképpen Nagy mennyiségű csapadék képződik, melynek mennyisége lassan csökken. A p. H korrigálásával, újabb vas(II) hozzáadása nélkül is ezt tapasztaltuk. l A minták átlagos szulfidtartalma a méréseink alapján 1, 995+ 0, 746 g. H 2 S/liter volt április 5 -én, 19 -én pedig 1, 687+ 0, 676 g. H 2 S/liter. Az elektromos kezelés után mért szulfidtartalom az április 19 -i vízmintákban 1, 48+ 0, 17 -nek adódott. l A minta térfogatának növelése a szulfitra kapott eredményt kis mértékben befolyásolta, 10 -15%-kal növelve a vizsgált mintatérfogatot, 26%-kal több vas-szulfátot adagoltunk a mintába a csapadék elfogyasztása érdekében.

Villamos kapcsolás a szulfidtartalom meghatározáshoz - csökkentéshez + egyenáramú tápegység szennyvízminta A villamos kezelés kísérleti elrendezése elektródok

l Az egyenfeszültségű tápegységet az elektródokra kapcsolva, 30, 60 majd 180 percig kezeltük a mintát. A kezelés során a minta melegedett, felhabosodott, gáz fejlődött és sárgás-fehéres csapadék is keletkezett. A szulfit kicsapatása gyorsabban ment véghez, mint korábban és a keletkezett csapadék mennyisége már az első vas-szulfát bekeverés után többszöröse volt a korábbiaknak. l Minél hosszabb ideig kezeltük elektromosan a mintát, annál kevesebb vas(II)-re volt szükség a 2% alatti iszapmennyiség (azaz csapadék) eléréséhez. Ezalatt a keletkezett iszapmennyiség növekedett.

1. l l Következtetések(1) Adszorberek alkalmazásával a szennyvíz szerves oldott anyag tartalma kis mértékben csökkenthető. Az aktív szén mellett a Dunaferr-DBK által referált koksz por bizonyult a legjobbnak. Kémiai reakcióval szintén érhetünk el TOC csökkenést, de egyrészt a szennyvíziszap tömege nő meg nem kívánt mértékben (Fentonreakció), másrészt a kezelés költsége (peroxon). Az összetett kezelés illetve a kombinált adszorber keverék nem nyújt akkora szerves oldott anyag csökkentést, mint amekkorát el szeretnénk érni. Az adszorpciós szeparálást megelőző villamos impulzussal való kezelés segítheti az oldott anyag tartalom csökkentését.

2. l l Következtetések(2) A koksz por tömegének növelésével a szerves oldott anyagok csökkentésének hatásfoka növekszik, de 40 g/liter felett már nem válik jelentőssé illetve a keletkező szennyvíziszap tömegnövekedésével számolni kell. A keverés fordulatszámának növelése javítja az oldott szerves anyag csökkentés hatásfokát. De az ipari megvalósítása (közel 50 m 3/órás szennyvíz mozgás) nehézkes és nem olcsó. A koksz por kisebb méretű frakciója nagyobb hatásfokkal dolgozik. Az töltött oszlopos ill. nyugvóágyas adszorpció nagy hatásfokú eljárás, ígéretes, de megoldandó az adszorber cseréje és a nagy vízmennyiség hatásos kezelése.

Köszönöm a figyelmet!