arzÉn

ARZÉN

50 μg/L 10 μg/L

A határérték meghatározása:

Maximálisan megengedhető arzén bevitel: 2 μg arzén/kg/nap

Átlagos 70 kg-os testtömeget feltételezve 140 μg arzén/nap

Biztonsági tényezők figyelembe vétele: 100 μg arzén/nap

100 μg arzén/nap

Étel: 60-80 μg arzén/nap

Ivóvíz általi fogyasztás:20 μg arzén/nap

2L-es átlagos ivóvízfogyasztástfeltételezve

10 μg/L a maximálisanmegengedhető arzén

koncentráció ivóvízben

100 μg arzén/nap

Étel: 20-30 μg arzén/nap

Ivóvíz általi fogyasztás:70 μg arzén/nap

2L-es átlagos ivóvízfogyasztástfeltételezve

30 μg/L maximáliskoncentráció az ivóvízben

megengedhető lenne

Magyarországon...

Legalábbis a szakértők egy része így gondolja….Más

részük azonban nem, hiszen az élelmiszerekben szerves arzén található, míg az ivóvízben a

toxikusabb szervetlen arzén). A 10 µg/L tartása azonban nem kérdés, hiszen vállaltuk az EU-

hoz történt csatlakozáskor.

Arzén

Határérték:• Korábbi magyar szabvány: 50 μg/L• Jelenlegi EU-konform MAC: 10 μ g/L

Előfordulás: oldott állapotú anyag jelenik meg felszínalatti vizeinkben

A vizekben az arzén főként a redukált állapotú As(III),

vagy az oxidált állapotú As(V) formájában jelenik meg

Arzén – Magyarországi helyzet

Forrás: ÁNTSZ (2000)

As(V) előfordulása a pHfüggvényében

As(III) előfordulása a pHfüggvényében

Forrás: Fields et al. (2000)

Az arzén eredete

Ásványok: többnyire vas- és kéntartalmú ásványokbanjelenik meg

Az arzén felszín alatti vizeinkben gyakran vas és mangánvegyületekkel együtt fordul elő

Adott körülmények között (például az ásványokban jelen lévőkén átalakulása miatt, a fémek és az arzén oldott állapotbakerülhetnek)

Reduktív viszonyok között a vas, a mangán és az arzén oldottállapotú vegyületei stabilizálódnak

Az arzén eltávolítására szolgáló technológiák

adszorpció a csapadék felületén, koprecipitáció

Meszes vízlágyítás során történő arzén eltávolítás

adszorpcióGranulált vas-hidroxidon történő adszorpció

kicsapatásadszorpciókoprecipitáció

Koaguláció és szilárd/folyadék fázisszétválasztás

nyomás hatására történő szilárd/folyadék fázisszétválasztás (előtte koaguláció)vagy: oldott As eltávolítása (RO, nanoszűrés)

Membrán technológiák

speciális adszorpcióIoncserés eljárás

adszorpcióAktivált alumínium-oxidon történő adszorpció

Arzén-eltávolító mechanizmus

Alkalmazott technológia

Arzén eltávolítása koagulációval + szil/folyfázissztétválasztással

Lépései:

Oxidáció

Koaguláció (szilárd formává történő átalakítás)

Szilárd/folyadék fázisszétválasztás (ülepítés, szűrés)

Oxidáció:

Klór

Kálium-permanganát

Ózon

Levegő oxigénje – nem elég erős

• koaguláns dózis

• egyéb szennyezők, anionok

Az eltávolítás hatékonyságát befolyásoló tényezők

• arzén oxidációs száma

• pH

• alkalmazott koaguláns





• pH


Az As(V)-t, azaz az oxidált formát lényegesen

könnyebben lehet eltávolítani, mint az

As(III)-t





• pH


Alacsonyabb pH-n kedvezőbb eltávolítási hatásfok (bár a nagy pufferkapacitás miatt Mo-n általában nem

alkalmazunk pH szabályozást)





• pH


A vas(III)-sók általában

hatékonyabbak, mint az Al(III)-sók





• pH

• alkalmazott koaguláns Az As-eltávolítás hatékonysága növekszik a

koaguláns dózis növelésével

Koaguláns dózis:

A 10 μg/L-es koncentráció eléréséhez 40-szeresFe/As arány szükséges (mg/L értékeket figyelembe véve)

(Ráczné és Degré, 1998; kísérletek Gyöngyfán)

EZZEL SZEMBEN: a 10 µg/L-es arzénkoncentráció eléréséhezszükséges koaguláns dózist alapvetően a nyersvíz minőségehatározza meg!!!

0

50

100

150

200

250

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

mmol Fe/L

oldo

tt A

s (u

g/L)

KOI = 12,7

KOI = 1

Arzenát eltávolítása vas-klorid koagulálószerrel csepeli nyersvízből(KOI = 1 mg/L) és hortobágy-szásztelki nyersvízből (KOI = 12,7 mg/L)készített modell oldatokból (arzén koncentráció ~ 200 µg/L)

Szervesanyag tartalom hatása az arzéneltávolításra

0

50

100

150

200

250

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

mmol Al/L

oldo

tt A

s (u

g/L)

KOI = 13,7

KOI = 1

Arzenát eltávolítása alumínium-szulfát koagulálószerrel csepelinyersvízből (KOI = 1 mg/L) és hortobágy-szásztelki nyersvízből(KOI = 13,7 mg/L) készített modell oldatokból(arzén koncentráció ~ 220 µg/L)


Szükséges Me mmol/L Szükséges fém/arzén mólarány

KOI ~ 1 mg/L

KOI ~ 13 mg/L

KOI ~ 1 mg/L

KOI ~ 13 mg/L

Vas-klorid 0,02 0,25 6,8 85,1

Alumínium-szulfát

0,13 0,8 44,3 272,5


A szükséges fém/arzén mólarány 10 µg/L-es arzénkoncentrációeléréséhez (~ 220 µ g/L kezdeti arzén koncentráció esetén)alacsony (KOI = ~ 1 mg/L) és magas (KOI ~ 13 mg/L)szervesanyag tartalmú vizek esetén





• pH


Pl. foszfát, szilikát, szerves-

anyagok…

Foszfát koncentráció hatása

Különbőző kezdeti foszfátkoncentrációk (0,08 – 0,6 mg PO4-P/L)Azonos kezdeti arzénkoncentrációk (58 μg/L)Megegyező koaguláns dózisok (vas-klorid: 1,46 mg Fe3+/L)

0

5

10

15

20

25

30

35

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

Kezdeti PO4-P (mg/ L)

Mar

adó

As

(μg

/L)

A foszfát ionok szintén csökkentik az arzéneltávolításra rendelkezésre álló koaguláns mennyiségét

Foszfát koncentráció hatása

0

10

20

30

40

50

60

70

0 1 2 3 4 5 6

Fe (mg/ L)

As (

μg/L)

0,38 mg /L kezdeti PO4-P koncentráció



Három különböző kezdeti foszfátkoncentráció (0,38; 0,27; 0,17 mg PO4-P/L)Azonos kezdeti arzénkoncentrációk (58 μg/L)Növekvő koaguláns dózisok (vas-klorid: 0 – 5,7 mg Fe3+/L)

A nyersvíz bizonyos paraméterei, úgymint:• szervesanyag tartalom• foszfát tartalom• szilikát koncentráció

rendkívüli mértékben befolyásolják az adagolandó vas, illetve alumínium só mennyiségét

Az arzén koncentráció mértéke az egyéb – vízben jelen lévő – anyagokhoz képest csekély, így az adagolandó koagulálószer mennyiségét alapvetően nem a víz arzéntartalma, hanem a víz egyéb paraméterei határozzák meg

Előkísérletek fontossága a szükséges fémsó : arzén arány meghatározására minden egyes vízbázis esetén

Következtetések az adagolandó koaguláns mennyiségére vonatkozóan

Technológiai sorok kialakítása

Cl2 Fe(III)- flokk. Cl2

gázmentesítés

VITUKI – VÍZGÉPTERV által kidolgozott technológia (Kiss & Kelemen, 1985)

Up-flow rendszerű szűrőmélységi szűrés

2HCO3- + Ca(OH)2 Ca2+ + 2CO3

2- + 2H2O

2Ca2+ + 2CO32- 2CaCO3

Mg2+ + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + Ca2+

Vízlágyítás Ca(OH)2 adagolásával

Vízlágyítás Na2CO3 adagolásával

2Ca2+ + Na2CO3 CaCO3 + Na+

Az arzén eltávolítása meszes vízlágyítás során:

Adszorpció a keletkezett csapadék felületén

Koprecipitáció: Mg(OH)2 - ba történő beépülés

Cl2 Fe(III)-

Na2CO3

vagy

Ca(OH)2 Cl2

gázmentesítés

vízlágyítás

Cl2 Fe(III)- Ca(OH)2 Cl2KMnO4

gázmentesítés

Vízlágyításés

pH szabályozás

bedolgozottszűrőréteg

(mangántalanítás)

Iszapkezelés lépései (Szeghalmi vízmű):

Ülepítő medenceaz ülepítés polielektrolit adagolásával történhet,amely az ülepedést gyorsítja

Iszap átemelése a kondicionáló tartályba zeolit poradagolásával egyidejűleg

Gépi víztelenítés (szűrőprés)

A besűrített anyag konténerbe ürítése iszapkihordócsigával

II. osztályú veszélyes hulladék; az elhelyezés feltételemin. 40 % szárazanyagtartalom veszélyes hulladék lerakó

Iszapkezelés lépései (Dél-Bács-Kiskun megyei vízmű):

Ülepítő medence (10-15 óra tartózkodási idő)a felső fázis a települési csapadékcsatorna hálózatbakerül vagy visszavezetik a víztisztítási folyamat elejére

Az iszap szárazanyag tartalma ülepítés után: 4-5 %

Kaviccsal töltött (1-2 mm átmérőjű) drénezett szikkasztóágytartózkodási idő: néhány nap

Szikkasztás után a szárazanyag tartalom: 20 %

Iszapelhelyezés: az aszódi veszélyeshulladék lerakóban

adszorpció a csapadék felületén, koprecipitáció

Meszes vízlágyítás során történő arzén eltávolítás

adszorpcióGranulált vas-hidroxidon történő adszorpció

kicsapatásadszorpciókoprecipitáció

Koaguláció és szilárd/folyadék fázisszétválasztás

nyomás hatására történő szilárd/folyadék fázisszétválasztás (előtte koaguláció)vagy: oldott As eltávolítása (RO, nanoszűrés)

Membrán technológiák

speciális adszorpció

Ioncserés eljárás

adszorpcióAktivált alumínium-oxidon történő adszorpció

Arzén-eltávolító mechanizmus

Alkalmazott technológia

arzÉn

Documents