Kémiai oxidációs eljárások a vízkezelésben
Alapi Tünde, Dombi András, László Zsuzsanna, Schrantz Krisztina
Vizeink számos összetevője elengedhetetlen ahhoz, hogy bennük élet legyen, ugyanakkor bizonyos komponensek éppen ezt az életet veszélyeztetik mind a felszíni, mind a felszín alatti vizeinkben. A szennyvizek szinte kivétel nélkül tartalmaznak olyan összetevőket, amelyeket változatlan formában nem lehet kijuttatni a befogadóba. Ezek lehetnek biológiai eredetűek és élettelen anyagok, melyek mennyiségének csökkentéséről, átalakításáról vagy eltávolításáról gondoskodni kell. Az esetek jelentős hányadában fizikai és biológiai módszereket alkalmaznak. Vannak azonban olyan esetek, amikor kémiai módszerek bevetése szükséges. A kémiai módszerektől való idegenkedést a szakmában többnyire a költségek növekedése szokta kiváltani. Vízkezelések során az oxidációt nagyon nagy gyakorisággal alkalmazzák. Több eltávolítandó komponens a felszín alatti víztartókban kialakuló reduktív viszonyok vagy a talajban bekövetkező áramlás során redukált állapotú lesz. Kevés kivételtől eltekintve egy adott komponens redukált állapotú vegyülete vízben jól, oxidált állapotú vegyülete viszont rosszul oldódik. Az egyszerűnek tekinthető szilárd-folyadék fázisszétválasztásra tehát az adott komponens oxidált állapotú formája alkalmas. A patogén és nem patogén mikroorganizmusok egyedszámának szabályozására (fertőtlenítés) csaknem kivétel nélkül oxidációt alkalmazunk.
A klórnak és származékainak elsődleges funkciója a fertőtlenítés. Természetesen egyéb fontos szerepe van még az íz- és szaganyagok eltávolításában, az algaképződés megakadályozásában, a koagulálás növelésében, a szűrők tisztántartásában, vas és mangán eltávolításban, az arzén és szulfid oxidációjában, és nem utolsó a vízhálózatok fertőtlenítésében. Nagyon sokáig, kb. a 70-es évek elejéig igazán nem volt különösebb probléma a klóralapú fertőtlenítéssel. Az analitikai módszerek fejlődése és szélesebb körű alkalmazása azonban rámutatott arra, hogy a klóros fertőtlenítésnél, különösen akkor, ha a kezelendő víz szervesanyag-tartalma sem elhanyagolható, klórozott szerves anyagok is keletkeznek, amelyek részben karcinogén, részben mutagén hatásúak. Tekintettel a jelen lévő szerves komponensek sokféleségére, minden komponens kimutatása nehézkes, de a szinte mindig képződő trihalometánok (THMs) jó indikátorai a folyamatnak, és az analízisük is viszonylag egyszerű és nem különösebben eszközigényes. Több országban már kötelező, míg máshol ajánlott az analízisük (pl. hazánkban is, megengedett értéke max. 50 μg/l).
A klórszármazékok egyik fontos oxidációs reakciója a vízkezelésben az ammóniumionnal való reakció. A fertőtlenítés kapcsán ezt törésponti klórozásnak nevezik. Lényege, hogy ammóniumion jelenlétében klórszármazékok adagolásával a szabad klór mennyisége csökken, így a megfelelő szabad klórtartalom csak az ammóniumionok „elfogyása” (töréspont) után adagolt klórral biztosítható.
A törésponti klórozás vázlata
A vizek fertőtlenítésére vonatkozó módszerek fejlesztése, természetesen, folyamatos. Régóta ismertek fizikai módszerek (pl. ibolyántúli sugárzás (UV), vagy ultraszűrés), de a kémiai kutatások sem elhanyagolhatók. Érdemes megemlíteni a Fe(VI) használatát, aminek vizsgálatában és alkalmazásában magyar kutatók is jelentős eredményeket értek el. A kémiai oxidálószerek mindegyikéről elmondható, hogy fertőtlenítő hatásúak is.
