ADSZORPCIÓ

1. ADSZORPCIÓ

2. Gázok és oldott anyagok megkötődése szilárd anyagok felületén • Határfelületen, azaz fázishatáron a ritkább közegben oldott anyag koncentrációja lényegesen nagyobb, mint a közegben (folyadék-gáz, szilárd-gáz, szilárd-folyadék határfelületek) • A vízkezelési technológiákban elsősorban az oldott anyagok, közöttük is a szerves anyagok fontosak • Nagy szabad energiával rendelkező felületek képesek megkötni oldott anyagokat • A gázok és az oldott anyagok szilárd felületen történő megkö- tődése, azaz adszorpciója reverzibilis, tehát megfordítható folyamat

3. Adszorbens – ahol az oldott anyag megkötődik • Adszorptívum – az az anyag, amely megkötődik az adszorbensen • Adszorpció – megkötődés • Deszorpció – leoldódás • Az adszorpció során dinamikus egyensúly alakul ki az oldatban maradó, illetve az adszorbeálódott anyag között • Az egyensúly létrejöttéhez elegendően hosszú idő szükséges • Az adszorpció az anyagi minőség függvénye

4. Az adszorbens lehet poláros vagy apoláros tulajdonságú • A megkötődő anyag szintén az említett tulajdonságokkal rendelkezhet • Hasonló adszorbeálódik a hasonló anyagon • Az adszorbensek hatékonyságát anyagi tulajdonságaik (minőségük) mellett fajlagos felületük(m2/g) nagysága befolyásolja • A nagyobb fajlagos felülettel rendelkező adszorbens több anyagot képes felületén megkötni.

5. Vízkezelésben alkalmazott adszorbensek: • Zeolitok • Ioncserélő műgyanták • Aktívszén

6. Eredmények Zeolit alkalmazása ammónium eltávolítás céljából 1 g zeolit / 500 mL ioncserélt víz 1 g zeolit / 500 mL csapvíz (~14 nk) Ioncserélt vizes rendszerben minden kísérletben 0,5 mg/L alá csökkent az ammónium koncentráció, csapvizesben hatásfok csökkenés, de még így is jelentős ammónium-ion koncentráció csökkenés tapasztalható

7. Eredmények Szorpciós kapacitás – zeolit alkalmazása ammónium-mentesítésre 1 g zeolit által adszorbeált ammóniumion mennyisége ioncserélt vizes illetve csapvizes rendszerben A számítás alapja az egyensúlyi koncentráció beállásáig megkötött ammónium mennyisége / felhasznált zeolit mennyisége  látszólagos szorpciós kapacitás

8. q bC = Q 1+bC q [mg/g] Langmuir izoterma Q C [mg/L] q - adszorbeált anyagmenniység Q - maximálisan adszorbeálható anyagmennyiség C - egyensúlyi koncentráció b - konstans C 1 C = + q bQ Q 1 1 1 1 = + q Q C bQ

9. 1 lg q = lg a + lg C n lg q Freundlich izoterma lg C a - konstans n - konstans q = a C1/n

10. Vízkezelésben alkalmazott adszorbensek: • Zeolitok • Ioncserélő műgyanták • Aktívszén Az ivóvízkezelésben esetenként a zeolitok alkalmazására is sor kerül, de elsősorban az aktívszén alkalmazása vált általánossá Az aktívszén a vízkezelésben alapvetően a következő két formában használatos: • Por alakban • Granulátumként Az aktívszén alapanyaga lehet: • Kőszén (pl. Filtrasorb) • Növényi anyagok – kókuszhéj (pl. Norit)

11. Magyarországon a hatvanas-hetvenes-nyolcvanas években a Műszéntermelő Vállalat állított elő vízkezelésben is alkalmazott aktívszenet – faszénből • Az aktívszén nem szelektív adszorbens, tehát nagyon sokféle szervesanyag megkötésére alkalmas • Az aktívszén alapvetően apoláros tulajdonságokkal rendelkezik, tehát elsősorban apoláros szerves anyagokat adszorbeál • Az aktívszenek adszorpciós kapacitására jellemző fajlagos felületük. A jó minőségű aktívszenek fajlagos felülete eléri az 1000 – 1200 m2/g értéket

12. Az aktívszenek oldott anyag megkötő képessége (kapacitása) korlátozott. Az adszorpciós helyek telítődését követően az aktívszén több oldott anyagot nem képes megkötni • Telítődés esetén két lehetőség: • Kidobás • Regenerálás

13. Aktívszén por Mérési eredmények szerint a legkörültekintőbb alkalmazás mellett is az aktívszén por adszorpciós kapacitásának csak 40 - 45 %-a kerül kihasználásra. Az aktívszén por technológiailag lehetséges alkalmazása nem teszi lehetővé az adszorpciós kapacitás nagyobb mértékű kihasználását. Felhasználási módja: a kezelésre kerülő vízbe bekeverjük Alkalmazásának szokásos koncentráció tartománya: 10–100 g/m3 Az aktívszén por nem regenerálható

14. Granulált aktívszén A granulált aktívszén oszlopba töltve alkalmazható. A kezelésre kerülő vizet megfelelő sebességgel bocsátjuk át a töltött oszlopon, felülről lefelé. A vízben található oldott állapotú szerves anyagok a víz átbocsátása során kapcsolatba lépnek a granulált aktívszén felületével. Hatékony tartózkodási idő az aktívszén adszorberben: 10–15 perc Az aktívszén adszorber nem szűrő!

15. Granulált aktívszén A granulált aktívszén oszlopba töltve alkalmazható. A kezelésre kerülő vizet megfelelő sebességgel bocsátjuk át a töltött oszlopon, felülről lefelé. A vízben található oldott állapotú szerves anyagok a víz átbocsátása során kapcsolatba lépnek a granulált aktívszén felületével. Hatékony tartózkodási idő az aktívszén adszorberben: 10–15 perc Az aktívszén adszorber nem szűrő! Aktívszén szűrő

16. Granulált aktívszén A granulált aktívszén oszlopba töltve alkalmazható. A kezelésre kerülő vizet megfelelő sebességgel bocsátjuk át a töltött oszlopon, felülről lefelé. A vízben található oldott állapotú szerves anyagok a víz átbocsátása során kapcsolatba lépnek a granulált aktívszén felületével. Hatékony tartózkodási idő az aktívszén adszorberben: 10–15 perc Az aktívszén adszorber nem szűrő! Regenerálás: nagynyomású vízgőzzel oxigénmentes közegben Regenerálási veszteség: 10 – 15 %

17. Szervesanyag koncentrációjának csökkenése az idő függvényében, Különböző aktívszénpor koncentrációk mellett