HU201893B - Process for chemical removing nitrate and nitrite content of waters - Google Patents

Process for chemical removing nitrate and nitrite content of waters Download PDF

Info

Publication number
HU201893B
HU201893B HU442284A HU442284A HU201893B HU 201893 B HU201893 B HU 201893B HU 442284 A HU442284 A HU 442284A HU 442284 A HU442284 A HU 442284A HU 201893 B HU201893 B HU 201893B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
water
nitrate
chemical
nitrite
pref
Prior art date
Application number
HU442284A
Other languages
Hungarian (hu)
Other versions
HUT41345A (en
Inventor
Jozsef Bitskey
Jozsef Juhasz
Janos Kiss
Istvan Licsko
Laszlo Somlyody
Ferenc Szilagyi
Original Assignee
Vizgazdalkodasi Tudomanyos Kut
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vizgazdalkodasi Tudomanyos Kut filed Critical Vizgazdalkodasi Tudomanyos Kut
Priority to HU442284A priority Critical patent/HU201893B/en
Publication of HUT41345A publication Critical patent/HUT41345A/en
Publication of HU201893B publication Critical patent/HU201893B/en

Links

Landscapes

  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

The proposed method involves the addn. of a stoichiometric amt. of reducing chemical pref. hydrazine, and an inhibitor to prevent the formation of ammonia pref. hydrogen peroxide. After mixing in the reagents the pre-treated water is passed to a chemical reactor contg. a granular material having a large surface area, pref. activated carbon. The purified water and the gaseous nitrogen liberated are removed. If necessary post-chlorination is carried out. - The method requires minimal capital investment, it has large clean-up capacity, and produces no waste prods. needing further treatment. The method can be carried out continuously or intermittently.

Description

A találmány tárgya eljárás és berendezés vizek (pl. felszínivíz, ivóvíz, talajvíz, rétegvíz, szennyvíz) nitrát és/vagy nitrit tartalmának eltávolítására.The present invention relates to a process and an apparatus for removing nitrate and / or nitrite from water (e.g., surface water, drinking water, groundwater, groundwater, waste water).

Az utóbbi néhány évtizedben az ivóvíz céljára szolgáló nyersvizekben jelentős mértékben emelkedett a nitrát töménysége. A növekedés egyik oka az, hogy az ivóvíz-ellátás a szennyvíztisztító kapacitásnál jobban fejlődött. A másk fontos nitrátszennyező a mezőgazdaságban felhasznált nitrogéntartalmú műtrágyának a növények által fel nem vett hányada. Az ivóvíz nitráttöménységének növekedése fokozhatja egyes súlyos emberi betegségek előfordulási valószínűségét (pl. metheoglobinémia, rosszindulatú daganatok).In the last few decades, the concentration of nitrate in the raw water used for drinking water has increased significantly. One reason for the increase is that drinking water supply has outperformed sewage treatment capacity. Other important nitrate contaminants are the proportion of nitrogenous fertilizers used in agriculture that are not absorbed by plants. Increased nitrate concentration in drinking water may increase the likelihood of serious human diseases (eg meteoglobinaemia, malignancy).

A vízkészletek nitrátosodásának problémáját felismerve a közelmúltban világszerte megindult a kutatás avégett, hogy kidolgozzák a nitrát eltávolításának módjait. A nitrátosodás megelőzése érdekében eljárásokat dolgoztak ki a szennyvíztisztítás harmadik lépcsőjben a nitrogén eltávolítására, továbbá a vízhasznosítás területén új megoldások születtek az ivóvíz céljára szolgáló nyersvizek nitrátkoncentrációjának csökkentésére. A meglevő nitrátmentesítő eljárások alapja biológiai, fizikai ill. fiziko-kémiai folyamat.Recognizing the problem of nitration of water resources, research has recently begun worldwide to develop ways to remove nitrate. In order to prevent nitration, procedures have been developed for the removal of nitrogen in the third stage of wastewater treatment, and new solutions have been developed in the field of water utilization to reduce the nitrate concentration in raw water intended for drinking water. Existing nitrate decontamination procedures are based on biological, physical and chemical processes. physico-chemical process.

Szennyvíz esetében a leggyakrabban alkalmazott eljárás a biológiai denitrifikáció. Előnye az alacsony beruházási költsége mellett egyszerű üzemvitele is. Egészségre ártalmatlan szénforrás felhasználásával az eljárást ivóvízre is alkalmazzák (186 653 lajstromszámú magyar szabadalom). Ebben az esetben azonban a kezelt vizet védeni kell az esetleges keletkező bakteriális toxinok ill. patogén baktériumok ellen, az utótisztítás pedig jelentős fajlagos tisztítási költség növelő tényező lehet. Másik szennyvízre és ivóvízre alkalmazható biológiai eljárás az alacsonyabbrendű apatogén gombákkal végzett sejten belüli nitrátredukció (186 451 lajstromszámú magyar szabadalom).Biological denitrification is the most commonly used process in wastewater. The advantage is not only the low investment cost but also the simple operation. By using a carbon source that is not harmful to health, the process is also applied to drinking water (Hungarian Patent No. 186,653). However, in this case, the treated water should be protected against any bacterial toxins or germs that may be formed. against pathogenic bacteria, and post-cleaning can be a significant factor in increasing specific cleaning costs. Another biological process applicable to wastewater and drinking water is the intracellular nitrate reduction with lower-level apathogenic fungi (Hungarian Patent No. 186,451).

A nagy kapacitástartományban ezzel az eljárással is alacsony fajlagos tisztítási költség érthető el, azonban a biológiai reaktorban végbemenő, és csak kis mértékben irányítható, biológiai folyamatok miatt ivóvíz esetében a kezelt víz jelentős mértékű utótisztítása szükséges. Mindegyik biológiai eljárásnak közös hátránya, hogy szakaszos működésük nem valósítható meg, és a tisztítást végző élőlény-tenyészet kialakításához több nap szükséges.In the high capacity range, this process can also achieve a low specific purification cost, but due to biological processes in the biological reactor, which are only slightly controllable, a significant amount of after-treatment of the treated water is required for drinking water. The common disadvantage of all biological processes is that they are not intermittent and require several days for purification of the living culture.

Fiziko-kémiai elven alapuló ismert nitráteltávolítási eljárás ivóvíz esetében a nitrát adszorpciója szelektív ioncserélőn a klorid ciklusú (Scholze, C.: Die Nitrátéi imination in dér Trinkwasserauíbereitung. - Acta Hydrochim. Hidrobiol. 6. K. 5. sz. 1978) és HCO3 ciklusú (magyarországi bejelentés alapszáma: VA1520 műgyantákat használnak a nitrát vízből való kivonására. Az ioncserés eljárások előnye az egyszerűségük, hátrányt jelent viszont, hogy a gyanták szelektivitása nem egyértelmű (pl. nagy szulfáttartalmú vizek esetében az eljárás költségessé válik), továbbá a regenerátum kezelése, elhelyezése megoldhatatlan.Known nitrate removal procedure for potable water based on the physico-chemical principle is the adsorption of nitrate on a selective ion exchanger in the chloride cycle (Scholze, C .: Die Nitrate Imination in Dér Trinkwasseraubereitung - Acta Hydrochim. Hydrobiol. The advantage of ion exchange processes is their simplicity, but the disadvantage is that the selectivity of the resins is not clear (eg in case of high sulphate waters the process becomes expensive), and the treatment and placement of the regenerate unsolvable.

Ismert eljárás vizek nitrátmentesítése fordított ozmózissal és elektrodialízissel, azonban ezek a módszerek rendkívül energiaigényes, ennélfogva drágák, A költségek külön emeli az, hogy az eltávolítás 2 hatásfoka a domináns ionok közül a nitrátra a legkisebb. Ezeknek a módszereknek az alkalmazása csak különleges esetekben jöhet számításba.Known procedures for the removal of nitrates from waters by reverse osmosis and electrodialysis, however, are extremely energy-intensive and therefore expensive. The use of these methods should be considered only in special cases.

A találmány célja olyan új eljárás létrehozása, amely a meglévő eljárások fentebb ismertetett hiányosságait kiküszöböli és azoknál nagyobb hatásfokkal és gazdaságosabban oldja meg a nitrát és/vagy nitrit eltávolítását.It is an object of the present invention to provide a novel process which overcomes the above-mentioned drawbacks of existing processes and more efficiently and economically addresses the removal of nitrate and / or nitrite.

A találmány alapja az a felismerés, hogy a vizek nitrát és/vagy nitrit tartalma katalizátor jellegű aktív felületen redukáló hatású szervetlen kemikáliával könnyen és gyorsan redukálható, miközben a nitrát és/vagy nitrit döntő hányada nitrogéngázzá alakul. A nitrát és/vagy nitrit eltávolításához a redukálószer sztöchiometrikus mennyisége elégséges. Redukálószerként hidrazint ill. hidrazinsókat, katalizátorként aktívszenet célszerű használni. A reakció során az ammóniaképződés megakadályozására szükség szerint nyomnyi mennyiségű oxidálószert (pl. H2O2-O kell a tisztítandó vízbe adagolni. A kémia reakció során a nitrát illetve a nitrit redukálódik és nitrogéngáz, víz és hidrogénion keletkezik. A reakció sebessége a katalizátor felületen rendkívül nagy, 3-10 perc alatt kvantitatívan végbemegy. A reakció során egészségre káros reakció termékek nem keletkeznek. Az esetleges redukálószer-felesleg is teljes mértékben elbomlik a katalizátor aktívszén felületen.The present invention is based on the discovery that the nitrate and / or nitrite content of the waters on the active surface of the catalyst can be easily and rapidly reduced by converting the majority of the nitrate and / or nitrite to nitrogen gas. The stoichiometric amount of reducing agent is sufficient to remove the nitrate and / or nitrite. As a reducing agent hydrazine or. hydrazine salts, activated carbon as catalyst. During the reaction, trace amounts of oxidizing agent (eg H2O2-O) must be added to the water to be purified to prevent ammonia formation. During the chemical reaction, nitrate or nitrite is reduced and nitrogen gas, water and hydrogen ions are formed. Quantitatively takes place within 3 to 10 minutes No adverse reaction products are formed during the reaction and any excess reducing agent is completely decomposed on the activated carbon surface of the catalyst.

A találmány szerinti eljárás lényege, hogy a kezelendő vízhez - eltávolítandó nitrát és/vagy nitrit tartalomnak megfelelő - legalább sztcöhiometrikus mennyiségű kémiai redukálószert (pl. hidrazint) keverünk. A vegyszeres vizet nagy felületű szemcsés anyagot (pl. aktívszenet) tartalmazó kémiai reaktorba vezetjük. A nitrát és/vagy nitrit mentesített vizet szükség esetén (pl. ivóvíz) utóklórozzuk. A keletkezett nitrogéngázt a reaktorból elvezetjük.The process of the present invention comprises mixing at least a stoichiometric amount of a chemical reducing agent (e.g., hydrazine) corresponding to the nitrate and / or nitrite content to be removed to the water to be treated. The chemical water is fed into a chemical reactor containing a high surface area particulate material (e.g., activated carbon). Water de-nitrated and / or nitrite-free, if necessary (eg drinking water), is post-chlorinated. The resulting nitrogen gas is removed from the reactor.

További előnyös hatást érünk, ha kémiai reaktorként aktívszénnel töltött oszlopot használunk.Another advantageous effect is obtained by using a column filled with activated carbon as the chemical reactor.

Az ammóniumképződés megakadályozására a kezelendő vízhez nyomnyi mennyiségű inhibitort (pl. hidrogénperoxidot) adagolunk.To prevent ammonium formation, a trace amount of an inhibitor (e.g., hydrogen peroxide) is added to the water to be treated.

Az eljárást példán keresztül rajz segítségével ismertetjük közelebbről.The process is illustrated by way of example by way of a drawing.

Az 1. ábra az eljárás egy lehetséges foganatosítást módjának folyamatábráját tartalmazza.Figure 1 is a flowchart of a possible embodiment of the method.

A nitrát étvágy nitrit tartalmú 1 kezelendő vizet 4 gyorsbekeverő vezetjük, majd adagoló szivattyú segítségével sztöchiometrikus mennyiségű 2 redukálószert (hidrazint) és adagolószivattyú segítségével 100 mg/1 töménységű 3 inhibitort (hidrogénperoxidot) adagolunk. A vegyszeres vizet elkeverjük, majd harminc másodperces tartózkodási idő után az így 5 előkezelt vizet 6 reaktor tetején vezetjük be. A 6 reaktor töltött oszlop, amelynek töltete 7 támrétegen nyugvó 8 nagyfelületű szemcsésanyag és a támréteget és a töltetet műanyag szűrőgyertyákkal betelepített 9 fenéklemez tartja. Majd tíz perc tartózkodási idő után a nitrát és/vagy nitrit 10 mentesített vizet a reaktor alján, a 11 nitrogéngázt a tetején vezetjük el. Szükség esetén (pl. ivóvíznél) 12 utókiórozást is végzünk.The nitrate appetite containing the nitrite-containing water to be treated 1 is passed through a rapid mixer 4 and then a stoichiometric amount of reducing agent 2 (hydrazine) and a 100 mg / l inhibitor 3 (hydrogen peroxide) are added via a metering pump. The chemical water is stirred and after a residence time of thirty seconds, the pre-treated water 5 is introduced into the top of reactor 6. The reactor 6 is a packed column having a load 7 of a high surface area particulate material 8 supported by a bed plate 9 mounted with plastic filter candles. Then, after a ten-minute residence time, the nitrate and / or nitrite depleted water 10 is discharged to the bottom of the reactor and the nitrogen gas 11 to the top. If necessary (eg in the case of drinking water) 12 post-cloning is performed.

A találmány szerinti eljárásunk alátámasztására közöljük kísérleti eredményeinket.To illustrate the process of the present invention, experimental results are reported.

HU 201893 ΒHU 201893 Β

I. táblázatTable I

Nitrát eltávolítás ivóvízből sztcöhiometrikus redukálószer és 10 perces reaktroban történő tartózkodási idő mellettNitrate removal from drinking water with stoichiometric reducing agent and residence time in 10 minute reactor

Töltettérfogatra vonatkoztatott vízmenynyiség Quantity of water per fill volume NO'3 g m’3 NO'3 g m ' 3 NH+4 KOIsMn pHPH of NH + 4 KOIsMn mg nr3 mg # 3 g m'3 g m ' 3 Nyersvíz raw water 139 139 <1 <1 2,0 7,4 2.0 7.4 5 5 5,3 5.3 46 46 3,2 7,2 3.2 7.2 10 10 0,7 0.7 36 36 2,3 7,1 2.3 7.1 Mentesített 15 Discharged 15 1,5 1.5 18 18 0,8 7,3 0.8 7.3 víz water 20 20 0,7 0.7 18 18 0,7 7,2 0.7 7.2 25 25 1,8 1.8 22 22 0,7 7,1 0.7 7.1 30 30 2,9 2.9 13 13 05 7,1 05 7.1

Az eredmények arra utalnak, hogy az eljárással 10 perc tartózkodási idő alatt tisztított víz állítható elő, amilyen csak rendkívül alacsony nitrátkoncentrációjával tér el a nyersvíz minőségétől.The results indicate that the process can produce purified water with a very low nitrate concentration in a residence time of 10 minutes, which differs from raw water quality.

Π. táblázatΠ. spreadsheet

Nitráteltávolítás ioncserélő regenerálása során keletkezett szennyvízből. Sztöchiometrikus mennyiségű redukálószer és 10 perces tartózkodási idő mellett.Removal of nitrate from wastewater generated during ion exchanger regeneration. With a stoichiometric amount of reducing agent and a residence time of 10 minutes.

NO’3 N-2 g nr3 g m'3 NO'3 N-2 g nr 3 g m ' 3 NH+4 g m'3 NH + 4 g m ' 3 so2-4 g ni'3 so 2 - 4 g ni ' 3 Szennyvíz Sewage 2500 2500 0,70 0.70 0,150 0,150 65 000 65,000 Mentesített accessible szennyvíz 52 sewage 52 0,13 0.13 0,52 0.52 64 800 64,800

Az eredmények alapján megállapítható, hogy a reakció sebessége a nitrátkoncentráció növekedésével arányosan nő, tehát a tartózkodási idő növelésére a nitrátkoncentráció növekedése esetén nincs szükség. A reakció rendkívül szelektív nitrátra, és azt a vízben nagy töménységben előforduló más ionok (pl. szulfát-ion) nem zavarják.The results show that the rate of the reaction increases proportionally with the increase in nitrate concentration, so that no increase in residence time is required in the event of an increase in nitrate concentration. The reaction is highly selective for nitrate and is not interfered with by other ions, such as sulfate ions, which are highly concentrated in water.

ΙΠ. táblázatΙΠ. spreadsheet

Nitrát és nitrit egyidejű eltávolítása. Tartózkodási idő 10 percSimultaneous removal of nitrate and nitrite. The residence time is 10 minutes

A redukálószer The reducing agent NO'2 g m'3 NO'2 g m ' 3 NI-3 g m'3 NI-3 g m ' 3 sztöchiometriai aránya ΝΟ'3-ra NO2-re stoichiometric ratio of ΝΟ3 to NO2 Nyersvíz raw water 313 313 308 308 0,125 0,125 201 201 269 269 Mentesített 0,250 Discharged 0.250 27 27 255 255 VÍZ WATER 0,50 0.50 <1 <1 187 187 1,0 1.0 <1 <1 109 109

Az eredmények alapján megállapítható, hogy nitrát és nitrit egyidejű jelenléte esetén először az instabilabb nitrit, majd a redukálószer töménységének növekedésével a nitrát is redukálódik.Based on the results, it can be stated that in the presence of nitrate and nitrite, the more unstable nitrite is reduced first and then the nitrate is reduced by increasing the concentration of the reducing agent.

A találmányhoz fűződő előnyös hatások a következőkben foglalhatók össze:Advantageous effects of the invention may be summarized as follows:

- Az eljárás során a kezelendő nitrát és/vagy nitrit tartalma a környezetet nem szennyező N2 gázzá alakul át, vagyis az eljárás alkalmazásával nem kisebb térfogatra koncentráljuk, hanem megszüntetjük a nitrátszennyezést;During the process, the content of nitrate and / or nitrite to be treated is converted to non-polluting N2 gas, i.e., the process is concentrated to a smaller volume but eliminates nitrate contamination;

- Nincs szükség a nitrátmentesített víz utótisztítására;- No need for post-treatment of de-nitrated water;

A berendezés egyszerűsége és a rendkívül kicsi tartózkodási idő miatt a beruházási költség alacsony;Due to the simplicity of the equipment and the extremely short residence time, the investment cost is low;

- A meglevő technológiákhoz képest az eljárással és berendezéssel töltettérfogatra vonatkoztatva 2-3szor több nitrát ill. nitrit távolítható el időegység alatt (10-20 kg NO'3 m3 töltetenként és naponta).- 2-3 times more nitrate and / or nitrate per process volume compared to existing technologies. nitrite can be removed over time (10-20 kg NO'3 m 3 per charge and daily).

Claims (3)

1. Eljárás vizek (felszínivíz, talajvíz, rétegvíz, ivóvíz, szennyvíz) nitrát és/vagy nitrit tartalmának kémiai úton történő eltávolítására, azzal jellemezve, hogy a kezelendő vizet (1) az eltávolítandó nitrát és/vagy nitrit tartalomnak megfelelő, legalább sztöchiometrikus mennyiségű kémiai redukálószerrel (2) összekeverjük, utána az előkezelt vizet (5) nagyfelületű szemcsés anyagot (8) tartalmazó kémiai reaktorba (6) vezetjük, a nitrát és/vagy nitrit mentesített vizet (10) és a keletkezett nitrogéngázt (11) elvezetjük, majd szükség esetén utóklórozást (12) végzünk.1. A process for the chemical removal of nitrate and / or nitrite in water (surface water, groundwater, tributary water, drinking water, sewage), characterized in that the water to be treated (1) is at least stoichiometric with a chemical mixed with a reducing agent (2), then the pretreated water (5) is fed to a chemical reactor (6) containing a high surface area particulate material (8), the water (10) depleted of nitrate and / or nitrite and the nitrogen gas (11) performing post-chlorination (12). 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kémiaia reaktorként aktívszénnel töltött oszlopot (6) használunk.Process according to Claim 1, characterized in that the activated carbon column (6) is used as a chemical reactor. 3. Az 1. és 2. igénypont szerinti eljárások bármelyike, azzal jellemezve, hogy a kezelendő vízhez (1) az ammónia képződés megakadályozására inhibitort (pl. hidrogénperoxidot) (3) adagolunk.Method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that an inhibitor (e.g. hydrogen peroxide) (3) is added to the water (1) to be treated to prevent the formation of ammonia. -3HU 201893 Β lábra-3GB 201893 ra feet
HU442284A 1984-11-30 1984-11-30 Process for chemical removing nitrate and nitrite content of waters HU201893B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU442284A HU201893B (en) 1984-11-30 1984-11-30 Process for chemical removing nitrate and nitrite content of waters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU442284A HU201893B (en) 1984-11-30 1984-11-30 Process for chemical removing nitrate and nitrite content of waters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HUT41345A HUT41345A (en) 1987-04-28
HU201893B true HU201893B (en) 1991-01-28

Family

ID=10967921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU442284A HU201893B (en) 1984-11-30 1984-11-30 Process for chemical removing nitrate and nitrite content of waters

Country Status (1)

Country Link
HU (1) HU201893B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
HUT41345A (en) 1987-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6066257A (en) Process for the removal and destruction of perchlorate and nitrate from aqueous streams
US3733266A (en) Waste water purification by breakpoint chlorination and carbon adsorption
Dahab Treatment alternatives for nitrate contaminated groundwater supplies
JP4613474B2 (en) Method for treating ammonia-containing water
JP2003126887A (en) Method and device for treating water containing phosphorus and ammonia
CA1046666A (en) Vacuum stripping of ammonia
Wisniewski et al. Use of a membrane bioreactor for denitrification of brine from an electrodialysis process
JP2580751B2 (en) Water purification equipment
JP3555807B2 (en) Organic wastewater nitrogen removal method
HU201893B (en) Process for chemical removing nitrate and nitrite content of waters
JP2011062656A (en) Nitrogen-containing wastewater treatment method
JP7479238B2 (en) Pure water production device and method
JPH09276881A (en) Treatment of nitrogen compound-containing water
JP3555812B2 (en) Advanced treatment method for organic wastewater
KR100462578B1 (en) The purification method of an organic waste water with high density
JPH0141115B2 (en)
JPH04131188A (en) Treatment of waste water
JP3467234B2 (en) How to remove nitrate nitrogen from tap water
KR100228739B1 (en) Disposal method of organic wastewater using oxygen
JPH0417118B2 (en)
JP2001205295A (en) Method for treating organic wastewater
JPH0671255A (en) Method for removing nitrate ion and/or nitrite ion and device therefor
JP3148498B2 (en) Treatment of wastewater containing ammonia
JPH04367785A (en) Treating water containing low concentration of ammonia
JPH0985285A (en) High-degree removal of nitrogen in organic sewage

Legal Events

Date Code Title Description
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee