HU216860B

HU216860B - Eljárás és berendezés halogénezett etilént tartalmazó víz, elsősorban talajvíz kezelésére, különösen tisztítására

Info

Publication number: HU216860B
Application number: HU9200144A
Authority: HU
Inventors: Helmut Eschweiler; Peter Gehringer; Emil Proksch; Walter Szinovatz
Original assignee: Österreichisches Forschungszentrum Seibersdorf GmbH.
Priority date: 1989-08-08
Filing date: 1990-07-13
Publication date: 1999-09-28
Also published as: WO1991001946A1; ATE108167T1; EP0494866A1; HUT70354A; RU2080299C1; DE59006378D1; CA2066212A1; HU9200144D0; ATA190189A; AT392462B; EP0494866B1; ES2061049T3

Abstract

A találmány tárgya eljárás halőgénezett etilént tartalmazó vízkezelésére. Az eljárásban, amikőr is halőgénezett etilént tartalmazóvizet ózőn és energiadús, különösen iőnizálóhatású sűgárzá hatásánaktesznek ki, lényeges, hőgy ivóvíz minőségűvé alakítőtt, és/vagyelőzetes kezelés sőrán ózőnnal összekevert és/vagy külön lépésbenózőnnal kiegészített vizet besűgárzási zónán áramőltatják eresztül ésáramőltatás közben elektrőnbesűgárzásnak vetik alá, valamint abesűgárzás előtt és/vagy alatt a besűgárzási zónát elhagyó vízózőnkőncentrációját legalább 0,1 ppm szintre állítják be. A j vasőltberendezés legalább egy elektrőngyőrsítót (17) és azelektrőngyőrsítóhőz (17) tartőzó besűgárzási zónát meghatárőzó,főlyékőny közeget befőgadó, beömléssel (14) és kiömléssel ellátőttátfőlyás amrát (15) tartalmaz, és lényege, hőgy a halőgénezettetiléneket tartalmazó vízzel átáramőltatőtt átfőlyáskamra (15)célszerűen az elektrőngyőrsítótól (17) távőlabbi őldalán ózőnnaldúsítőtt nyersvíz és/vagy ózőn bevezetésére alkalmas nyílásőkkal (153)van kiképezve. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás halogénezett etilént tartalmazó víz, elsősorban talajvíz kezelésére, különösen tisztítására, amikor is halogénezett etilént tartalmazó vizet ózon- és energiadús, különösen ionizálóhatású sugárzás hatásának vetjük alá, amivel belőle emberi és állati felhasználásra, illetve fogyasztásra alkalmas vizet állítunk elő. A találmány tárgya továbbá az eljárás megvalósítására szolgáló berendezés, amely legalább egy elektrongyorsítót és az elektrongyorsítóhoz tartozó besugárzási zónát meghatározó, folyékony közeget, vagyis kezelendő vizet befogadó, beömléssel és kiömléssel ellátott átfolyáskamrát tartalmaz.

A találmány szerinti eljárás és berendezés mindenekelőtt halogénezett etilénekkel szennyezett vizek, különösen talajvíz tisztítására és belőle emberi és állati fogyasztásra, illetve felhasználásra alkalmas víz előállítására szolgál.

A környezeti szennyezések egyre szélesebb körű elteijedése miatt az emberi és állati fogyasztásra és felhasználásra, illetve növények locsolására és növénykultúrák öntözésére szolgáló természetes vizek fokozatosan szennyeződnek. Különösen vonatkozik ez a talajvízre, amely forrásokat és kutakat táplál. Természetesen a veszély a nyílt felületű vízforrások esetében is fennáll. Az elmúlt években figyeltek föl arra, hogy a különböző oldószerek ipari, háztartási és egyéb felhasználása miatt a talajvizek és felszíni vizek halogénezett szénhidrogénekkel, különösen tri- és perklór-etilénnel, az utóbbi időkben pedig diklór-etilénnel való szennyezettsége rendkívül gyorsan emelkedő szintet mutat. így olyan problémával állunk szemben, amelyet a szennyvíztisztítás nagy vízmennyiségek feldolgozására szolgáló ismert eszközeivel és eljárásaival nem lehet kielégítően megoldani.

A lakott területeken működő vízellátási rendszerekben a halogénezett szénhidrogének mennyiségének csökkentésére szolgáló ismert eljárások egyik változata aktív szén felhasználására épül, aminek célja az, hogy az említett szennyező összetevőket adszorpció révén a vízből kiszűrjék. Ezt az eljárást nemcsak a gyakran nem kielégítő szintű hatékonyság jellemzi, hanem az is, hogy az aktív szén regenerálása során a tisztítandó közegből felvett szennyező anyagok adott esetben változatlan formában felszabadulhatnak, és így semlegesítésük a víz megtisztítása ellenére továbbra is problémát jelent.

A hatékony vízkezelési és víztisztítási módszerek iránti igény megjelenése hozta magával az oxidálószerek alkalmazását, amikor is a szennyezett vizet oxidáló hatású anyaggal, például klórral, hidrogén-peroxiddal vagy ózonnal kezelik, aminek eredményeként a halogénezett olefinek lebontását remélték, de ez a hatás alig mutatkozik. Más kutatások során a szennyezett vizek ózonnal és ultraibolya sugárzással történő egyidejű kezelésével próbálkoztak, mint erről G. Peyton és W. Glaze számol be az Environ. Sci. Technoi., 22, 761-767. (1988) szakirodalmi helyen. A vizsgálatok azt mutatták, hogy ennek a megoldásnak a hatékonysága rendkívül kicsi ahhoz képest, amilyen mennyiségű vizet a szokásos teljesítményű vízellátó hálózatokban kezelni kellene. Ugyancsak próbálkoztak gamma-sugárzás alkalmazásával, amikor is a tudományos vizsgálatok szerint a veszélyes összetevőket ugyan jelentős mértékben sikerül lebontani, de ehhez a szükség szerint korlátos dózisteljesítmények miatt igen hosszú időre van szükség, vagyis az eljárás teljesítménye alacsony. Erről például Gehringer et al.: Z. Wasser-Abwasser-Forsch., 79, 196-203. (1986) szakirodalmi helyen olvasható beszámoló.

Próbálkozások történtek a szennyezett vizek elektronnyalábbal történő besugárzásával is, amelyek során kitűnt, hogy a gamma-sugárzással összehasonlítva egy adott mennyiségű halogénezett szénhidrogén lebontásához sokkal nagyobb sugárzási dózisokra van szükség. Ha például legalább 90%-os lebontási arányt írnak elő, az elektronnyaláb dózisteljesítményét az arányostól jelentős mértékben nagyobbra kell választani. Erre a későbbiekben, a 2. táblázatban adunk adatokat.

A gamma-sugárzás és az ózon együttes hatására vonatkozóan szintén folytattak vizsgálatokat, mint ezt Gehringer et al.: Water Rés., 22, 645-646. (1988) szakirodalmi hely ismerteti. A két tényező jelenléte a halogénezett olefinek lebontásában megemelt hatékonyságot eredményezett, de ez még mindig kicsinek mutatkozott ahhoz, hogy a gamma-sugárzás és az ózon egyidejű alkalmazására épülő és a szennyező anyagok kívánt ütemű lebontását eredményező, ipari méretekben alkalmazható eljárást dolgozzanak ki. Ezért ez az eljárás csak viszonylag kis mennyiségű víz feldolgozására alkalmas. A gamma-sugárforrások alkalmazása során különösen nagy veszélyt jelent az, hogy ez a sugárforrás adott esetben a tisztítandó vizet radioaktív összetevőkkel szennyezi. Az alkalmazás lehetőségeit korlátozza továbbá az a tény, hogy gyakorlatilag mindennel szemben, ami a radioaktivitással kapcsolatba hozható, a lakosság általában komoly ellenérzésekkel viseltetik.

A vízbe kerülő halogéntartalmú olefinek ionizáló sugárzással és ózonnal történő lebontásának mechanizmusával kapcsolatban érdemes megjegyezni, hogy ezek az olefinek az ózonnal gyakorlatilag közvetlenül nem lépnek reakcióba. Lebontásuk általában az OH-gyökök működésének következménye, amelyek a besugárzott vízből és ózon jelenlétében a víz radiolízises bomlási termékeiként jönnek létre.

Megállapítható tehát, hogy a halogénezett szénhidrogének eltávolítására szolgáló vízkezelési eljárások hatékonysága kicsi. Ezért igény van nagy hatékonyságú kezelési eljárások kidolgozására.

A találmány célja ennek az igénynek a kielégítése.

A találmány feladata halogénezett olefinekkel szennyezett vizek kezelésére és szükség szerinti tisztítására szolgáló olyan eljárás és berendezés kidolgozása, amelyek szokásos nagy áramlási intenzitások mellett működő vízellátó rendszerekben alkalmazhatók, az előzőekben ismertetett aktív szenes tisztítási eljárásokhoz képest gazdaságosabbak, a szennyező összetevőket hatékonyabban távolítják el és radioaktív elemek alkalmazása nélkül teszik lehetővé a szennyezett vizek besugárzásos kezelését.

A találmány alapja az a felismerés, hogy a besugárzást ózon jelenlétében elektronnyalábokkal kell végez2

HU 216 860 Β ni, vagyis az alkalmazandó elektromágneses sugárzást elektrongyorsítókkal kell előállítani. Az elektrongyorsítók nem igénylik radioaktív anyagok felhasználását, és adott esetben igen nagy sugárzási dózis biztosítására alkalmasak.

Habár a dózisteljesítmény növekedésével járó előnyök ismeretesek, a nagy dózisteljesítmény egy, a növekedés mértékében egyre inkább jelentőssé váló hátrányt ugyancsak jelent: jól ismert, hogy a dózisteljesítmény növekedésével az OH-gyökök rekombinációs reakcióinak üteme folyamatosan növekszik, és így ezek a gyökök, amelyek a halogenizált olefinek oxidatív lebontásában fontos szerepet játszhatnak, a lebontási reakciókban egyre csökkenő számban tudnak részt venni.

Az említett folyamatok eredményeként az elektronnyalábokat előállító és így nagy dózisteljesítményt biztosító megoldásoknál a rekombinációs veszteségek miatt az OH-gyökök koncentrációjának aránytalanul nagy mértékű csökkenésével kell számolni, aminek következménye az, hogy maga a besugárzás önmagában elégtelen ahhoz, hogy nagy átfolyó vízmennyiségek mellett a gyakorlatban megvalósítható eljárásokat lehessen létrehozni.

A vizsgálatok meglepő módon azonban azt bizonyították, hogy a többi fajtájú besugárzással szemben az elektronnyalábok alkalmazásakor egy adott ózonkoncentráció fenntartása mellett a kezelendő vízben a halogénezett szénhidrogének lebontásának üteme jelentős mértékben növekszik, így az ózon jelenlétében a tisztítandó víznek az ismertekhez képest legalább egy nagyságrenddel nagyobb intenzitással jellemzett áramlása tartható fenn.

A felismerés tehát az, hogy az elektronokkal történő besugárzás mellett meghatározott szintű ózonkoncentrációt kell a tisztítandó vízben fenntartani.

A fentiekben vázolt felismerésre támaszkodva a kitűzött feladat megoldására ezért halogénezett etilént tartalmazó víz, elsősorban talajvíz kezelésére, különösen tisztítására olyan eljárást dolgoztunk ki, amelynek során halogénezett etilént tartalmazó vizet ózon- és energiadús, különösen ionizálóhatású sugárzás hatásának tesszük ki, amivel belőle emberi és állati felhasználásra, illetve fogyasztásra alkalmas vizet állítunk elő, ahol a találmány értelmében szükség szerint előzetes kezeléssel a halogénezett etilénen kívüli összetevők és szennyezések szempontjából ivóvíz minőségűvé alakított, és/vagy ilyen összetevőket, illetve szennyezéseket tartalmazó, előzetes kezelés során ózonnal összekevert és/vagy külön lépésben ózonnal kiegészített vizet, különösen talajvizet besugárzási zónán áramoltatjuk keresztül, és áramoltatás közben elektronbesugárzásnak vetjük alá, valamint a besugárzás előtt és/vagy alatt a besugárzási zónát elhagyó víz ózonkoncentrációját legalább 0,1 ppm szintre állítjuk be.

A fentiekben vázolt eljárás tehát lényegében legalább egy elektronnyalábbal történő besugárzást és ózon egyidejű beadagolását írja elő, amely az eddig ismertté vált kombinált eljárások megvalósításánál tapasztalt kis hatékonyság miatt kialakult várakozások ellenére a szennyezett vizek halogénezett olefintartalmának hatékony lebontására alkalmas intézkedést jelent és nagy dózisteljesítmények mellett az elektronsugaras besugárzóberendezések kis dózisok előállítása mellett ugyancsak hasznosíthatók.

A javasolt újszerű eljárás keretén belül vízkezeléssel olyan vizet állítunk elő, amely a besugárzási zónát 0,1 ppm-nél célszerűen jóval nagyobb ózonkoncentráció mellett hagyja el. így a besugárzási zónában a szinergetikus hatás kialakulhat, az elektronnyaláb és az ózon együttes hatására a halogénezett olefinek kielégítő ózonmennyiség jelenlétében hatékonyan bonthatók le.

Az előzőekben és a továbbiakban halogénezett etilénen elsősorban olefin jellegű, kettős kötéssel kialakult szénhidrogéneket értünk, mint például a tri- és tetraklóretilént, esetleg a diklór-etilént, amelyek a talaj- és felszíni vizeknél jelenleg számos problémát okoznak.

Ivó vízminőségen, például a M 6250 számú osztrák szabvány (érvényben 1986. március 1. óta) vagy az NSZK-ban 1986. május 25-től hatályos ivóvízrendelet szerinti feltételeknek megfelelő vizet értünk.

Az elektronsugaras besugárzási zóna nagyságát úgy kapjuk meg, hogy az átáramló víz egy adott mennyiségét befogadó tartályban az elektronokat átengedő ablak felületi területét az átfolyáskamra magasságával szorozzuk.

A találmány szerinti eljárás megvalósításával elérhető, hogy a besugárzási zónában a veszélyes összetevők lebontására alkalmas ózon mindenkor a szükséges mennyiségben álljon rendelkezésre.

A találmány szerinti eljárás különös előnye, hogy az említett szennyező összetevők nagy lebontási üteme alapján a tisztítandó víz viszonylag nagy térfogatárama tartható fenn, ami különösen fontos akkor, ha alapvetően ivóvízminőségű víz áll rendelkezésre, amelyben azonban a klórozott (halogénezett) etilének nem nagy részaránya elegendően magas ahhoz, hogy a víz emberi fogyasztásra alkalmatlan legyen. Ez a helyzet például Ausztria keleti részében a nittemdorfi területen, ahol jelentős nagyságú ivóvízkészletek vannak. A javasolt eljárás további komoly előnye az, hogy a halogénezett olefinek tényleges lebontása bekövetkezik, és így szénsavak és kloridionok keletkeznek, amelyek önmagukban véve már nem veszélyesek, és ezért elkerülhető az aktív szenet hasznosító eljárásoknak az az alapvető hátránya, hogy az adszorpciós közeg (aktív szén) regenerálása során a környezetre veszélyes anyagok szabadulhatnak fel.

A szükséges ózonkoncentráció fenntartása szempontjából különösen előnyös a találmány szerinti eljárásnak az a megvalósítási módja, amelynél a besugárzási zónába való belépés előtt a kezelendő víz ózonkoncentrációját legalább 1 ppm értékre, célszerűen 1 ...10 ppm tartományba állítjuk be.

A nagyobb méretű ivóvízellátó rendszereknél szükséges áramlási intenzitások figyelembevételére alkalmas a találmány szerinti eljárásnak az a változata, amelynél az ózont tartalmazó vizet legalább 0,5 MeV energiájú elektronsugárzásnak vetjük alá. Ilyen átlagos energiájú besugárzás esetén a sugárzás mintegy 1,4 mm mélységig hatol be a vízbe, ami az egyéb körülmények szükség szerinti megválasztása mellett, tekintetbe véve

HU 216 860 Β a berendezés geometriáját, a kívánt átfolyó vízmennyiségek beállítására alkalmas berendezés létrehozását teszi lehetővé.

A találmány szerint javasolt újszerű eljárás különösen jól hasznosítható azoknál a vizeknél, amelyeknél a halogénezett szénhidrogénes szennyezések részaránya alacsony, mivel ez esetben a hagyományos eljárások a jelentős mértékű hígítás következtében gyakorlatilag hatástalanok maradnak. így például klórozott olefinek esetében megfigyelhető, hogy ha koncentrációjuk 1 ppm alá süllyed, a lebontást a találmány szerinti eljárás aránytalanul nagyobb ütemben biztosítja, mint az említett határ fölötti koncentrációknál.

Mindezek alapján célszerű a találmány szerinti eljárásnak az a megvalósítási módja, amelynél a legfeljebb 1000 ppb részarányban halogénezett etilént tartalmazó vizet ózonnal és elektronbesugárzással kezeljük.

A szükséges, mintegy 0,1 ppm minimális kimeneti ózonkoncentráció fenntartása szempontjából igen előnyös a találmány szerinti eljárásnak az a megvalósítási módja, amikor az elektronbesugáizáshoz kijelölt zónában, célszerűen a víz áramoltatásának irányára merőlegesen az áramoltatott vízhez ózont, célszerűen ózonnal dúsított nyersvíz bevezetésével adagolunk. A halogénezett olefinek mennyiségének csökkentésére, illetve ezeknek az összetevőknek a teljes lebontására alkalmas megoldás az is, amikor az ózont viszonylag nagy mennyiségű bikarbonátot vagy nitrátot tartalmazó vízzel visszük folyamatba.

Ugyancsak a halogénezett szénhidrogének lebontása szempontjából előnyös a találmány szerinti eljárásnak az a megvalósítási módja, amelynél a besugárzási zónán átáramló vizet a besugárzási zónában levő nem besugárzott maradékával összekeverjük, és ezt célszerűen turbulens áramlás létrehozásával biztosítjuk. Ugyanebből a szempontból célszerű, ha a besugárzási zónában áramló vízben az oldott ózon részarányát legalább 0,1 ppm szinten tartjuk.

A találmány elé kitűzött feladat megoldásaként, különösen a fentiekben vázolt eljárás megvalósítására, tehát halogénezett etilént tartalmazó víz, elsősorban talajvíz kezelésére szolgáló berendezést ugyancsak létrehoztunk, amely legalább egy elektrongyorsitót és az elektrongyorsítóhoz tartozó besugárzási zónát meghatározó, folyékony közeget befogadó, beömléssel és kiömléssel ellátott átfolyáskamrát tartalmaz, és a találmány értelmében a halogénezett etiléneket tartalmazó vízzel átáramoltatott átfolyáskamra célszerűen az elektrongyorsítótól távolabbi oldalán ózonnal dúsított nyersvíz és/vagy ózon bevezetésére alkalmas nyílásokkal van kiképezve.

A javasolt berendezésben áramoltatott, az elektrongyorsítóval előállított sugárzásnak kitett kezelendő vízben az ózonkoncentráció különösen egyenletes fenntartását teszi lehetővé a találmány szerinti berendezésnek az a kiviteli alakja, amelynél az átfolyáskamra beömléséhez és/vagy kiömléséhez csatlakozó vezetékben a beömlésnél és/vagy kiömlésnél ózontartalmat követő érzékelő van elrendezve, amely vezérlőkapcsoláson keresztül ózonnal dúsított nyersvizet továbbító, legalább egy vezetékben elhelyezett áramlásszabályozó eszköz beállítóelemére kapcsolódik. Az érzékelő például az adott vezetékbe iktatott elágazásban rendezhető el, az lehet ultraibolya sugárzási spektrumot követő fotométeres átfolyásos cellaként kialakítva.

Ugyancsak az ózonkoncentráció igen nagy pontosságú fenntartását teszi lehetővé a találmány szerinti berendezésnek az a kiviteli alakja, amelynél az átfolyáskamrának az elektrongyorsítótól távolabbi fala ózonnal dúsított nyersvíz bevezetésére alkalmas, lyukasztott alsó lemezzel vagy csatlakozóval van kiképezve.

Szerkezetileg egyszerű, és a szennyezések kívánt gyors ütemű lebontást biztosítja a találmány szerinti berendezésnek az a kiviteli alakja, amelynél az átfolyáskamra lyukasztott alsó lemeze a besugárzási zóna hosszának mintegy felében a víz áramlási irányára merőlegesen elrendezett, ózonnal dúsított nyersvizet befüvó nyílásokkal vagy íüvókákkal van kiképezve.

Az elektronnyalábbal történő besugárzás hatását erősíti, az ózon jelenlétéből származó előnyöket javítja, ha a találmány szerinti berendezést célszerűen úgy alakítjuk ki, hogy az átfolyáskamrában turbulens áramlást előállító betételemek vannak elrendezve. Ez abból a szempontból különösen hasznos, hogy az elektronnyaláb viszonylag kis behatolási mélységei mellett is a tisztítandó vízben a behatolási mélységhez képest nagy rétegvastagság mellett a halogénezett szénhidrogének hatékony lebontásának feltételei megteremthetők.

A találmány tárgyát a továbbiakban példakénti kiviteli alakok, illetve megvalósítási módok alapján, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az

1. ábra: a találmány szerinti eljárást megvalósító berendezés kapcsolási vázlata.

A találmány tárgyát először példakénti megvalósítási módok ismertetésével mutatjuk be részletesen:

Példa

Négy vízmintát választottunk, amelyek alapja a Bucklige Weltből származó Wiener Hochquellenwasser (A jelű víz) és Quellwasser (B jelű víz) elnevezésű kristályvíz volt. A kristályvizet, amelyet az 1. táblázat szerinti kiindulási összetétel jellemzett, a 2. táblázat 1. oszlopa szerinti mennyiségű tetraklór-etilénnel, illetve triklór-etilénnel szennyeztük.

1. táblázat

Kristályvizek összetétele

	Összesített keménység, DH°	HCO₃-, ppm	NO,-, ppm	Cl~, ppm	SO₄ ²-, ppm
A jelű víz	9,6	195	6,5	4,5	31
fi jelű víz	5,5	99	4,0	5,0	21

HU 216 860 Β

Az összehasonlító vizsgálatokhoz ^Co-alapú 1,5 Gy/s dózisteljesítményű gamma-sugárforrást, valamint 0,5 MeV energiájú elektronnyaláb előállítására alkalmas elektrongyorsítót választottunk. Mind az A, mind a B jelű víz hőmérsékletét 10 °C-ra választottuk, és a klórozott etiléneknek a 2. táblázatban megadott koncentrációját biztosítva a mintákat mindkét sugárforrással besugároztuk. A besugárzás alatt a szennyezett víz egy részéhez ózont nem adagoltunk, másik részéhez viszont igen; mind az A, mind a B jelű víznél triklór-etilénszennyezés esetén mintegy 3 ppm ózont (O₃), míg tetraklór-etilén jelenléte esetén mintegy 5 ppm ózont használtunk fel.

A különböző vízmintáknál célul tűztük ki 90, 95 és 99%-os lebontási fok elérését. Az ehhez szükséges dózisok nagyságát a 2. táblázat 3., 5., 7. és 9. oszlopa mutatja.

A kísérletileg megállapított dózisértékek alapján az átfolyt vízmennyiségeket (átfolyás) m³/h egységben számítással állapítottuk meg, mégpedig annak feltételezése mellett, hogy a ma még nem megvalósítható 1 MCi Co-60 aktivitású ⁶⁰Co gamma-sugárforrás kell a besugárzáshoz, aminek teljesítménye nagyjából 13 kW-nak felel meg, míg elektrongyorsítóként a műszaki gyakorlatban széles körben használatos, nagyjából 3 MeV csúcsteljesítményű, hozzávetőlegesen 50 mA áramerősséget szolgáltató berendezés áll rendelkezésre, amely 150 kW teljesítmény biztosítására képes.

Az átfolyásra kapott adatokat a 2. táblázat 4., 6. és 10. sora mutatja.

2. táblázat

Különböző szennyezett vízminták mérési adatai

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Víz+szennyező	Lebontási fok %	Gamma-sugárzás	Elektronbesugárzás
Ózon nélkül	Ózonnal	Ózon nélkül	Ózonnal
Dózis Gy	Átfolyás m-’/h	Dózis Gy	Átfolyás m³/h	Dózis Gy	Átfolyás m³/h	Dózis Gy	Átfolyás m³/h
A jelű vízben	90	185	253	50	936	390	1385	48	11250
100 ppb tetraklór-	95	240	195	65	720	600	900	68	7941
etilén	99	370	126	100	468	1220	443	105	5143
A jelű vízben	90	100	468	10	4680	205	2634	9	60000
100 ppb triklór-eti-	95	130	360	20	2340	385	1403	21	25714
lén	99	195	240	60	780	1050	514	60	9000
B jelű vízben	90	96	487	14	3343	135	4000	15	36000
100 ppb tetraklór-	95	125	374	25	1872	190	2842	25	21600
etilén	99	193	242	50	936	425	1270	52	10385
őjelű vízben	90	58	807	9	5200	90	6000	10	54000
100 ppb triklór-eti-	95	75	624	11	4255	160	3375	11	49090
lén	99	115	407	20	2340	425	1270	22	24545

Az A és B jelű vizekkel készített mintákra kapott dózisértékek összehasonlítása alapján nyilvánvaló, hogy az elektronnyalábbal történő besugárzás ózon egyidejű hatásával párosítva a szennyező összetevők erőteljes lebontását teszi lehetővé.

Az is nyilvánvalóan kitűnik, hogy azonos lebontási fokot feltételezve, a vízben ózon jelenléte nélkül az elektronnyalábbal történő besugárzás különösen a nagyobb igényelt lebontási fokok esetében jóval nagyobb dózisokat igényel, mint a gamma-sugárzás esetében, vagyis a lebontási fok 90%-ról 99%-ra való emelkedése során az elektronnyalábbal történő besugárzással átvitt dózis a gamma-sugárzással összehasonlítva legalább kétszeresére, de általában 4-5-szörösére emelkedik. Ha viszont a mintákat ózonnal is kezeljük, meglepő módon az tűnt ki, hogy elektronsugárzás alkalmazása mellett a dózisok nagysága lényegében azonos azzal, amit gamma-sugárzással lehet biztosítani. A találmány szerint tehát alapvető intézkedésnek minősülő ózonalkalmazás mellett az elektronsugárzás a gamma-sugárzással azonos lebontási fokot nagy hatékonysággal tesz lehetővé.

A gyakorlati alkalmazást biztosító átfolyási értékek külön kiemelendők. Nyilvánvaló, hogy elektronsugárzás és ózon együttes hatására a gamma-sugárzással, még ózon felhasználása mellett is összehasonlítva 5-12-szeres mennyiségű vizet lehet kezelni, tisztítani.

A találmány szerinti eljárás megvalósítására beren50 dezést is létrehoztunk, amelyet vázlatosan az 1. ábra mutat be. Ezen olyan berendezés látható, amely átfolyáskamra mellett elrendezett elektronforrást tartalmaz.

Az 1. ábrán vázlatosan bemutatott berendezést klórozott olefinekkel szennyezett víz kezelésére dolgoztuk ki. A szennyezett víz 1 vezetékbe iktatott 2 puffertartályba jut, ahonnan 3 és 6 szivattyú szállítja tovább. A 2 puffertartályból a 3 szivattyú a szennyezett víz főáramát biztosítja, míg az 5 leágazóvezetékbe iktatott 6 szivattyú segítségével a szennyezett víz egy része ózontartalmú víz készítésére és befogadására alkalmas

HU 216 860 Β tartályba jut, amely egyidejűleg keverékként is üzemel. A 7 tartályba 10 vezetéken keresztül 9 ózongenerátor van csatlakoztatva, amelybe a 8 vezeték oxigént szállít. A 7 tartály ennek megfelelően ózonnal kevert víz előállítására szolgál, amely a 11 vezetéken át az 1 vezetéken keresztül áramló és mindeddig kezeletlen szennyezett vízhez adagolható. A 11 vezeték becsatlakozási pontja után az ózontartalmú vízzel kevert szennyezett víz a 13 keverőben homogenizálódik, itt az ózon kívánt koncentrációja beállítható. Az ózontartalmú szennyezett víz 14 beömlésen át a 15 átfolyáskamrába áramlik, amelyhez 17 elektrongyorsító van rendelve. A 15 átfolyáskamra a 17 elektrongyorsító alatt kialakított 171 besugárzási zónában van elrendezve, felső részén elektront átengedő anyagból készült 151 ablak, alsó részén 155 lyukasztott alsó lemez van kiképezve, vagyis a 15 átfolyáskamra belső tere a 171 besugárzási zónában az elektronnyalábok hatásának kitehető. A 15 átfolyáskamra hosszának mintegy a felénél a 155 lyukasztott alsó lemezben 154 csatlakozóval kapcsolódóan 153 nyílások vannak kialakítva, amelyeken át ózon minimális koncentrációjának biztosítása céljából az ózonnal dúsított nyersvíz szükséges nagyságú része a 111 vezetéken keresztül a 7 tartályból a 15 átfolyáskamrába irányítható. Nyilvánvalóan erre a megoldásra nincs szükség, ha az 1 vezetéken keresztül beáramoltatott szennyezett víz az előző kezelések hatására már eleve annyi ózont tartalmaz, hogy a találmány szerinti eljárás tényleges megvalósításához szükséges legalább 0,1 ppm ózonkoncentráció a 15 átfolyáskamra kiömlésénél, ahhoz kapcsolódó 18 vezetékben mérhető. A 15 átfolyáskamrában működési hatékonyságát javító részelemek ugyancsak elrendezhetők, például turbulens áramlást előállító, lemezszerű 152 betételemek. A találmány előnyös hatásait a 15 átfolyáskamra jelenléte biztosítja, ahol az elektronnyalábbal történő besugárzás hatására ózon jelenlétében a klórozott etilének a környezetre veszélytelen anyagokká bomlanak le. A 15 átfolyáskamrában a találmány szerinti eljárás megvalósításával kezelt és belőle a 18 vezetéken át távozó immár tiszta vizet 19 kiegyenlítőtartály gyűjti össze. Innen a 18 vezetéken át a tiszta víz vízellátó hálózatba vezethető. Az 1, 11 és 111 vezetékekben rendre 4, 12 és 16 áramlásszabályozó eszközök, például szelepek vannak beiktatva, amelyek alkalmasak a kezelendő szennyvíz és az ózonnal dúsított nyersvíz kívánt áramlási mennyiségeinek beállítására.

Az 1. ábrán szaggatott vonallal a találmány szerinti berendezésnek az a különösen előnyös megvalósítása látható, amelynél hatékony szabályozás biztosítható.

Ennél a megoldásnál a 15 átfolyáskamra kiömléséhez csatlakozó 18 vezetékhez vele párhuzamos elágazó vezeték van csatlakoztatva, és az utóbbiban áramló folyadék ózontartalmát az ábrán nem bemutatott spektrofotométerrel ellenőrző 181 érzékelő van elrendezve. A 181 érzékelő kimenete 183 jelvezetéken át 182 vezérlőkapcsolásra van csatlakoztatva, amely 162, illetve 122 vezérlővezetéken keresztül aló, illetve 12 áramlásszabályozó eszköz 161, illetve 121 beállítóeleméhez kapcsolódik. Ez utóbbiak a 111 vezetékben az ózonnal dúsított nyersvíz részáramának, all vezetékben az ózonnal dúsított nyersvíz főáramának áramlási intenzitását állítják be. Ezzel a megoldással lehetővé válik, hogy a 15 átfolyáskamra előtt, illetve belső terében a kezelendő víz ózontartalmát olyan szintre állítsuk be, hogy a 15 átfolyáskamra után a kezelt víz ózontartalma a kívánt szintet élje el.

A találmány szerinti berendezés lényegét a 17 elektrongyorsítóhoz rendelt 15 átfolyáskamra jelenti. Ezért a 15 átfolyáskamra felépítése szempontjából a 151 ablak, illetve a 155 lyukasztott alsó lemez jelenléte előnyös, de nem feltétlenül szükséges.

Claims

1. Eljárás halogénezett etilént tartalmazó víz, elsősorban talajvíz kezelésére, különösen tisztítására, amikor is halogénezett etilént tartalmazó vizet ózon- és energiadús, különösen ionizálóhatású sugárzás hatásának tesszük ki, amivel belőle emberi és állati felhasználásra, illetve fogyasztásra alkalmas vizet állítunk elő, azzal jellemezve, hogy szükség szerint előzetes kezeléssel a halogénezett etilénen kívüli összetevők és szennyezések szempontjából ivóvízminőségűvé alakított, és/vagy ilyen összetevőket, illetve szennyezéseket tartalmazó, előzetes kezelés során ózonnal összekevert és/vagy külön lépésben ózonnal kiegészített vizet, különösen talajvizet a besugárzási zónán áramoltatjuk keresztül és áramoltatás közben elektronbesugárzásnak vetjük alá, valamint a besugárzás előtt és/vagy alatt a besugárzási zónát elhagyó víz ózonkoncentrációját legalább 0,1 ppm szintre állítjuk be.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a besugárzási zónába való belépés előtt a kezelendő víz ózonkoncentrációját legalább 1 ppm, célszerűen 1... 10 ppm tartományba eső értékre állítjuk be.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az ózont tartalmazó vizet legalább 0,5 MeV energiájú elektronsugárzásnak vetjük alá.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a legfeljebb 1000 ppb részarányban halogénezett etilént tartalmazó vizet ózonnal és elektronbesugárzással kezeljük.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a besugárzási zónát elhagyó víz ózonkoncentrációjának beállítását úgy hajtjuk végre, hogy az elektronbesugárzáshoz kijelölt zónában, célszerűen a víz áramoltatásának irányára merőlegesen az áramoltatott vízhez ózont adagolunk, amit célszerűen ózonnal dúsított nyersvíz bevezetésével hajtunk végre.

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a besugárzási zónán átáramló víznek az elektronsugárzással kezelt részét a víznek a besugárzási zónában levő maradékával intenzíven összekeverjük, és a keveredést célszerűen turbulens áramlás létrehozásával biztosítjuk.

7. Az 1 -6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a besugárzási zónában elektronsugárzással kezelt áramló vízben az oldott ózon részarányát legalább 0,1 ppm szinten tartjuk.

HU 216 860 Β

8. Berendezés halogénezett etilént tartalmazó víz, elsősorban talajvíz kezelésére, különösen tisztítására az 1 -7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás megvalósításával, amely legalább egy elektrongyorsítót és az elektrongyorsítóhoz tartozó besugárzási zónát meghatározó, folyékony közeget befogadó, beömléssel és kiömléssel ellátott átfolyáskamrát tartalmaz, azzaljellemezve, hogy a halogénezett etiléneket tartalmazó vízzel átáramoltatott átfolyáskamra (15) célszerűen az elektrongyorsítötól (17) távolabbi oldalán ózonnal dúsított nyersvíz és/vagy ózon bevezetésére alkalmas nyílásokkal (153) van kiképezve.

9. A 8. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az átfolyáskamra (15) kiömléséhez csatlakozó vezetékben (18) az átfolyáskamrát (15) elhagyó víz ózontartalmát követő érzékelő (181) van elrendezve, amely vezérlőkapcsoláson (182) keresztül ózonnal dúsított nyersvizet továbbító, legalább egy vezetékben (11, 111) elhelyezett áramlásszabályozó eszköz (12,

16) beállítóelemére (121, 161) van csatlakoztatva.

10. A 8. vagy 9. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az átfolyáskamrának (15) az elektron5 gyorsítótól (17) távolabbi fala ózonnal dúsított nyersvíz bevezetésére alkalmas, lyukasztott alsó lemezzel (155) vagy csatlakozóval (154) van kiképezve.

11. A 8-10. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az átfolyáskamra (15) lyu10 kasztott alsó lemeze (155) a besugárzási zóna hosszának mintegy felében a víz áramlási irányára merőlegesen elrendezett, ózonnal dúsított nyersvizet befüvó nyílásokkal (153) vagy fúvókákkal van kiképezve.

12. A 8 -11. igénypontok bármelyike szerinti beren15 dezés, azzal jellemezve, hogy az átfolyáskamrában (15) turbulens áramlást előállító betételemek (152) vannak elrendezve.