Nanotechnológia: a hatékony arzénmentesítés

2010. szeptember 3.

Magyarországon komoly gondot okoz az ivóvizek arzénkoncentrációja. Több mint négyszáz település érintett, főként az észak- és dél-alföldi régióban. Az arzén a legmérgezőbb hatású félfém. Elek Edina írása.  

Megoldásként egy olyan új nanotechnológiát mutatok be az Olvasónak, ami egy merőben más, az önkormányzatok részére költséghatékony ivóvíztisztító technológia. Az ivóvíz legmodernebb kezelése során nanoanyagot (nanorészecskéket), illetve nanotechnológiát használnak.

Ez a technológia a vizet gyorsan és hatásosan megtisztítja a nagymolekulás, organikus és anorganikus vegyületektől, ugyanúgy, mint a nehézfémek elemeitől és vegyületeitől.

A víztömeg tisztítási hatásfoka a felsorolt elemekre nézve a következő: 89-99 %-os az arzén, bór, urán, vas, króm, réz, cink, nikkel és mangán esetében, 96%-os a foszforra nézve, 95%-os a vinilklorid, 86%-os a diklór-etilén esetében, miközben a KOIMn 94%-os.

Miben más ez az ivótisztító technológia?

1.     Költségcsökkentő hatással bír – a leggazdaságosabb megoldás

A nanotechnológia és nanorészecskék használata lehetővé teszi, hogy az ivóvízkezelés és az élelmiszeripar számára történő vízkezelés elkerülje a manapság elterjedt drága, hagyományos folyamatot. A jelenlegi technológiák drága berendezéseket, filtereket, ionos cserélőket és alapanyagokat használnak, így az e típusú berendezések működtetése nagy anyagi ráfordítást igényel.

A nanotechnológia azonban, amely a víztisztításhoz nanoanyagokat (nanorészecskéket) használ fel, ezeket a problémákat megoldja, és a beszerzés és üzemeltetés szempontjából jelenleg a leggazdaságosabb megoldást jelenti.

A nanotechnológia  beszerzési kiadásai kb. 20-25%-kal alacsonyabbak, mint a klasszikus technológiák esetében, az üzemeltetési kiadások pedig 25-30%-kal. A nanotechnológiás vízkezelés és az eredményezett víz minősége megfelel a WHO normáinak, ugyanúgy, mint a német ivóvíz standardnak!

2.     A legújabb fejlesztésű technológia

A technológia a “turbulens-labirintus” reaktor ivóvízkezelésén alapul, mégpedig 20-1000 nm méretű nanorészecskék felhasználásával, amelyeknek egyszerre szorbeáló (felszívó), adszorbeáló és flokkulációs tulajdonságai vannak, és atomszinten reagálnak a különböző elemekkel és vegyületekkel. A gyors és hatékony vízkezelés főleg a nanorészecskék ezen tulajdonságainak köszönhető.

Az ivóvízkezeléshez 20-280 nm méretű nanorészecskéket használnak, amelyek kémiai összetétele 98-99% Fe + Fe2O3 és 1-2% Ti, speciális Fe° felüleű TiO²³, 45 m2/g –ban, amelyek koncentrációja 0,5 – 20 g/m³ között mozog.

Ez az anyag semmilyen toxikus vagy káros anyagot, anyagokat nem tartalmaz, és minden,  ivóvízkezelésre vonatkozó higiéniai normának megfelel.

A technológia bemutatása

A tisztítandó vizet a “turbulens-labirintus” reaktorba vezetik, amelybe az adagolópumpa a nanorészecskés keveréket adagolja. A reaktorban olyan fizikális körülmény van kialakítva, amely a nanorészecskék és az eltávolítandó molekulák intenzív és sokszor ismételt összeütközését váltja ki. Ezután a víz, együtt a nanorészecskékkel az ülepítő tartályba vezetődik, ahol a gravitációs erőknek köszönhetően a nanorészecskék a felvett anyagokkal együtt a fenékre ülepednek. A kitisztított víz ezután tovább vezetődik a klasszikus kezelésre, a leülepedett nanorészecskéket és szennyeződést pedig regeneráció vagy likvidáció várja. A reaktor minden mai alacsony teljesítményű vízkezelő rendszerbe beszerelhető, és szükség szerint betelepíthető a már létező technológialáncba.

A reaktor nem igényel kezelőszemélyzetet, nem használ elektromos energiát! Minden fizikális folyamat itt a vízáram hajtópumpa által szolgáltatott kinetikai energiájának köszönhető, valamint a reaktor speciális szerkezetének. A berendezés élettartama 25-30 év.

A nanotechnológiát az EGGIS technológia teszi kompletté, ami a víz előkezelésére szolgál. Az EGGIS alapelve a vízáram által okozott elektromágneses-erőtér változáson alapul. Az EGGIS modulban levő elektromágneses mező számos elektrokémiai folyamatot vált ki. Eközben a reaktor elektródái buborékok formájában hidrogént, oxigént és klórt termelnek, amik aktívan részt vesznek az elektrokémiai reakcióban. A szilárd szennyezőanyagok maradékát az elektródákról leváló fémionok kötik meg és a felszálló vízzel, valamint a buborékokkal a felszínre kerül, majd az iszaptartályba ürül.

Az EGGIS technológia használata lehetővé teszi a nanotechnológiás rendszer hatékonyságának növelését, valamint az adagoló nanorészecskék mennyiségének optimalizálását.

A vízkezelés, a nanorészecskék gyártása és a reaktorok konstrukciója védjeggyel van ellátva (európai védjegyek).

A nanotechnológia bölcsője Jászivány

2010. június 21. a nagy változás kezdete Jászivány településen. Ez az a nap, amikor számos vezető szakmérnökből álló csapat együttműködésével megkezdődött az AS-NAGGIS nanotechnológiás arzénmentesítő reaktor tesztelése a határértéket meghaladó ivóvíz tisztítása céljából.

A reaktor négy napos folyamatos működése mellett a szakemberek három egymást követő napon mintavételezték a befolyó arzéndús és a kifolyó tisztított ivóvizet, a mintákat a szolnoki Techno – Víz Kft. vizsgálta be arzénkoncentrációra nézve.

A három egymást követő napon mért koncentrációk a következők voltak: 29 µg/l, 23 µg/l, 25 µg/l. Ezek a koncentrációk jóval meghaladják az új EU direktíva (98/83/EC) által megengedett 10 µg/l-es határértéket.

A nanotechnológiás tisztítás célja a magas arzénkoncentráció határérték alá való csökkentése. Ahogy a mérési eredmények is bizonyítják a reaktor az elvárások szerint működik. Mindhárom kifolyási-, tisztított ivóvízminta arzénkoncentrációja kisebb volt, mint 1, azaz méréshatár alatti értéket értek el a tisztítás során.

A jövő

Augusztus hónapban Jászivány településen tartott szakmai bemutató sikerességére tekintettel az év novemberében újabb előadássorozatot, konzultációt szerveznek a magyar-cseh cégek képviselői, hogy közelebbről megismerhesse a célközönség a nanotechnológiás berendezés jelentőségét.

Első számú prioritásként természetesen a minél több ivóvízproblémával küszködő település lajtoskocsiból való ivóvízmegoldásának a kiküszöbölése szerepel.

Fontos kiemelni, hogy bárki előzetes egyeztetés alapján megtekintheti a tesztberendezést, a cikk elolvasása után felmerülő kérdéseit pedig felteheti személyesen a magyarországi képviselőknek.

Összességében elmondható, hogy a fentiekben bemutatott új nanotechnológia mérföldkőnek számít az ivóvízkezelésben, hatásfokát tekintve a leghatékonyabb technológia az iparágban. A pályázati lehetőség kihasználásával pedig a lakosság tiszta ivóvízzel való ellátása - oly hosszú idő után – végre megoldottnak tűnik.

További információ: www.asiohungaria.hu

Elek Edina