TERCIÁRNÍ ČIŠTĚNÍ. Biologické dočišťovací nádrže (rybníky) TECHNOLOGIE TERCIÁRNÍHO ČIŠTĚNÍ. = obvykle vypouštění do vod povrchových bez užitku

Transkript

1 OV vyčištěné běžnými metodami biologické procesy (konvenční aktivace, biofiltry, anaerobní metody) fyzikální procesy (sedimentace, filtrace, sorpce, flotace) chemické procesy (koagulace, oxidačně-redukční procesy, iontová výměna) nebo jejich kombinace = obvykle vypouštění do vod povrchových bez užitku Omezené možnosti využití: průmysl technologická voda zemědělství závlaha technických a energetických plodin Potenciální problémy při využití vyčištěné vody: zbytkové znečištění polutanty v rozpuštěné i nerozpuštěné formě ovlivnění technologie nebo vnos nežádoucích látek do zemědělské půdy nesplnění hygienických požadavků přítomnost patogenních mikroorganismů, původců nakažlivých chorob Úplným biologickým čištěním lze dosáhnout kvality vyčištěné odpadní vody, která mnohdy přesahuje kvalitu vody v recipientech!!! KDY VYUŽÍT TECHNOLOGIE TERCIÁRNÍHO DOČIŠTĚNÍ? vypouštění odtoku do zvláště citlivého recipientu odtok z čištění speciálních OV -vody z průmyslu - vody mikrobiologicky závadné pokud to vyžaduje technologie (špatná fce separačního stupně, poddimenzovaná aktivace, dosrážení fosforu...) další využití vyčištěné vody TECHNOLOGIE TERCIÁRNÍHO ČIŠTĚNÍ biologické dočišťovací nádrže filtrace (koagulace + filtrace) sorpce hygienické zabezpečení odtoku Biologické dočišťovací nádrže (rybníky) přírodní způsob dočištění při době zdržení alespoň 5 dní dochází k dalšímu odstranění NL sedimentací ve vegetačním období se snižují koncentrace dusíku a fosforu syntézou do biomasy řas efekt naředění mohou být provzdušňovány použití hlavně za průmyslovými ČOV (potravinářský, kafilérie...) mohou být i zdrojem problémů sekundární znečištění odtoku (přemnožení řas a sinic, uvolňování znečištění z dnových sedimentů) - nutné pravidelné vyklízení 1

2 Filtrace intenzivní způsob mechanického terciárního čištění odstranění zbytkových NL nebo separace chemického kalu při terciárním dosrážení fosforu odstranění specifického znečištění Filtrace využití pískových filtrů podobná konstrukce jako filtry vodárenské - koncentrace NL by neměla být vyšší než 20 mg/l, jinak se neúnosně zkracují prací cykly -filtrační rychlost kolem 10 m/h síta pro separaci chemického kalu využití membránových technologií (ve speciálních případech i reversní osmóza) Typ filtrace mikrofiltrace ultrafiltrace nanofiltrace reverzní osmóza TYPY FILTRACE Velikost pórů, resp. odseparovaných částic (µm) 10 0,1 0,1 0,01 0,01 0,001 0,001 0,0001 Separace AK na ČOV mikrofiltrační membrány (0,5 0,1 µm) Zachycení: minerální mikročástice (jemný písek, částice hlíny) většina baktérií, giardie a kryptosporidia Membránové technologie SEPARACE AK TERCIÁRNÍ MIKRO ULTRA NANO REVERZNÍ FILTRACE FILTRACE FILTRACE FILTRACE OSMÓZA červ. krvinky bílkoviny paraziti Organické makromolekuly ionty pyl koloidy kovů vlasy barevné pigmenty rozp. soli písek bakterie viry cukry makročástice mikročástice makromolekuly molekuly ionty Velikost částic (µm) Dosazovací nádrže Zdokonalování DN značné nároky na prostor mg/l NL v odtoku vliv vlastností kalu na separaci složitost provozu přítomnost patogenních nebo Alternativní metody podmíněně patogenních mo nevhodnost odtoku ke zpětnému využití MEMBRÁNOVÁ FILTRACE 2

3 Membránové bioreaktory oddělení biomasy od vyčištěné vody filtrací přes membránu (mikrofiltrace, nanofiltrace) vysoká kvalita permeátu možnost udržovat vysokou koncentraci AK (stáří kalu) menší nároky na zastavěnou plochu odstranění problémů se separací kalu vyšší náklady, náročnější obsluha, možnost intenzivní tvorby pěny PRINCIP TECHNOLOGIE Kombinace konvenčního aktivačního procesu a účinné separace Filtrace na přepážce s prvky filtrace objemové Záchyt pevných látek jejichž velikost > velikost pórů Filtrát obsahuje částice s velikostí < průměr pórů. Membránový modul konstrukční řešení: Membránový modul - umístění: přímo do aktivační nádrže MBR - jemnobublinná aerace provozní vzduch - hrubobublinná aerace prací vzduch -přebytečný kal odvod přímo z AN Deskové moduly mimo aktivační nádrž -z AN přečerpání AS - vraceni zakoncentrovaného AK -dočištění vody (jako terciární stupeň) Moduly s dutými vlákny Membránové bioreaktory Vhodnost membránové filtrace při ekonomicky výhodném využití permeátu (nemá smysl vypouštět do běžného i sebečistšího recipientu) pokud je odtok je využit ke krajinotvorným účelům dotace deficitního zvodnělého podloží při extrémně vysokých cenách zastavěné plochy čistírny ve specifických podmínkách (lodě, infekční provozy nemocnic apod.) 3

4 Sorpce hromadění rozpuštěné látky (adsorbátu) na povrchu tuhé fáze (adsorbentu) analogie s vodárenskými procesy nejčastěji používaným adsorbentem je aktivní uhlí (práškové nebo granulované) další používané adsorbenty: adsorbenty na základě organických polymerů (kopolymery styrenu a divinylbenzenu, estery kyseliny akrylové), elektrárenský popílek, škvára sorbovat se mohou celé molekuly (molekulová sorpce) nebo přednostně některý z iontů (iontová sorpce) Sorpce při iontové sorpci může probíhat i jiný děj (výměnná sorpce, hydrolytická sorpce) na základě sil, které poutají rozpuštěnou látku k povrchu tuhé fáze rozlišujeme sorpci fyzikální, chemisorpci a iontovou sorpci) odstraňování toxických, karcinogenních a mutagenních látek, látek těžko biologicky rozložitelných, látek způsobujících pachové problémy jedná se především o zbytkové koncentrace organických látek (chlorované aromatické uhlovodíky, pesticidy), těžké kovy, volný chlór atd. problémy: především regenerace nebo likvidace vyčerpaných sorbentů, pokud se jedná o speciální sorbenty pak i cena Hygienické zabezpečení odtoku vodoprávní předpisy nevyžadují hygienické zabezpečení odtoku z komunálních ČOV v odůvodněných případech ji nařizuje orgán hygienické služby čištění OV z hygienicky závadných provozů především medicínská zařízení nebo výzkum nutné též v případě určitého zpětného využití vyčištěné vody -vypouštění v blízkosti oblastí pro rekreaci -závlahy určitých druhů plodin Hygienické zabezpečení odtoku Metody: Chlorace: aby byla účinná, je třeba vybudovat kontaktní komoru s dobou zdržení nachlorované vody alespoň 20 minut Ozonizace, UV záření při malém objemu vypouštěných vod Termické metody finančně náročné Membránová filtrace!!! Chlorace výhodou je dostupnost a relativně nízká cena efektivitachloracejeovlivněna přítomností vyšších koncentrací nerozpuštěných látek, organických látek a amonných iontů nejen desinfekce a hygienizace vody ale i minimalizace tvorby slizových povlaků v potrubí zbytkové koncentrace chloru ve vodě mohou způsobovat i problémy při určitých aplikacích UV záření fyzikální metoda desinfekce účinnost je ovlivněna intenzitou záření a dobou expozice UV záření je ve vodním prostředí schopno proniknou pouze do malé hloubky výhodou technologie je absence vedlejších produktů procesu nevýhodou je náročnost na technické vybavení, vysoká pořizovací cena, náklady na energii a údržbu zařízení 4

5 Ozonizace ozon je velmi silné oxidační činidlo efektivita při likvidaci buněk virů a bakterií je vyšší než u chloru ekonomika provozu: generátor ozonu = nákladné zařízení účinnost desinfekce ozonem závisí na době kontaktu, koncentraci ozonu a citlivosti cílové skupiny mikroorganismů Znovuvyužití vyčištěných vod Obecné důvody opětovného využívání vyčištěných OV nedostatek zdrojů v důsledku globálních změn klimatu, nárůstu populace, migrace populace, koncentrace průmyslu či zemědělství apod. nerovnoměrnost zdrojů v ploše (velkých území, dnes např. již celý kontinent) ekonomická nedostupnost zdrojů vody efektivnější nakládání se zdroji vody Znovuvyužití vyčištěných vod Konkrétní důvody pro opětovné využívání vyčištěných OV v ČR Rostoucí cena pitné vody v systémech veřejného zásobování, která zvyšuje náklady ve výrobních procesech s vysokou spotřebou vody, která nemusí mít kvalitu vody pitné. Přesto, že výroba pitné vody je u nás založena ze 60 % na vodě povrchové, jejíž bilance je stále kladná, objevují se problémy s obnovováním zásob podzemní vody. Vyčištěná odpadní voda vpotřebné kvalitě by mohla být zdrojem, který může být používán k dotaci podzemních vod. Současné čistírenské technologie včetně metod terciárního čištění dosahují již takové kvality odtoku, že je v podstatě nesmyslné tuto vodu vypouštět přímo do recipientů, kde se získaná vysoká kvalita ztratí bez využití. Urbanizovaná území Zalévání parků, hřišť, mytí ulic a dvorů, zalévání golfových hřišť, hřbitovů a zelených pásů v rezidenčních čtvrtích Požární ochrana, použití vody pro mimořádné případy Stavební práce apod. Zemědělství Závlahy plodin pro krmení hospodářských zvířat, pastvin, květin, plodin pro průmyslové využití (výroba biopaliv apod.) Závlahy plodin pro humánní výživu (ve zvláštním režimu) Rekreační aktivity Doplňování vody v jezerech a rybnících s rekreačním využitím (převážně tzv. nekontaktní aktivity) Výroba ledu a sněhu pro rekreační využití Zkvalitňování životního Tvorba umělých mokřadů prostředí Nadlepšování hydraulických poměrů vpřirozených mokřadech Zlepšování průtoků v povrchových tocích, zejména vletnímobdobí Doplňování zdrojů podzemních vod Hydraulické bariery proti znečištění Doplňování kapacity zdroje podzemní vody, ochrana před poklesem hladiny Obnovení látkových bilancí minerálních složek ve vyčištěné odpadní vodě Membránové filtrační technologie opětovné využívání OV na lodích Průmyslové využití Procesní voda Voda do chladicích systémů Úprava kotelních napájecích vod Sociální zařízení a průmyslové prádelny Oplachové vody Klimatizace a požární ochrana objektů Použití v rezidenčních objektech Čištění objektů Prádelny Splachování toalet Klimatizace a požární ochrana objektů Zásobování pitnou vodou Směšování se zdroji městské pitné vody 5

6 6