MUNICIPAL WASTE WATER TREATMENT PLANT POLUTANTS REMOVAL ODSTRANĚNÍ KONTAMINANTŮ Z ODTOKU ČISTÍRNY ODPADNÍCH VOD

Podobné dokumenty
ÚPRAVA PITNÉ VODY POMOCÍ MEMBRÁNOVÝCH SEPARAČNÍCH PROCESŮ VÝSLEDKY LABORATORNÍCH EXPERIMENTŮ

CYANIDE REMOVAL FROM CONTAMINATED GROUNDWATER BY REVERSE OSMOSIS ODSTRANĚNÍ KYANIDŮ Z KONTAMINOVANÝCH PODZEMNÍCH VOD POMOCÍ REVERZNÍ OSMÓZY

APLICATION OF MEMBRANE SEPARATION PROCESSES FOR WASTE WATER REUSE APLIKACE MEMBRÁNOVÝCH TECHNOLOGIÍ PŘI OPĚTOVNÉM VYUŽITÍ VYČIŠTĚNÝCH ODPADNÍCH VOD

Ing. Zuzana Honzajková. VŠCHT Praha, ÚCHOP, Technická 5, Praha 6,

RECYKLACE VOD OVĚŘOVÁNÍ A KONKRÉTNÍ REALIZACE. Ondřej Beneš (Veolia ČR) Petra Vachová, Tomáš Kutal (VWS Memsep)

Projekt VODAMIN Hydrochemický monitoring jakosti vod ovlivněných důlní činností v oblasti Cínovce

Laboratoř CHVaK. č posouzená u ASLAB dle ČSN EN ISO/IEC 17025:2005

VYUŽITÍ NANOFILTRACE A ULTRAFILTRACE K ÚPRAVĚ VODY NA VODU PITNOU

Vyřizuje Ing. Jana Lípová Velké Březno PLÁN KONTROL JAKOSTI PITNÉ VODY PRO ROK 2019

Využití membránových technologií při úpravě vody na vodu pitnou

TECHNICKÉ UKAZATELE PRO PLÁN KONTROL JAKOSTI VOD V PRŮBĚHU VÝROBY PITNÉ VODY

TECHNOLOGIÍ PŘI OPĚTOVNÉM VYUŽITÍ VYČIŠTĚNÝCH. Ústav chemie ochrany prostředí ÚCHOP

LANDFILL LEACHATE PURIFICATION USING MEMBRANE SEPARATION METHODS ČIŠTĚNÍ PRŮSAKOVÝCH VOD ZE SKLÁDEK METODAMI MEMBRÁNOVÉ SEPARACE

Číslo rozboru: Místo odběru: Obec Limit /nejistota +/- Fyzikální a chemické ukazatele:

Laboratoř CHVaK. č posouzená u ASLAB dle ČSN EN ISO/IEC 17025:2005

TREATMENT OF DRINKING WATER FROM SURFACE WATER SOURCES BY MEANS OF PRESSURE DRIVEN MEMBRANE PROCESSES

PROTOKOL O ANALÝZE VZORKU Datum vystavení :

Úplný rozbor pitné vody dle vyhlášky 252/2004 Sb. v platném znění

Protokol o zkoušce č /2016

MORAVSKÁ VODÁRENSKÁ, a.s. Oddělení kontroly kvality vody Dolní novosadská, Olomouc

Laboratoř je způsobilá aktualizovat normy identifikující zkušební postupy. Laboratoř je způsobilá provádět samostatné vzorkování.

PROTOKOL O ZKOUŠCE č /2015

Příloha č.: 1 ze dne: je nedílnou součástí osvědčení o akreditaci č.: 96/2012 ze dne:

Zkušební laboratoř akreditovaná ČIA dle ČSN EN ISO/IEC registrovaná pod číslem Protokol číslo: Strana 1 ze 5

Membránové ČOV. Radek Vojtěchovský

2. ÚVODNÍ USTANOVENÍ KANALIZAČNÍHO ŘÁDU

koliformní bakterie KTJ/100ml ČSN EN ISO /A Escherichia coli KTJ/100ml ČSN EN ISO /A

Vodovody a kanalizace Přerov, a.s. Laboratoř pitných vod Šířava 482/21, Přerov I - Město, Přerov

Severočeské vodovody a kanalizace, a.s. Středisko laboratoří Liberec Sladovnická 1082, Liberec 30

ČÁST DEVÁTÁ UKAZATELÉ JAKOSTI SUROVÉ VODY ODEBÍRANÉ Z POVRCHOVÝCH VODNÍCH ZDROJŮ NEBO Z PODZEMNÍCH VODNÍCH ZDROJŮ PRO ÚČELY ÚPRAVY NA VODU PITNOU

Vodohospodářské laboratoře, s.r.o.

Provozní zkušenosti úpravy vody pomocí membránové mikrofiltrace na keramických membránách s předřazenou koagulací/flokulací

KANALIZAČNÍ ŘÁD STOKOVÉ SÍTĚ MĚSTA BRANDÝS NAD LABEM STARÁ BOLESLAV. doplněk č.1.

Odstraňování berylia a hliníku z pitné vody na silně kyselém katexu Amberlite IR 120 Na

Čištění odpadních vod z malých zdrojů znečištění:

DIPLOMOVÁ PRÁCE VÝVOJ CHEMISMU VODY V POVODÍ NISY. Bc. Gabriela Ziková, 2013 Vedoucí práce: doc. Ing. Martin Šanda, Ph.D.

Identifikace zkušebního postupu/metody PP-LAB (ČSN ISO 10523) PP-LAB (ČSN EN 27888) PP-LAB (ČSN )

Požadavky na jakost pitné vody

ČEVAK a.s. Laboratoř Mánesova 41/6, České Budějovice

VÝSLEDKY TESTŮ MIKROFILTRACE PROVEDENÝCH NA TŘECH ÚPRAVNÁCH VODY V ČESKÉ REPUBLICE

OSVĚDČENÍ O AKREDITACI

MAPOVÉ PŘÍLOHY. Mapy vodních toků v Praze. Zdroj: Lesy hl. m. Prahy. Zdroj:

Příloha č. 1 k MP č. 04/14. Datum účinnosti. Identifikace metody (SOP) Zk.č. 1 M-CH 01 Stanovení teploty ČSN

APPLICATION OF MEMBRANE PROCESSES IN WASTEWATER TREATMENT MOŽNOSTI UPLATNĚNÍ MEMBRÁNOVÝCH PROCESŮ PŘI ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD

Povodí Labe, státní podnik Odbor vodohospodářských laboratoří, laboratoř Ústí nad Labem Pražská 49/35, Ústí nad Labem

Přílohy. Příloha 1. Mapa s výskytem dolů a pramenů s hladinami vod po r (Čadek et al. 1968) [Zadejte text.]

čistírnách odpadních vod (PČOV) hl. m. Praha

Odběr a zpracování vzorku vody pro chemický rozbor povrchových vod

Eva Novotná, BIOANALYTIKA CZ, s.r.o., Chrudim

ZÁKLADNÍ MODELY TOKU PORÉZNÍ MEMBRÁNOU

Membránové procesy a jejich využití

KANALIZAČNÍ ŘÁD. stokové sítě obce NENKOVICE

Použití membránové separace pro čištění skládkových výluhů, jiných odpadních vod a kontaminovaných podzemních vod

PROTOKOL O ZKOUŠCE č. 969/16

Hodnocení současného stavu zásobování pitnou vodou ve Zlínském kraji z pohledu hygienika

Ceník laboratorních výkonů platný pro rok 2013


KONTROLA A MONITORING CIZORODÝCH LÁTEK V ZEMĚDĚLSKÉ PŮDĚ A VSTUPECH DO PŮDY

Dolní novosadská, Olomouc. referent laboratoře analytik. Identifikace zkušebního postupu/metody S-01 (ČSN ISO 10523:2010) S-03 (ČSN ISO 6332)

IONOSEP v analýze vody. Využití analyzátorů IONOSEP pro analýzu vod. Doc. Ing. František KVASNIČKA, CSc.

Zkušební protokol č. 2463/2016

Monitoring vod. Monitoring podzemní voda:

Zkoušky: Laboratoř je způsobilá aktualizovat normy identifikující zkušební postupy. Laboratoř je způsobilá provádět samostatné vzorkování.

KANALIZAČNÍ ŘÁD STOKOVÉ SÍTĚ MĚSTA PACOV MÍSTNÍ ČÁSTI BEDŘICHOV

Protokol o zkoušce vzorku č. 2017/1253

GEMATEST spol. s r.o. Laboratoře pro geotechniku a ekologii

ZKOUŠENÍ MALÝCH ČISTÍREN ODPADNÍCH VOD VE VÚV TGM, V.V.I

Příloha je nedílnou součástí osvědčení o akreditaci č: 446/2018 ze dne:

1. Laboratoř pitných vod Za Olšávkou 290, Sady, Uherské Hradiště 2. Laboratoř odpadních vod U Kunovského lesa 1496, Kunovice

Mikrobiální kontaminace sedimentů. Dana Baudišová

Protokol o zkoušce č /2018

Mgr. Michaela Vojtěchovská Šrámková Prof. Ing. Jiří Wanner, DrSc. Ústav technologie vody a prostředí, VŠCHT Praha

TLAKOVÉ MEMBRÁNOVÉ PROCESY A JEJICH VYUŽITÍ V OBLASTI LIKVIDACE ODPADNÍCH VOD

MONITOROVÁNÍ ATMOSFÉRICKÉ DEPOZICE V OBLASTI KRKONOŠ. Monitoring of atmospheric deposition in the area of the Krkonoše Mountains

Aplikace membrán pro čištění komunálních odpadních vod

REMOVAL INNOVATION AND COMPOSITION VARIABILITY OF LANDFLILL LEACHATES INOVATIVNÍ ZPŮSOBY ODSTRANĚNÍ A VARIABILITA SLOŽENÍ SKLÁDKOVÝCH VÝLUHŮ

STŘEDNÍ ODBORNÁ ŠKOLA a STŘEDNÍ ODBORNÉ UČILIŠTĚ, Česká Lípa, 28. října 2707, příspěvková organizace

Protokol o zkoušce. : ALS Czech Republic, s.r.o. : Radim Opluštil. : Zákaznický servis : Bezručova 608/36

Vodovody a kanalizace Břeclav, a.s. Strana č. 1 Ceník výrobků, výkonů a služeb platný od

ČIŠTĚNÍ TECHNOLOGICKÝCH VOD A VÝPUSTNÉ PROFILY CHÚ

AQUATEST a.s. Zkušební laboratoře. Co znamenají naměřené hodnoty v pitné vodě?

Identifikace zkušebního postupu/metody SOP 5.1 (ČSN )

Voda a její čištění s využitím reaktorů nové generace

KANALIZAČNÍ ŘÁD. stokové sítě obce SUDOMĚŘICE

Příloha je nedílnou součástí osvědčení o akreditaci č.: 701/2014 ze dne:

UNIVERZITA PARDUBICE

AKREDITOVANÁ ZKUŠEBNÍ LABORATOŘ č.1489 AKREDITOVÁNA ČESKÝM INSTITUTEM PRO AKREDITACI, o.p.s. DLE ČSN EN ISO/IEC 17025:2005

Rozbory vody červen Dne 24. června 2015 byly provedeny odběry vzorků z vodovodu v Bělči a ve Bzové pro úplné rozbory:

Povodí Vltavy, státní podnik vodohospodářská laboratoř České Budějovice E. Pittera 1, České Budějovice

Znečišťování a ochrana vod - legislativa

Studentská PARDUBICE.

Protokol o zkoušce č.

Rozbory vody červen Dne 23. června 2014 byly provedeny odběry vzorků z vodovodu v Bělči a ve Bzové pro úplné rozbory:

Tlakové membránové procesy

stokové sítě obce VĚTEŘOV

Úplné znění výrokové části integrovaného povolení

Povodí Vltavy, státní podnik vodohospodářská laboratoř České Budějovice Pražská tř. 490/90, České Budějovice

Platné znění části vyhlášky č. 474/2000 Sb., o stanovení požadavků na hnojiva, ve znění pozdějších předpisů, s vyznačením navrhovaných změn

Úprava podzemních vod

VYBRANÉ ÚDAJE PROVOZNÍ EVIDENCE ZA ROK 2014 VODOVODNÍ ŘADY

Transkript:

MUNICIPAL WASTE WATER TREATMENT PLANT POLUTANTS REMOVAL ODSTRANĚNÍ KONTAMINANTŮ Z ODTOKU ČISTÍRNY ODPADNÍCH VOD Radek Vurm, Zuzana Honzajková, Eva Podholová, Tomáš Patočka, Martin Podhola, Institute of Chemical Technology Prague, Faculty of Environmental Technology, Technická 5, 166 28 Praha 6, Czech Republic, e-mail: radek.vurm@vscht.cz Abstract: This paper is focused on use of membrane separation processes for the tertiary treatment of municipal wastewater, especially using the method of ultrafiltration and nanofiltration. Using experiments, mentioned later, and the results of these experiments, this work should also be evidence about the appropriateness or inappropriateness of these methods in this field. Paper is also focused on a comparison of conventional coagulation methods with membrane separation processes. Keywords: Waste water, membrane technologies; water treatment, coagulation, drinking water, supply water Abstrakt: Příspěvek se zabývá použitím membránových separačních procesů při terciárním čištění komunálních odpadních vod, zejména pak použitím metody ultrafiltrace a nanofiltrace. Pomocí dále zmíněných experimentů a výsledků z nich by tato práce měla být také dokladem o vhodnosti či nevhodnosti použití těchto metod v rámci dané problematiky. Příspěvek je také zaměřen na srovnání konveční metody koagulace s membránovými separačními procesy. Klíčová slova: Odpadní voda, membránové technologie, úprava vody, koagulace, pitná voda, užitková voda Úvod Symbolem moderní doby je snaha o znovuvyužívání odpadů v jakékoliv formě. Tento trend se nevyhýbá ani odpadním vodám, které jsou sice přečišťovány až do kvality, která je legislativně stanovena, následně jsou však tyto vody bez dalšího užitku vypouštěny do recipientu. V oblastech s mírným klimatickým prostředím není nedostatek užitkové vody palčivým problémem, avšak s postupným dospíváním společnosti je jasné, že jakékoliv plýtvání zdrojů není přijatelné. Z tohoto důvodu je patrné, že v budoucí době nebude prostor pro již zmíněné vypouštění přečištěných odpadních vod do recipientu, ale právě jejich úprava pomocí moderních technologií na vody o vyšších kvalitách. Jednou z takových kvalit je voda užitková, která je jasně legislativně definována a musí tedy splňovat určité standardy. Pro dosažení těchto limitů bude třeba zavést takový terciární stupeň čištění odpadních vod, který by k dosažení kvality užitkové vody dopomohl. Koagulace Principem koagulace je shlukování koloidních a makromolekulárních organických částic do větších celků. Tyto látky se přirozeně nacházejí ve vodě, případně jsou složkou umělého znečištění a jsou proti samovolné koagulaci chráněny stabilizujícími mechanizmy. Koagulace je tedy komplexem několika mechanizmů, při kterých dochází k destabilizaci částic, jehož důsledkem by bylo shlukování. V praxi se využívají dva hlavní fyzikálně chemické způsoby: přídavek koloidu s opačným povrchovým nábojem, změna ph vody. Pokud do daného disperzního systému nadávkujeme nebo jsme schopni v tomto systému vytvořit koloidy s opačným povrchovým nábojem, pak dojde k vyrovnání nábojů a začnou vznikat malé elektroneutrální agregáty, které se budou dále spojovat až do separovatelné velikosti. Na tomto způsobu je pak založena většina koagulačních činidel, která vyvolávají koagulaci buď přímo, nebo tvoří hydrolytické meziprodukty, které mají opačný povrchový náboj než koloidní částice.

Důležitým a v praxi sledovaným faktorem pro tento způsob koagulace je ph vody. V závislosti na koagulantu a jeho funkčním rozmezí ph lze koagulaci rozdělit na koagulaci v kyselém a v zásaditém prostředí. Typickými koagulanty pro kyselé prostředí jsou soli kovů Fe 3+ a Al 3+. Koagulace v zásaditém prostředí vykazuje o trochu vyšší účinnosti pro odstranění těžkých kovů, její slabou stránkou je však nižší účinnost odstranění organických látek, než se dosahuje v kyselém prostředí, proto tato metoda nebude dále uvažována. Membránové separační technologie Membránové separační procesy zahrnují velice rozsáhlou skupinu procesů a jsou charakteristické tím, že produkují minimálně dva kvalitativně odlišné proudy. Jedná se o multidisciplinární technologie, které mohou být využity pro široké spektrum separačních postupů. Jsou to čisté a energeticky úsporné alternativní technologie k dnes používaným procesům. Celá technologie pak pracuje na poměrně jednoduchém principu. Vstupní proud, který je označován jako nástřik, je pod tlakem veden do modulu, ve kterém jsou uloženy membrány. Přes separační membránu projdou pouze částice menší, než je velikost pórů membrány. Pro funkčnost celého procesu je nezbytně důležitá hnací síla, která kompenzuje přirozený odpor membrány, který je kladen na separované složky v toku. Pro vyvolání a udržení separačního procesu je nutno tento odpor překonat hnací silou. Hnací silou každého membránového procesu je transmembránový gradient. Jednou z možných hnacích sil je tlakový gradient a procesy, které pracují na jeho principu, jsou pak tlakové membránové procesy. Tlakové membránové procesy se dělí podle velikosti pórů membrány a podle velikosti aplikovaného pracovního tlaku na mikrofiltraci, ultrafiltraci, nanofiltraci a reverzní osmózu. Metodika Pro realizaci experimentů ultrafiltrace a nanofiltrace byla použita membránová separační jednotka LAB M240. Zařízení se skládá ze zásobní nádrže na 50 litrů, pístomembránového čerpadla Wanner G10XK, s motorem Siemens 1LA7, deskového membránového modulu LabStak M20 od firmy Alfa Laval. Pro účely této práce byl modul sestaven ze dvou typů ultrafiltračních membrán GR 61 PP a ETNA 01 PP a z nanofiltračních membrán NF 270. Dodavatelem membrán je firma Alfa Laval. Plocha každé membrány je 0,0174 m 2, jejich pracovní prostředí se nachází v rozmezí ph 1-12 a tlaku max. 10 bar. Požadovaný pracovní tlak se nastavuje regulací ventilu. Průtok upravované vody je zajišťován čerpadlem, nastavením frekvenčního měniče na 17-50 Hz lze volit průtok v rozsahu 5-15 l/min. Chlazení modulu a upravované vody zajišťují dva zabudované výměníky tepla na principu kapalina-kapalina, oba výměníky jsou průtočně chlazeny vodovodní vodou. Regulace teploty se provádí nastavením průtoku chladicí vody přes výměníky. Experimentální část Laboratorní testy byly provedeny se vzorkem vody, který byl odebrán na výstupu z čistírny odpadních vod pro cca 20000 ekvivalentních obyvatel. Odběr byl proveden časně zrána v den provedení experimentů. Při odběru byl vzorek odebrán do dvou plastových padesátilitrových barelů a do jednoho plastového desetilitrového kanystru. Vzorek nebyl do provedení experimentu žádným způsobem upravován nebo zakonzervován. Cílem experimentů bylo porovnání účinnosti odstranění kontaminantů pomocí konvenční metody koagulace s metodou membránových separačních procesů, resp. nanofiltrace a ultrafiltrace, a posouzení o vhodnosti zařazení membránových separačních technologií pro terciární čištění odpadních vod. Experiment koagulace sestával z úpravy vzorku pomocí dávkování šesti různých dávek koagulačního činidla (K1 - K6) a následné sady testů, která byla totožná i pro permeáty z MSP i pro surový vzorek. Jako koagulační činidlo byl použit Prefloc, resp. roztok Fe 2 (SO 4 ) 3. 9H 2 O o koncentraci Fe 15 mg. ml -1,

a to v dávkách 2,4 ml, 3 ml 4,5 ml, 6 ml, 7,5 ml a 9 ml vždy do 1,5 l vzorku. Následně byl do každé kádinky pomocí automatické pipety přidán 1 ml pomocného činidla Praestol 25 40PR. Koagulace probíhala 5 minut v režimu rychlého míchání a následně 20 minut v režimu pomalého míchání, po uplynutí této doby byla míchadla vypnuta a vločky tak mohly koagulovat a sedimentovat. V závislosti na výsledcích TOC vzorků K1 K6, případně v závislosti na trendu ostatních ukazatelů byly vybrány tři vzorky, které byly předány na stanovení mikrobiologického znečištění, jejich odběr byl proveden odlitím kapalné fáze bez makrovloček. Experiment koagulace probíhal při pracovní teplotě 20 C. Veškeré nanofiltrační a ultrafiltrační experimenty byly provedeny na separační jednotce LAB M240. Série experimentů pro každý vzorek sestávala z nanofiltrační separace pomocí deseti nanofiltračních membrán NF 270 (200 300 D), následně z ultrafiltrační separace pomocí osmi ultrafiltračních membrán Etna 01 PP (1000 D) a konečně z druhé ultrafiltrační separace, které bylo dosáhnuto za použití šesti ultrafiltračních membrán GR 61 PP (20000 D). Podmínky byly pro všechny separační experimenty stejné, pracovní tlak byl nastaven na 9 bar a pracovní teplota byla pomocí tepelných výměníků udržována kolem 20 C. Pracovní postup se u všech jednotlivých vlastních experimentů shodoval a probíhal dle následujícího popisu: Vzorek vody z výstupu ČOV byl před experimenty zbaven nečistot pomocí filtrace, následně byl odměřen požadovaný objem 16 l a vylit do zásobní nádrže separačního zařízení. Zařízení bylo uvedeno do provozu a vzorek se nechal cirkulovat bez použití tlaku, dokud se vzorek nevytemperoval na požadovanou teplotu 20 C. Po vytemperování vzorku byl nastaven tlak na 9 bar. Tímto způsobem bylo odebráno celkem 13 litrů permeátu, který byl shromažďován v plastovém kanystru. Počáteční vzorek byl zakoncentrován s 80% konverzí. Při dvanáctém litru permeátu byl odebrán vzorek permeátu pro mikrobiologické stanovení. Výsledky Vzorky z provedených experimentů byly analyzovány a výsledné hodnoty z těchto experimentů jsou uvedeny v Tab. 3. V této tabulce pak nejsou uvedeny ukazatele, které byly ve všech vzorcích, včetně vstupu analyzovány, ale jejich hodnota byla pod mezí stanovitelnosti, tyto ukazatele jsou uvedeny v Tab. 1, dále je uvedena i detekční mez u všech ukazatelů. Tab. 1: Souhrn měřených ukazatelů, které byly pod mezí stanovitelnosti Ukazatel Jednotka Hodnota Ukazatel Jednotka Hodnota Cd [mg. l -1 ] < 0,1 Mo [mg. l -1 ] < 0,01 Cr [mg. l -1 ] < 0,1 Ni [mg. l -1 ] < 0,01 Cu [mg. l -1 ] < 0,05 Se [mg. l -1 ] < 0,01 Pb [mg. l -1 ] < 0,1 V [mg. l -1 ] < 0,01 Zn [mg. l -1 ] < 0,2 As [mg. l -1 ] < 0,01 Mn [mg. l -1 ] < 0,25 - NO 2 [mg. l -1 ] < 0,5 B [mg. l -1 ] < 0,25 3- PO 4 [mg. l -1 ] < 0,25 Al [mg. l -1 ] < 0,05 F - [mg. l -1 ] < 0,1 Co [mg. l -1 ] < 0,01 Jedním ze základních parametrů vhodných k porovnání jednotlivých separačních metod je koncentrace TOC, případně NPOC. Ve všech experimentech se jasně v tomto ohledu osvědčily oba membránové separační procesy (MSP), přičemž metoda nanofiltrace byla schopna odstranit prakticky veškeré organické částice. Budeme-li posuzovat metody dle obecných ukazatelů, jako je CHSK Cr, konduktivita a rozpuštěné látky, pak dojdeme k závěru, který jasně preferuje nanofiltraci jako nejlepší metodu na odstranění látek ve vodě. Ultrafiltrace dle těchto obecných ukazatelů dosáhla také dobrých výsledků a MSP lze

tedy považovat za lepší technologie než konvenční metodu koagulace, pokud jde o odstranění již zmíněných ukazatelů. Koagulačním činidlem byl Fe 2 (SO 4 ) 3, je tedy zřejmé, že v koagulačních separacích se bude koncentrace síranů i železa zvyšovat v závislosti na dávce koagulantu. Tato skutečnost je jasným důkazem, že dávkováním koagulantu se ve vodách zvyšuje koncentrace částic obsažených v koagulantu. Naproti tomu u MSP k tomuto efektu nedochází a zaměříme-li se např. na metodu nanofiltrace, zjistíme, že velice dobře odstraňuje dvoj- a vícemocné anionty, jako je např. právě síranový aniont. Amoniakální dusík byl nejlépe odstraňován při nanofiltraci, lepších výsledků odstranění amoniakálního dusíku by se dosáhlo pomocí mírného okyselení nástřiku cca na hodnotu 5,5 6. Metoda ultrafiltrace dosahovala podobných účinností v odstranění jako metoda koagulace. Těžké kovy byly ve vzorcích měřeny, ale jejich koncentrace byla ve všech vzorcích pod mezí stanovitelnosti, což bylo předpokládáno. Na základě znalosti principu použitých MSP lze předpokládat, že by nanofiltrace dosahovala vysoké účinnosti odstranění. Hlavním tématem této práce je znovuvyužívání přečištěné vody z komunálních ČOV, proto je nutné porovnávat dosažené výsledky s legislativním ustanovením pro užitkové vody, v závislosti na předpokládaném použití. Například pro využívání přečištěné vody jako zdroje vody pro závlahu bychom měli porovnat výsledky s normou ČSN 75 7143 Jakost vod pro závlahy. Obecně se za vodu užitkovou považuje voda, která vyhovuje nařízení vlády č. 23/2011 Sb., o ukazatelích a hodnotách přípustného znečištění povrchových vod a odpadních vod, náležitostech povolení k vypouštění odpadních vod do vod povrchových a do kanalizací a o citlivých oblastech. Jednotlivé ukazatele a mezní hodnoty koncentrací jsou uvedeny v Tab. 2. Pro zajímavost jsou v této tabulce uvedeny i limity pro pitnou vodu, jedná se o maximální mezní limity, pouze u vápníku a hořčíku je uvedeno doporučené rozmezí koncentrací, maximální koncentrace není uvedena. Tato stanovení jsou převzata z vyhlášky č. 252/2004 Sb., kterou se mimo jiné stanovují hygienické limity pro pitnou vodu. Porovnáme-li výsledky uvedené v Tab. 3 s Tab. 2, dojdeme k závěru, že permeáty z jednotlivých MSP by vyhovovaly jako vody využívané pro závlahu. Za užitkovou vodu by se tato voda dala považovat, pokud by byl účinněji odstraněn amoniakální dusík, čehož by mohlo být dosaženo při separaci v mírně kyselé oblasti. Pokud bychom uvažovali o využívání vod upravovaných koagulací, pak bychom narazili na několik problémů. Prvním je nepochybně hodnota ph, která se se zvyšující se dávkou koagulátu snižuje. Hlavním problémem je již samotné koagulační činidlo, se zvyšující se dávkou se zvyšuje i množství síranů ve vodě a tento ukazatel byl v rámci této série experimentů dodržen pouze v exp. ČOV A1 pro první tři dávky koagulantu. Metoda koagulace v tomto hodnocení dopadla hůře než MSP.

Tab. 2: Maximální povolené hodnoty dle jednotlivých legislativních ustanovení Ukazatel ČSN 757143 61/2003 pl.z. 252/2004 Sb. Hodnota Jednotka Hodnota Jednotka Hodnota Jednotka Konduktivita 1250 [μs. cm -1 ] ph 5-8,5 6-8,5 6,5-9,5 NL 105 40 [mg. l -1 ] RL 105 800 [mg. l -1 ] 750 TOC 10 [mg. l -1 ] 5 [mg. l -1 ] BSK 5 3,8 [mg. l -1 ] CHSK Cr 26 [mg. l -1 ] CHSK Mn 10 [mg. l -1 ] 3 [mg. l -1 ] Dusitany 0,5 [mg. l -1 ] Fluoridy 0,8 [mg. l -1 ] 1,5 [mg. l -1 ] Chloridy 300 [mg. l -1 ] 200 [mg. l -1 ] 100 [mg. l -1 ] Sírany 250 [mg. l -1 ] 200 [mg. l -1 ] 250 [mg. l -1 ] N-amon 0,23 [mg. l -1 ] Arsen 0,05 [mg. l -1 ] 11 [μg. l -1 ] 10 [μg. l -1 ] Bor 0,5 [mg. l -1 ] 300 [μg. l -1 ] 1 [mg. l -1 ] Hliník 10 [mg. l -1 ] 1 [mg. l -1 ] 0,2 [mg. l -1 ] Hořčík 150 [mg. l -1 ] 20-30 [mg. l -1 ] Chrom 0,2 [mg. l -1 ] 18 [μg. l -1 ] 50 [μg. l -1 ] Kadmium 0,01 [mg. l -1 ] 0,3 [μg. l -1 ] 5 [μg. l -1 ] Kobalt 0,5 [mg. l -1 ] 3 [μg. l -1 ] Mangan 3 [mg. l -1 ] 0,3 [mg. l -1 ] 0,05 [mg. l -1 ] Měď 0,5 [mg. l -1 ] 14 [μg. l -1 ] 1 [mg. l -1 ] Molybden 0,2 [mg. l -1 ] 18 [μg. l -1 ] Nikl 0,1 [mg. l -1 ] 20 [μg. l -1 ] 20 [μg. l -1 ] Olovo 0,05 [mg. l -1 ] 20 [μg. l -1 ] 10 [μg. l -1 ] Selen 0,02 [mg. l -1 ] 2 [μg. l -1 ] 10 [μg. l -1 ] Sodík 200 [mg. l -1 ] Vanad 0,1 [mg. l -1 ] 18 [μg. l -1 ] Vápník 190 [mg. l -1 ] 40-80 [mg. l -1 ] Zinek 1 [mg. l -1 ] 92 μg/l Železo 10 [mg. l -1 ] 1 [mg. l -1 ] 0,2 [mg. l -1 ]

Tab. 3: Výsledné hodnoty analytických stanovení vstupu a vzorků koagulace pro ČOV B1 Vzorek Koagulace Etna Jednotka Vstup NF Ukazatel 1 2 3 4 5 6 01 GR 61 Dávka Fe [mg. l -1 ] 0 24 30 45 60 75 90 ph 6,7 6,3 6,4 6,45 6,2 6 5,9 7,36 7,68 7,84 KNK 4,5 [Mmol. l -1 ] 6,65 5,38 4,76 3,93 3,04 2,3 1,6 2,43 5,86 5,95 Vodivost [μs. cm -1 ] 1170 1171 1169 1181 1189 1200 1208 417 912 957 RL [mg. l -1 ] 779 780 779 787 792 799 805 278 607 637 NL [mg. l -1 ] 13,5 68 70 104 132,7 158 203,4 0 0 0 CHSK Mn [mg. l -1 ] 7,8 7,3 6,9 5,9 5,3 5,0 5,3 1,3 3,6 4,0 CHSK Cr [mg. l -1 ] 32,1 15,4 6,2 6,2 2,8 2,8 6,6 < 2,0 < 2,0 < 2,0 Ca+Mg [Mmol. l -1 ] 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 1,1 3,6 3,7 NPOC [mg. l -1 ] 8,8 8,3 8,8 7,3 7,0 7,2 6,9 1,9 4,0 3,8 BSK 5 [mg. l -1 ] 4,5 Chem. ukazatele - NO 3 [mg. l -1 ] 7 6,1 6 6 5,9 5,8 5,8 5,9 6,1 6,2 2- SO 4 [mg. l -1 ] 192 263 289 310 327 311 352 2,72 117 140 Cl - [mg. l -1 ] 92 104 103 83 83 70 65 58 86 79 N-NH 3 [mg. l -1 ] 2,6 2,6 2,7 2,8 2,9 2,4 2,3 1,3 2,2 2,2 Kovy Ca [mg. l -1 ] 116 120 124 129 134 141 142 36,6 104 113 Fe [mg. l -1 ] < 0,05 < 0,05 < 0,05 0,11 0,06 0,06 0,18 < 0,05 < 0,05 < 0,05 K [mg. l -1 ] 19 19 19 19 20 19 19 11,66 16,73 17,4 Na [mg. l -1 ] 70 72 72 73 74 73 73 50 67 70 Mg [mg. l -1 ] 28 28 28 28 29 31 31 4,5 24,9 26,6

Pro využívání přečištěných vod k jakýmkoliv účelům by bylo třeba eliminovat riziko mikrobiologického znečištění, zejména pak patogenních organismů. V následujících tabulkách (tab. 4 a tab. 5) jsou zobrazeny výsledky mikrobiologických rozborů vstupu, permeátů z nanofiltrace a ultrafiltrace a vzorků upravovaných pomocí koagulace. Tab. 4: Výsledky mikrobiologického rozboru vzorků ČOV B1 Odtok Perm. Ukazatel Jednotka ČOV B ETNA Perm. NF270 Koliformní bakterie [KTJ. 100 ml -1 ] 120330 1 0 0 Termotolerantní koliformní bakterie Perm. GR [KTJ. 100 ml -1 ] 48500 0 0 0 Escherichia coli [KTJ. 100 ml -1 ] 43520 0 0 0 Intestinální enterokoky [KTJ. 100 ml -1 ] 6000 0 0 0 Clostridium perfringens [KTJ. 100 ml -1 ] 4700 0 0 0 Tab. 5: Výsledky mikrobiologického rozboru vzorků ČOV B1 Ukazatel Jednotka Odtok ČOV B Koag. 3 Koag. 5 Koag. 6 Koliformní bakterie [KTJ. 100 ml -1 ] 120330 1300 727 614 Termotolernatní koliformní bakterie [KTJ. 100 ml -1 ] 48500 680 180 190 Escherichia coli [KTJ. 100 ml -1 ] 43520 518 179 205 Intestinální enterokoky [KTJ. 100 ml -1 ] 6000 40 100 130 Clostridium perfringens [KTJ. 100 ml -1 ] 4700 2 6 10 Jednotlivá mikrobiologická stanovení byla prováděna: koliformní bakterie a bakterie Escherichia coli detekce Escherichia coli a koliformů pomocí metody Colilert -18/Quanti-Tray termotolerantní koliformní bakterie ČSN 75 7835 Jakost vod Stanovení termotolerantních koliformních bakterií a Escherichia coli intestinální enterokoky ČSN EN ISO 7899-2 (75 7831) Jakost vod Stanovení intestinálních enterokoků Část 2: Metoda membránových filtrů Clostridium perfringens dle postupu uvedeného ve Vyhlášce 252/2004 Sb., příloha č. 6 Tab. 6: Maximální povolené hodnoty dle jednotlivých legislativních ustanovení Ukazatel ČSN 757143 61/2003 pl.z. 252/2004 Sb. Hodnota Jednotka Hodnota Jednotka Hodnota Jednotka Koliformní bakterie 100 [KTJ. ml -1 ] 0 [KTJ. 100ml -1 ] Intestinální enterokoky 10 [KTJ. ml -1 ] 1 [KTJ. ml -1 ] 0 [KTJ. 100ml -1 ] Escherichia coli 2 [KTJ. ml -1 ] 0 [KTJ. 100ml -1 ] Fek. koliformní bakterie 10 [KTJ. ml -1 ] 40 [KTJ. ml -1 ] Clostridium perfringens 0 [KTJ. 100ml -1 ]

Porovnáme-li tedy výsledky experimentů s hodnotami uvedenými v tab. 6., dojdeme k závěru, že jako užitkovou vodu bychom z mikrobiologického hlediska mohli považovat permeáty jak z nanofiltrace, tak i z ultrafiltrace. Tyto permeáty rovněž vyhovují nejpřísnějším limitům, a to hodnotám pro pitnou vodu, které jsou uvedeny pouze pro srovnání. Voda upravená koagulací, nesplňuje mikrobiologické limity pro vodu užitkovou. Závěr Výše popsané experimenty prokázaly, že membránové separační procesy mají lepší separační účinnost než konvenční metoda koagulace. Nejdramatičtěji se tento rozdíl projevil při srovnání výsledků mikrobiologických rozborů, ve kterých jak nanofiltrace, tak i ultrafiltrace dokázaly své vysoké kvality v odstranění měřených ukazatelů. Nutností a i velkým problémem koagulace je koagulační činidlo, bez kterého by proces nefungoval. Jeho dávkováním se do vody přidávají další kontaminanty, což při membránových metodách není zapotřebí. Koagulantem použitým při těchto experimentech byl síran železitý a výsledná koncentrace síranů v drtivé většině případů překračovala stanovené legislativní limity. Jediný problém, který by mohl komplikovat využití permeátu z nanofiltrace nebo ultrafiltrace jako zdroje užitkové vody, je vyšší obsah amonného dusíku, nežli jsou povolené limity. Výše naměřené hodnoty koncentrace tohoto ukazatele v permeátech však není nijak vysoká a je pravděpodobné, že by se minimálně pomocí metody nanofiltrace při experimentování v mírně kyselé oblasti dostala pod stanovené limity. Pokud bychom chtěli porovnat metodu nanofiltrace a ultrafiltrace, pak každá má svá pozitiva i negativa. Nanofiltrace je díky svému mechanizmu schopna zadržovat větší množství kontaminantů a hodnoty jednotlivých ukazatelů jsou, jak je patrné z experimentů, nižší než u ultrafiltrace. Naproti tomu tato metoda potřebuje vyšší pracovní tlaky a její permeační výkon dosahuje nižších hodnot než ultrafiltrace. Je proto nutné volit technologii v závislosti na požadované kvalitě vody. V rámci této práce nebyla provedena finanční bilance obou metod, která by byla nepochybně silným argumentem pro danou metodu. Pokud bychom se ale měli rozhodnout pouze na základě těchto pokusů, pak by lepším řešením pro terciární čištění vod byla metoda nanofiltrace či ultrafiltrace než metoda koagulace. Poděkování Příspěvek byl připraven v rámci výzkumu realizovaného s podporou projektu VG20112015016. Literatura: Melzoch K.: Membránové separační procesy, Ústav chemických procesů AV ČR, 2007. Strnadová, N.; Janda, V. Technologie vody I, 1st ed.; VŠCHT Praha: Praha, 1995. Zábranská, J. et al. Laboratorní metody v technologii vody, 1st ed.; VŠCHT Praha: Praha, 2007. Pitter, P. Hydrochemie. 4th ed. Praha: Vydavatelství VŠCHT Praha, 2009. ISBN 978-80-7080-701-9.