Průmyslové odpadní vody Univerzita 3. věku
Kontakt Ing. Jan Bindzar, Ph.D. jan.bindzar@vscht.cz místnost B22f tel.:5125
Potřeba vody pro průmysl ve světě Potřeba spotřeba! Rozdělení využití zdrojů vody ve světě: Závlahy (zemědělství) 69 % Průmyslové využití 23 % Domácnosti 8 % Rozdělení využití zdrojů vody v Africe: Závlahy (zemědělství) 88 % Průmyslové využití 5 % Domácnosti 7 % Rozdělení využití zdrojů vody v Asii: Závlahy (zemědělství) 86 % Průmyslové využití 6 % Domácnosti 8 % Rozdělení využití zdrojů vody v Evropě: Závlahy (zemědělství) 33 % Průmyslové využití 54 % Domácnosti 13 %
Kolik vody je potřeba pro výrobu Produkt Potřeba vody [l] 1 kg bavlny 10 000 1 kg cukru 8 000 1 vejce 1 000 1 l mléka 140 1 láhev minerální vody 1 000 1 noviny 9 1 l piva 12-16 Kov na 1 automobil 450 000 4 pneumatiky 760 000
Potřeba vody pro průmysl a její budoucí vývoj v km 3 /a Země 1995 (odhad) Pokračující trend Projekce do r. 2025 Krizový scénář Trvale udržitelný rozvoj Rozvinuté země Rozvojové země 96,6 115,7 133,2 85,6 62,9 123,8 186,4 69,1 Svět celkem 159,5 239,5 319,6 154,6
Použití vody v průmyslu Funkce vody Produkt Reaktant Rozpouštědlo, absorbent Transport materiálu Přenos energie Mytí a čištění zařízení Příklad potravinářský průmysl - výroba nápojů chemická výroba - hydrolýza chemický průmysl reakce ve vodné fázi pračky plynů: chemický průmysl absorpce plynných produktů povrchová úprava kovů zachytávání par kyselin energetika praní kouřových plynů hydraulická doprava: energetika - transport škváry, popílku cukrovary transport cukrové řepy chladící okruhy, parní okruhy čištění výrobní technologie, potrubí, kontejnerů Praní a mytí surovin nebo produktů textilní průmysl zpracování vláken, finální úprava textilií výroba buničiny praní po vaření a bělení
Odběry povrchových vod v roce 2016 v mil. m 3 odběrateli nad 6 000 m 3 /rok nebo 500 m 3 /měsíc Zdroj: Zpráva o stavu vodního hospodářství České republiky v roce 2016, MZe ČR
Odběry povrchových vod v letech 1980-2016 Zdroj: Zpráva o stavu vodního hospodářství České republiky v roce 201, MZe ČR
Odběry podzemních vod v roce 2016 v mil. m 3 odběrateli nad 6 000 m 3 /rok nebo 500 m 3 /měsíc Zdroj: Zpráva o stavu vodního hospodářství České republiky v roce 2016, MZe ČR
Odběry podzemních vod v letech 1980-2016 Zdroj: Zpráva o stavu vodního hospodářství České republiky v roce 2016, MZe ČR
Odpadní vody Definice OV Odpadní vody jsou vody použité v obytných, průmyslových, zemědělských, zdravotnických a jiných stavbách, zařízeních nebo dopravních prostředcích, pokud mají po použití změněnou jakost (složení nebo teplotu), jakož i jiné vody z nich odtékající, pokud mohou ohrozit jakost povrchových nebo podzemních vod. Odpadní vody jsou i průsakové vody z odkališť, s výjimkou vod, které jsou zpětně využívány pro vlastní potřebu organizace, a vod, které odtékají do vod důlních, a dále jsou odpadními vodami průsakové vody ze skládek odpadu. (Vodní zákon)
Typy odpadních vod splaškové z domácností a sociálních zařízení závodů (kuchyní, záchodů, umýváren) průmyslové různorodé, objemy a složení závisejí na odvětví a zvolené technologii městské směs splaškových a průmyslových (a srážkových) vod
Vypouštění odpadních a důlních vod do povrchových vod v roce 2016 v mil. m 3 u zdrojů nad 6 000 m 3 /rok nebo 500 m 3 /měsíc Zdroj: Zpráva o stavu vodního hospodářství České republiky v roce 2016, MZe ČR
Vypouštění odpadních vod v letech 1980-2016 Zdroj: Zpráva o stavu vodního hospodářství České republiky v roce 2016, MZe ČR
Zdroje POV technologická voda - nejrozmanitější složení - i více proudů o různé kvalitě a kvantitě splaškové vody chladící vody - ve světovém měřítku 2/3 vody pro průmysl srážkové vody - z neznečištěných ploch - ze znečištěných ploch vody z hydrogeologické ochrany - systémy studen čerpajících podzemní vodu
Sledované ukazatele znečištění v POV 1. Skupinové parametry CHSK = chemická spotřeba kyslíku BSK 5 = biochemická spotřeba kyslíku TOC, DOC NL = nerozpuštěné látky NEL = nepolární extrahovatelné látky, uhlovodíky C 10 C 40 ( ropné látky) EL = extrahovatelné látky ( tuky) AOX = adsorbovatelné organicky vázané halogeny RAS = rozpuštěné anorganické soli Zákal Barva Skupiny sloučenin fenoly, mastné kyseliny, PCB, ph
Sledované ukazatele znečištění v POV 2. Jednotlivé prvky Kovy, dusík, fosfor, síra, Často výskyt v různých formách zajímá nás buď souhrnný výskyt (P c, N anorg ) nebo konkrétní forma amoniak, sírany, kyanidy) 3. Chemická individua zejména tzv. závadné látky látky, které se vyskytují ve výrobě (suroviny, produkty) Ukazatele z hlediska legislativy Zpoplatněné ukazatele Ukazatele z povolení k vypouštění OV Ohlašované látky z IRZ
Kanalizace průmyslového podniku komplikovanější než veřejná často vystavena agresivnějšímu prostředí volba vhodných materiálů oddělení různých proudů (minimálně dešťové vody z neznečištěných ploch) pozor na náhodné smíchání možnost měnit propojení potenciál pro případné budoucí změny akumulační nádrže nutné aktualizovat plány při změnách
Obecná strategie pro POV Prevention - prevence vzniku OV od hospodárného provozování výrobní technologie až po její změnu Reduce - redukování objemů už vzniklých OV - redukce závadnosti (např. toxicity) vzniklých polutantů Reuse - reclamation = čištění, úprava vody tak, aby mohla být znovu použita - opakované využití (zdroj OV další uživatel k jinému účelu; někdy bez úpravy kvality) - přímé (direct) X nepřímé (indirect) - nejběžnější koncepty: město průmysl (např. chlazení); průmysl průmysl; průmysl závlahy
Obecná strategie pro POV Recycle - někdy zaměňován nebo spojován s reuse - recyklace, recirkulace (zdroj OV = další uživatel) - pro některá odvětví úspora 50 95 % Treat - vlastní čištění OV Dispose - v případě OV jejich vypouštění
Opatření pro prevenci a/nebo minimalizaci množství vypouštěného znečištění a objemu POV Přechod na novou čistou výrobní technologii Volba jiných surovin a pomocných látek - např. volba látek méně toxických nebo lépe rozložitelných Změny ve výrobní technologii - změna některých technologických kroků Optimalizace výrobního procesu - prevence zbytečných úniků, havárií - vyžaduje důsledné sledování procesu Separace jednotlivých proudů a jejich předčištění - často jednodušší čištění pro jednotlivé proudy než směs - možnost recirkulace vody Recirkulace vody Úsporná opatření a dobré hospodaření ve výrobě Volba vhodné technologie čištění odpadních vod
Čistírna průmyslových odpadních vod neexistuje ustálené schéma rozdíly i v rámci jednoho odvětví nutnost vypořádat se s kolísáním složení a objemů decentralizovaný i centralizovaný přístup větší podíl fyzikálně-chemických procesů, přesto preference biologických procesů možnost recyklace (nejen vody) separační technologie možnost rychlé a levné úpravy při změně výrobní technologie v některých případech významná akumulace návrh musí vycházet z analýzy technologie výroby, způsobu užití vody, složení a objemů OV,
Čistírna průmyslových odpadních vod
Čistírna průmyslových odpadních vod
Integrovaná prevence a omezování znečištění (IPPC Integrated Pollution Prevention and Control) Směrnice Rady ES 96/61/ES Ustanovuje pravidla pro povolení pro průmyslová zařízení Prosazuje minimalizaci znečištění v EU Všechna zařízení zahrnutá ve směrnici musí dostat povolení od příslušných úřadů Povolení musí být založena na koncepci nejlepší dostupné techniky (BAT - Best Available Technique)
Vypouštění POV Do recipientu - řídí se vodním zákonem (254/2001 Sb.) a nař. vlády 61/2003 Sb. (ve znění 229/2007 Sb. a 23/2011 Sb.) - kombinovaný přístup stanovení limitů emisní a imisní standardy Do kanalizace - řídí se především kanalizačním řádem a smlouvou o vypouštění OV
Vypouštění POV Do recipientu - řídí se vodním zákonem (254/2001 Sb.) a nař. vlády 401/2015 Sb. - kombinovaný přístup stanovení limitů emisní standardy, normy environmentální kvality, požadavky na užívání vod Do kanalizace - řídí se především kanalizačním řádem a smlouvou o vypouštění OV - nař. vl. 401/2015 Sb. (pro vypouštění tzv. zvlášť nebezpečných látek a pokud je nutné předčištění)
Standardy x limity Nařízení vlády 401/2015 Sb. Stanoví přípustné znečištění odpadních vod i vod povrchových emisní standardy a normy environmentální kvality (dříve emisní a imisní standardy) tzv. kombinovaný přístup = způsob stanovení cílových emisních limitů při současném nepřekročení emisních standardů na základě ukazatelů vyjadřujících stav vody ve vodním toku, norem environmentální kvality a požadavků na užívání vod a cílového stavu vod ve vodním toku s přihlédnutím k specifikaci nejlepších dostupných technik ve výrobě a nejlepších dostupných technologií zneškodňování městských odpadních vod (platí od 1.1.2010).
Nařízení vlády 401/2015 Sb. Kombinovaný přístup Idealizovaný případ: tok Q T, ρ T Zdroj znečištění Výpust Q OV, ρ ELOV Q T +Q OV, ρ NEK