TECHNOLOGIE ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD S VYUŢITÍM NANOVLÁKENNÉHO NOSIČE BIOMASY.

TECHNOLOGIE ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD S VYUŢITÍM NANOVLÁKENNÉHO NOSIČE BIOMASY. T.Lederer 10.1.2013

OBSAH Obsah... 2 Stručný popis ČOV... 3 Instalace rámů s nanovlákenným nosičem do aktivační nádrže AN 2 a sledování nárůstů z kontrolních rámků s nosičem v roce 2012... 3 Množství odpadních vod čerpané na biologickou ČOV v roce 2012 a znečištění na vstupu na biologickou ČOV a na výstupu z biologické ČOV... 4 Množství biomasy na kontrolních vzorcích nosiče... 10 Ověřování vlivu extrémních hodnot fyzikálně chemických parametrů... 18 Závěr... 19 Poděkování... 20 2

STRUČNÝ POPIS ČOV Odpadní vody z areálu Bochemie Bohumín přitékají do nátokové jímky před ČOV (36 m 3 ) spolu s průsakovými vodami do netěsné kanalizace, s odpadními vodami z hydraulické clony a v případě deště i s dešťovými vodami. Z nátokové jímky jsou čerpány odpadní vody do homogenizační nádrže (170 m 3 ), z ní protékají neutralizační jímkou (12 m 3 ) a jsou čerpány na dva lamelové usazováky (2 x 100 m 3 ). Chemicky vyčištěné odpadní vody z lamelových usazováků vtékají do čerpací jímky před biologickou ČOV, odkud jsou čerpány do dvou aktivačních nádrží (2 x 125 m 3 ) a z nich přes dvě dosazovací nádrže (2 x 67 m 3 ) do Lidického příkopu. Odpadní vody, jejichž množství narůstá během deště a nelze je přečerpat na chemickou nebo z čerpací jímky na biologickou ČOV (nad 18 l/s), odtékají do havarijní jímky (30 m 3 ). Při nižších přítocích odpadních vod do havarijní jímky je čerpe čerpadlo o výkonu cca 4,5 l/s zpět do homogenizační nádrže. Teprve po naplnění havarijní jímky (např. při větších deštích) je přečerpává čerpadlo o výkonu 150 m 3 /h přes indukční průtokoměr do odlehčení do Lidického příkopu. Za větších dešťů, kdy naroste množství odpadních a především dešťových vod přitékajících do čerpací jímky čerpací stanice PS 2 (která odvodňuje část areálu dnes již bez výroby), jsou tyto vody odlehčovány čerpadlem ne již do kanalizace na ČOV, ale výtlačným potrubím do Bohumínské stružky. INSTALACE RÁMŮ S NANOVLÁKENNÝM NOSIČEM DO AKTIVAČNÍ NÁDRŢE AN 2 A SLEDOVÁNÍ NÁRŮSTŮ Z KONTROLNÍCH RÁMKŮ S NOSIČEM V ROCE 2012 Do aktivační nádrže AN 2 byla na začátku roku 20112 vložena vestavba s nanovlákenným nosičem, jehož plocha je 130 m 2. Nosič představuje pletenina, jejíž popis je součástí zprávy spoluřešitele TUL. Plocha 130 m 2 představuje vnější plošný rozměr této pleteniny, která byla fixována pomocí speciálních rámů umožňujících také dopínání pleteniny v průběhu provozu (při snížení hladiny v AN 2). Provoz obou aktivací (AN 1 bez nosiče a AN 2 s vloženou konstrukcí s nanovlákenným nosičem) byl v roce 2012 sledován těmito ukazateli: a) stanovením sedimentu aktivační směsi po 30-ti minutách z obou AN a stanovením sušiny NL při 105 C téhož vzorku v g/l, případně ztráty žíháním NL při 550 C b) z obou DN byl odebírán směsný 24 hodinový vzorek vyčištěné vody (odběr stejného množství vyčištěné vody každé 2 hodiny do vzorkovnice) a provedeno stanovení CHSKCr, BSK5, NL, N-NH4+, N-NO3-, Nanorg, případně dalších látek c) na začátku února 2012 byly instalovány do AN 2 kontrolní rámky s textilií, ponořené cca 2,5 m podél stěny AN 2. Ve zvolených intervalech po vystřižení obdélníku textilie z kontrolního rámku byl vzorek textilie s biologickým nárůstem intenzivně vytřepán v l vody. Byl změřen rozměr vystřiženého vzorku textilie a v získaném litrovém vzorku 3

z biologického nárůstu vypraného vodou byla stanovena sušina NL při 105 C a ztráta žíháním NL při 550 C. Roměry kontrolních vzorků měly plochu 120-190 cm2. d) Z aktivace AN 1 bez nosiče i z aktivace AN 2 byly ve stejných termínech odebírány vzorky aktivační směsi pro stanovení sušiny NL při 105 C a ztráty žíháním NL při 550 C. Mnoţství odpadních vod čerpané na biologickou ČOV v roce 2012 a znečištění na vstupu na biologickou ČOV a na výstupu z biologické ČOV Množství odpadních vod 1 Množství odpadních vod přes biologickou ČOV (m 3 /měsíc) 2 Průměrné množství (m 3 /d) 3 Čerpání z havarijní jímky zpět do homogenizační nádrže (m 3 /měsíc) 4 Havarijní odlehčení do Lidického příkopu (m 3 /měsíc) Měsíc 2012 1 2 3 4 m 3 /měsíc Ø m 3 /d m 3 /měsíc m 3 /měsíc 1 21 841 704,5 1 465 1 109 2 18 807 648,5 2 019 625 3 18 346 591,8 1 500 194 4 17 799 593,3 502 468 5 17 689 570,6 292 605 6 18 909 630,3 1 440 1 977 7 13 315 429,5 461 408 8 15 178 489,6 653 746 9 12 673 422,4 503 490 10 17 047 549,9 560 885 11 17 231 574,4 537 1 071 12 Celkem 188 835-9 932 8 578 prům. 17 167 595,1 902,9 779,8 max. 21 841 704,5 2 019 1 977 min. 12 673 429,5 292 194 4

Znečištění odpadních vod Znečištění odpadních vod přitékajících na ČOV ovlivňuje hlavně výroba chloraminu B nebo T a podle výroby chloraminu se mění i hodnoty znečištění na přítoku do aktivace. Měsíc 2012 t/měsíc chloramin B počet dnů výroby t/měsíc chloramin T počet dnů výroby 1 111 365 20 0 0 2 6 730 3 15 640 7 3 0 0 51 940 17 4 48 875 12 13 450 7 5 96 225 20 0 0 6 10 170 2 47 012 18 7 7 130 2 23 365 9 8 79 000 23 0 0 9 42 880 10 0 0 10 13 621 5 43 925 15 11 49 635 18 3 740 3 12 Celkem 465 631 115 199 072 76 max. 111 365 20 51 940 18 min. 0 0 0 0 Detailní průběh výroby chloraminu je uveden např. v grafech 3-5. Odpadní vody na vstupu do biologickou ČOV a vyčištěné odpadní vody na odtoku z ČOV Vzorky na vstupu do biologické ČOV a na výstupu z biologické ČOV jsou odebírány vzorkovači a jsou analyzovány v provozní laboratoři v areálu. V jednotlivých měsících jsou uvedeny počty odebraných vzorků, průměrné hodnoty stanovení a průměrné teploty vod ve C. 5

a) vstup na biologickou ČOV Měsíc 2012 Teplota vody Hodnoty v mg/l ph + C CHSK Cr BSK 5 N-NH 4 N anorg P celk 1 6,2 8,7 104,3-3,0 5,6 0,51 2 6,5 9,1 102,8-2,7 4,8 0,47 3 9,2 8,7 82,2-2,9 5,1 0,42 4 11,4 8,4 124,5-2,28 4,74 0,66 5 18,9 8,1 108,0-1,87 4,34 0,45 6 19,5 8,1 107,1-1,56 4,68 0,46 7 20,8 7,9 113,1-2,36 4,80 0,42 8 21,7 8,2 159,8-1,17 4,30 0,59 9 16,3 8,1 115,5-1,56 4,00 0,44 10 11,8 8,2 79,9-1,35 2,2 0,52 11 10,4 8,3 113,8-1,81 4,6 0,60 prům. 13,9 8,3 110,1-2,05 4,47 0,50 max. 21,7 9,1 159,8-3,0 5,6 0,66 min. 6,2 7,9 79,9-1,56 2,2 0,42 Detailní průběh koncentrace uvedených parametrů je uveden např. v grafech 1,3 a6. 6

Měsíc 2012 Hodnoty v mg/l NL RL RAS Cl - SO 4 2- Počet stanovení 1 8,8 8 175 7 929 1 488 3 331 13 2 8,8 8 478 8 268 1 280 3 799 13 3 10,8 8 656 8 387 1 375 4 131 9 4 12,2 8 816 8 583 1 465 3 871 13 5 13,9 9 985 9 797 1 768 4 297 16 6 12,7 8 051 7 795 1 441 3 543 15 7 8,6 2 987 2 711 821 972 13 8 13,7 10 418 10 222 1 821 4 466 16 9 14,0 5 502 5 288 1 397 1 616 10 10 12,1 5 260 5 013 1 118 2 155 17 11 12,6 6 173 5 906 1 316 2 494 16 prům. 11,7 7 500 7 263 1 390 3 152 13,7 max. 14,0 10 418 10 222 1 821 4 466 17 min. 8,6 2 987 2 711 821 972 9 Detailní průběh koncentrace RAS je uveden v grafu 9. 7

b) odtok z ČOV do Lidického příkopu Měsíc 2012 Teplota vody Hodnoty v mg/l ph + C CHSK Cr BSK 5 N-NH 4 N anorg P celk 1 6,2 7,8 50,7 5,1 4,8 7,2 0,34 2 5,1 8,1 49,1 4,0 3,0 6,0 0,32 3 9,0 7,9 48,9 5,4 1,8 6,0 0,30 4 11,4 7,8 49,9 4,3 1,6 6,8 1,30 5 16,4 7,8 68,4 5,4 0,5 6,2 0,48 6 19,5 7,9 62,9 6,3 0,4 7,8 0,55 7 20,8 7,2 49,3 4,9 0,7 6,6 0,48 8 21,8 7,6 51,0 4,7 0,6 8,7 0,63 9 15,1 7,7 50,9 2,7 0,3 8,4 0,43 10 11,7 7,6 30,7 2,9 0,2 4,8 0,45 11 9,9 7,6 29,6 3,3 0,13 5,6 0,52 prům. 13,4 7,7 49,2 4,5 1,28 6,7 0,53 max. 21,8 8,1 68,4 6,3 4,8 8,7 1,30 min. 5,1 7,2 29,6 2,7 0,13 4,8 0,30 Detailní průběh koncentrace uvedených parametrů je uveden např. v grafech 2,3 a7. 8

Měsíc 2012 Hodnoty v mg/l NL RL RAS Cl - SO 4 2- Počet stanovení 1 8,9 7 624 7 409 1 224 3 208 14 2 9,4 7 661 7 437 1 145 3 410 14 3 11,2 8 027 7 770 1 361 3 555 9 4 9,0 7 491 7 244 1 049 3 337 11 5 10,3 8 881 8 649 1 557 3 935 12 6 9,2 8 135 7 876 1 416 3 668 14 7 6,3 1 617 1 343 520 398 9 8 11,3 8 328 8 128 1 444 3 502 16 9 8,7 5 281 5 086 1 301 2 166 7 10 8,3 4 409 4 192 986 1 695 17 11 10,5 5 173 4 948 1 102 2 112 17 prům. 9,4 6 603 6 371 1 191 2 817 12,7 max. 11,3 8 881 8 649 1 557 3 935 17 min. 6,3 1 617 1 343 520 398 7 Detailní průběh koncentrace RAS je uveden v grafu 9. 9

Odběr vzorků aktivační směsi z AN 1 a AN 2 V obou aktivacích (AN 1 i AN 2 s nosičem) byla aktivační směs ve vznosu. Silné mrazy koncem ledna a do poloviny února narušily čerpání vraceného kalu z DN a část aktivovaného kalu z obou aktivací unikla. Měsíc 2012 Počet vzorků Ø sediment Ø sušina NL Kalový index Zásoba aktivovaného kalu ml/l g/l ml/g kg AN 1 AN 2 AN 1 AN 2 AN 1 AN 2 AN 1 AN 2 1 8 145 121 1,09 1,18 133 103 136 148 2 7 41 97 0,34 0,82 121 118 43 103 3 4 58 55 0,63 0,85 92 96 79 106 4 7 109 68 1,07 0,68 102 100 130 85 5 8 108 134 1,11 1,43 98 94 138 179 6 8 108 146 1,07 1,47 101 99 134 184 7 6 67 85 0,59 0,72 114 118 74 90 8 7 126 208 1,11 2,12 114 98 139 265 9 8 301 351 1,84 2,16 163 163 230 270 10 9 338 362 1,83 1,95 184 186 229 244 11 7 216 226 1,68 1,78 129 127 210 223 12 prům. 7,2 147 169 1,12 1,38 123 118 140,2 172 max. 9 338 362 1,84 2,16 184 186 230 270 min. 4 41 55 0,34 0,68 92 94 43 85 Průměrná ztráta žíháním NL aktivační směsi během 11 měsíců (68 stanovení) byla v AN 1 cca 71,6 % a v AN 2 cca 71,8 %. Detailní průběh koncentrace uvedených parametrů je uveden v grafech 10 a 11. Mnoţství biomasy na kontrolních vzorcích nosiče Odběr byl proveden následovně. Kontrolní rámek s textilií ponořený podél stěny AN 2 do hloubky cca 2,5 m byl vytažen k zábradlí nad hladinu a byl z něj vystřižen obdélník tkaniny, 10

který byl vložen do plastové láhve s vodou. Kal s tkaniny byl intenzivním třepáním s lahví převeden do vody a v laboratoři byla stanovena sušina NL při 105 C v g/l a ztráta žíháním NL při 550 C v %. Na začátku dubna byly instalovány nové rámečky. Vývoj biofilmu byl dále sledován měřením sušiny na těchto nových kontrolních rámečcích s tím, že pro přepočet na celkovou sušinu imobilizovaného kalu v systému byly tyto hodnoty přičítány k poslední hodnotě 1. série rámečků. Na konci sledovaného období byl z rámečku 1.serie odebrán vzorek, který celkový trend vývoje sušiny na nanovlákenném nosiči víceméně potvrdil. Vzorek ze dne Rozměry tkaniny NL Ztráta žíháním Přepočet kalu Kal na vestavbě 130 m 2 v AN 2 cm 2 g/l % g/m 2 tkaniny kg 6.3.2012 154 4,33 71,0 281 36,6 19.3.2012 182 3,68 72,8 202 26,3 12.4.2012 120 4,26 70,3 355 46,2 Instalace nových rámečků 3.5.2012 130 1,29 76,5 454 59,0 15.5.2012 180 0,29-371 48,2 4.6.2012 190 0,31-371 48,3 25.6.2012 160 0,45-383 49,8 11.7.2012 180 0,32-373 48,5 25.7.2012 190 0,46-379 49,3 21.8.2012 150 0,74-404 52,6 20.9.2012 180 1,11 68,7 417 54,2 23.10.2012 190 1,23 70,5 420 54,6 Odběr kontrolního, na začátku instalovaného rámečku 10.12.2012 196 10,63 72,6 542,3 70,5 Odebrané vzorky z dosazovacích nádrží DN 1 a DN 2 Ve čtyřech termínech (od 22.4.2012 do 25.4.2012, od 20.5.2012 do 23.5.2012, od 22.7.2012 do 25.7.2012 a od 2.9.2012 do 4.9.2012) odebírala obsluha směsné vzorky ve dvouhodinových intervalech z DN 1 a DN 2, aby se ukázalo, jak v AN 1 (s aktivovaným kalem ve vznosu) a v AN 2 (s aktivovaným kalem ve vznosu, ale i fixovaným na 130 m 2 instalované tkaniny na vestavbě) probíhá čištění odpadních vod. V následujícím přehledu jsou uvedeny průměrné hodnoty vždy 4 odběrů 24 hodinových směsných vzorků. 11

Srovnání průměrných hodnot Hodnoty v mg/l Ukazatel 22.4.2012 25.4.2012 20.5.2012 23.5.2012 22.7.2012 25.7.2012 2.9.2012 4.9.2012 Odtok z DN 1 Odtok z DN 2 Odtok z DN 1 Odtok z DN 2 Odtok z DN 1 Odtok z DN 2 Odtok z DN 1 Odtok z DN 2 ph 7,15 7,15 7,4 7,4 6,9 6,9 7,2 7,2 CHSK Cr 100,5 46,5 108,3 81,3 73,3 52,3 70,3 58,7 NL 13,5 14,5 14,5 17,3 9,8 11,8 18,7 22,0 RL 8 995 8 823 11 273 11 227 4 278 4 220 6 713 6 763 RAS 8 710 8 598 11 070 11 073 4 060 3 995 6 570 6 247 SO 4 2-3 726 3 524 4 981 4 893 1 318 244 2 525 2 554 Cl - 1 840 1 866 2 189 2 198 1 291 1 278 1 632 1 746 + N-NH 4 0,99 1,10 0,6 0,51 1,48 1,30 0,39 0,25 - N-NO 2 0,13 0,10 0,06 0,06 0,27 0,16 0,01 0,01 - N-NO 3 4,21 4,44 5,22 5,51 4,55 4,53 11,22 11,04 N anorg 5,3 5,89 5,89 5,98 6,30 5,99 11,62 11,30 P celk 0,67 0,88 1,48 1,68 0,61 0,60 0,80 0,96 Průměrné hodnoty CHSK Cr na vstupu do AN byly v době od 22.4.2012 do 25.4.2012 (3 stanovení) 231,2 mg/l CHSK Cr, při průtoku 593 m 3 /d to představuje produkci 137 kg/d CHSK Cr. Ve vstupu do AN je k výsledkům laboratorních rozborů odebíraných vzorkovačem (typ B) započítáno i znečištění od zaměstnanců vody ze sociálních zařízení, které se čerpají do AN samostatným výtlakem. Při druhém odběru v době od 20.5.2012 do 23.5.2012 pak průměrná hodnota CHSK Cr na vstupu do AN byla 166,1 mg/l a při průtoku 571 m 3 /d to je 94,7 kg/d CHSK Cr. Při třetím odběru od 22.7.2012 do 25.7.2012 byla průměrná hodnota CHSK Cr na vstupu do AN 127,7 mg/l a při průtoku 430 m 3 /d to představuje 54,9 kg/d CHSK Cr. Při prvních dvou odběrech se vyráběl chloramin B, při třetím odběru vzorků chloramin T. V období odběru vzorků vyčištěné odpadní vody z DN 1 a DN 2 od 22.4.2012 do 25.4.2012 se vyrobilo 9 430 kg chloraminu B, při druhém odběru v době od 21.5.2012 do 23.5.2012 se vyrobilo 15 045 kg chloraminu B, při třetím odběru se vyráběl chloramin T 8 215 kg. 12

V období 22.4.2012 25.4.2012 byla v AN 1 zásoba aktivovaného kalu ve vznosu 126 kg, v AN 2 pak 145 kg aktivovaného kalu ve vznosu a 46 kg imobilizovaného kalu na textilii. Zatížení kalu při prvním odběru bylo (137 kg/d CHSK Cr : 2) : 145 kg NL = 0,54 kg CHSK Cr na kg aktivovaného kalu za den. Čistící efekt AN 1 v době prvního odběru dle CHSK Cr byl 56,5 % a s vyčištěnou odpadní vodou z DN 1 odtékalo 13,5 mg/l NL. V aktivaci AN 2 bylo 145 kg NL aktivovaného kalu ve vznosu a cca 46 kg NL imobilizovaného kalu. Zatížení kalu (137 kg/d CHSK Cr : 2) : 145 kg NL = 0,35 kg CHSK Cr na kg NL aktivovaného kalu ve vznosu a imobilizovaného kalu. Čistící efekt AN 2 v době odběru byl dle CHSK Cr 79,9 % a s vyčištěnou odpadní vodou z DN 2 odtékalo 14,5 mg/l NL. Při druhém odběru 20.5.2012 23.5.2012 byla v AN 1 zásoba aktivovaného kalu 158 kg, v AN 2 pak 180 kg NL ve vznosu a 46 kg NL kalu imobilizovaného na textilii celkem 226 kg. Zatížení kalu v AN 1 bylo (94,7 kg/d CHSK Cr : 2) : 158 kg NL = 0,30 kg CHSK Cr /kg.nl.d a v AN 2 bylo zatížení kalu 0,21 kg CHSK Cr /kg.nl.d. Čistící efekt dle CHSK Cr v AN 1 byl 34,8 %, v AN 2 pak 51,0 %. S vyčištěnou odpadní vodou z DN 1 odtékalo 14,5 mg/l NL, z DN 2 pak 17,0 mg/l NL. Začátkem dubna byly zavěšeny v AN 2 nové kontrolní rámky s nanovlákennou pleteninou. Nárůst imobilizovaného kalu na tkanině byl v období od 3.4.2012 do 3.5.2012 (za 30 dní) 99,2 g/m 2. Při třetím odběru v době od 22.7.2012 do 25.7.2012 byla průměrná hodnota CHSK Cr na vstupu do AN 127,7 mg/l a při průtoku 430 m 3 /d 54,9 kg/d CHSK Cr. Při třetím odběru se vyráběl chloramin T 8 215 kg. Zásoba aktivovaného kalu v AN 1 byla 40 kg, v AN 2 pak 54 kg NL aktivovaného kalu ve vznosu a 49,3 kg imobilizovaného kalu celkem 103,3 kg. Zatížení kalu v AN 1 bylo 0,68 kg CHSK Cr na kg aktivovaného kalu za den, v AN 2 pak 0,27 CHSK Cr na kg aktivovaného kalu za den. Čistící efekt v AN 1 dle CHSK Cr byl 42,6 %, v AN 2 pak 59,1 %. U všech čtyř odběrů jsou započítány i odpadní vody ze sociálních zařízení, které se čerpají do AN samostatně odhad 12 kg/d CHSK Cr. 13

Výše uvedené údaje jsou shromážděny v přehledné tabulce: Hodnoty 22. 25.4.2012 20. 23.5.2012 22. 25.7.2012 2. 4.9.2012 Přítok do AN včetně vod ze sociálního zařízení průměrné množství m 3 /d CHSK Cr mg/l CHSK Cr kg/d 593 231 137 571 166 94,8 430 128 55,0 422 169 71,3 Průměrné množství pochloraminových louhů (m 3 /d) vypouštěných během odběru do kanalizace z výroby chloraminu B 11,3 6,7-7,7 T - - 8,6 - Hodnoty 22. 25.4.2012 20. 23.5.2012 22. 25.7.2012 2. 4.9.2012 Zásoba kalu aktivovaného AN 1 AN 2 AN 1 AN 2 AN 1 AN 2 AN 1 AN 2 ve vznosu NL kg 126 145 158 180 40 54 226 249 na textilii NL kg 0 46 0 46 0 49,3 0 54,2 celkem NL kg 126 191 158 226 40 103 226 303 Zatížení kalu kg CHSK Cr /kg.nl.d Čistící efekt dle CHSK Cr % 0,54 0,36 0,30 0,21 0,68 0,27 0,16 0,12 56,5 79,9 34,8 51,0 42,6 59,1 58,3 65,2 Odtok z DN DN 1 DN 2 DN 1 DN 2 DN 1 DN 2 DN 1 DN 2 CHSK Cr mg/l 100,5 46,5 108,3 81,3 73,3 52,2 70,3 58,7 NL mg/l 13,5 14,5 14,5 17,0 9,8 11,8 18,7 22,0 Souhrn poznatků za rok 2012 1. Biologickou ČOV proteklo během jedenácti měsíců 2012 celkem 188 835 m 3 odpadních vod, průměrně 564,1 m 3 /d. Do aktivace přitékalo průměrně 63,7 kg CHSK Cr /d a cca 12 kg/d CHSK Cr, které se dostávají do aktivace přímo čerpáním odpadních vod ze sociálních zařízení (odhad provozovatele na ČOV nepřitékají veškeré odpadní vody ze sociálních 14

zařízení). Celkem tedy 63,7 + 12 = 75,7 kg/d CHSK Cr. BSK 5 se ve směsných vzorcích na vstupu na ČOV nestanovuje. V jednotlivých měsících kolísá průměrné znečištění na přítoku do obou aktivací od 77,7 do 141,4 % průměrné hodnoty CHSK Cr v mg/l za 11 měsíců. 2. Kolísání množství a znečištění v jednotlivých dnech není zanedbatelné. O víkendech přitékají na ČOV pouze balastní vody prosakující do ne zcela těsné kanalizace a odpadní vody čerpané z vrtů. Znečištění odpadních vod je ovlivněno nejvíce čerpáním pochloraminových louhů do chemické kanalizace ze zásobních nádrží. Zvýšené množství znečištění se čerpe do kanalizace a na ČOV hlavně v době zvýšené výroby chloraminu B nebo T. Chloramin B se vyráběl 20 dnů v lednu, 3 dny v únoru, 12 dnů v dubnu, 20 dnů v květnu, 2 dny v červnu i červenci, 23 dnů v srpnu, 10 dnů v září, 5 dnů v říjnu a 18 dnů v listopadu. Chloramin T pak 7 dnů v únoru, 17 dnů v březnu, 7 dnů v dubnu, 18 dnů v červnu, 9 dnů v červenci, 15 dnů v říjnu a 3 dny v listopadu. 3. Průměrné hodnoty v jedenácti měsících 2012 P přítok na ČOV, O odtok z ČOV Měsíc 2012 Výroba chloraminu Teplota Q ph t / počet dní C m 3 /d B T P O P O 1 704,5 111 365 / 20 0 / 0 6,2 6,2 8,7 7,8 2 648,5 6 730 / 3 15 640 / 7 6,5 5,1 9,1 8,1 3 591,8 0 / 0 51 940 / 17 9,2 9,0 8,7 7,9 4 593,3 48 875 / 12 13 450 / 7 11,4 11,4 8,4 7,8 5 570,6 96 225 / 20 0 / 0 18,9 16,4 8,1 7,8 6 630,3 10 170 / 2 47 012 / 18 19,5 19,5 8,1 7,9 7 429,5 7 130 / 2 23 365 / 9 20,8 20,8 7,9 7,2 8 489,6 79 000 / 23 0 / 0 21,7 21,8 8,2 7,6 9 422,4 42 880 / 10 0 / 0 16,3 15,1 8,1 7,7 10 549,9 13 621 / 5 43 925 / 15 11,8 11,7 8,2 7,6 11 574,4 49 635 / 18 3 740 / 3 10,4 9,9 8,3 7,4 Celkem - 465 631 / 115 199 072 / 76 - - - - prům. 564,1 - - 13,9 13,4 8,3 7,7 max. 704,5 111 365 / 20 51 940 / 17 21,7 21,8 9,1 8,1 min. 422,4 0 / 0 0 / 0 6,2 5,1 7,9 7,2 15

Měsíc 2012 CHSK Cr Čistící BSK 5 NL mg/l efekt dle CHSK Cr mg/l mg/l P O % O P O 1 121,0 50,7 58,1 5,1 8,8 8,9 2 131,3 49,1 62,6 4,0 8,8 9,4 3 102,5 48,9 52,3 5,4 10,8 11,2 4 144,7 49,9 65,5 4,3 12,2 9,0 5 129,0 68,4 47,0 5,4 13,9 10,3 6 107,1 62,9 41,3 6,3 12,7 9,2 7 113,1 49,3 56,4 4,9 8,6 6,3 8 159,8 51,0 68,1 4,7 13,7 11,3 9 115,5 50,9 55,9 2,7 14,0 8,7 10 79,9 30,7 61,6 2,9 12,1 8,3 11 113,8 29,6 74,0 3,3 12,6 10,5 prům. 119,8 49,2 55,3 4,5 11,7 9,4 max. 159,8 68,4 74,0 6,3 14,0 11,3 min. 79,9 29,6 41,3 2,7 8,6 6,3 Na přítoku na ČOV zohledněno 12 kg CHSK Cr vod ze sociálních zařízení čerpaných přímo do AN. 4. Zásoba aktivovaného kalu ve vznosu kolísala v jednotlivých měsících v AN 1 od 43 do 230 kg a v AN 2 od 85 do 270 kg. V AN 2 kolísala zásoba imobilizovaného kalu na 130 m 2 nanovlákenné pleteniny od 26,3 do 70,5 kg. 5. V říjnu 2012 byl rovněž stanoven poměr BSK/CHSK v přítoku V období 29.10. 31.10.2012 (pondělí až čtvrtek) se čerpaly do kanalizace pochloraminové louhy z výroby chloraminu T 1 200 kg/d. 16

Hodnoty v mg/l Čistící efekt Přítok na ČOV 30.10.2012 Odtok z ČOV 31.10.2012 % CHSK Cr 42,4 22 48,1 BSK 5 7,3 3,0 59,0 Poměr CHSK Cr : BSK 5 na přítoku na ČOV byl 5,8, ve vyčištěné vodě na odtoku z ČOV 7,3. Z výsledků je patrné, že při nízkých hodnotách CHSK BSK nedosahuje ani 20%. Z výsledků celoročního monitoringu vyplývá, že čím vyšší je hodnota CHSK na vstupu, tím vyšší je účinnost čištění (stanovená jako eliminace CHSK). 6. Výsledky čtyř monitorovacích kampaní vzájemného porovnání obou aktivačních nádrží ukázaly, že AN 2 s instalovanou vestavbou s nanovlákenným nosičem dosahuje obecně vyšších účinností eliminace CHSK. Maximální zjištěný rozdíl byl téměř 25% celkové účinnosti odstraňování CHSK. Nosič biomasy umožňuje obecně zvýšit kalovou zásobu čímž stabilizuje čistící efekt. Rozdíly jsou výrazné zejména v případech výrazného rozdílu v zatížení kalu, které obecně nastávají při vyšších koncentracích CHSK na vstupu (duben 2012) nebo extrémně nízkých hodnotách sušiny aktivovaného kalu (červenec 2012). Fotodokumentace vestavby s nanovlákenným nosičem po 1 roce provozu 17

Maximální průtok [ml/day] Účinnost procesu [%] OVĚŘOVÁNÍ VLIVU EXTRÉMNÍCH HODNOT FYZIKÁLNĚ CHEMICKÝCH PARAMETRŮ Vliv extrémních hodnot byl ověřován zejména dlouhodobě, provozně na ČOV Bochemie, kde byl nanovlákenný nosič instalován na začátku roku 2011 a byl testován v průběhu celého roku i roku 2012. Odpadní vody Bochemie jsou vysoce zasolené a rovněž rozsah teplot v průběhu roku je díky malé velikosti ČOV a neúplnému zapuštění aktivačních nádrží do země velmi výrazný. Vliv rozsahu teploty a extrémní salinity na nanovlákenný nosič byl v také laboratorně testován na TUL. Zde se jednalo o odpadní vody z výroby difenylguanidinu, jejichž solnost se pohybuje mezi 30-40 g/l a rozsah testovaných teplot byl 10-40 C. Z výsledků tohoto testování plyne bezproblémovost využití nanovlákenného nosiče v daném rozsahu parametrů. Účinnost procesu odstraňování CHSK dokumentuje následující graf. 1000 900 800 700 600 500 10 15 20 25 30 35 40 Teplota [ C] Maximální průtok *ml/den+ Komerční technologie AnoxKaldnes Nanovlákenná technologie (50 dtex) Závislost účinnosti čištění odpadní vody na průtoku a teplotě 120 100 80 60 40 20 0 Provozní testování nanovlákenného nosiče probíhalo za podmínek daných zejména složením odpadních vod. Jak je uvedeno v předcházejících kapitolách, toto složení odráží aktuální stav výroby v Bochemii (salinita) a stabilitu provozu předcházející neutralizační stanice (ph). Teplota odpadní vody je pak určena zejména vnější teplotou, objemem výroby určující podíl provozních teplejších vod a průsakových vod. Průběh salinity resp. koncentrace RAS (rozsah 500-13000 mg/l) je uveden v grafu 9 přílohy, průběh ph v AN 2 v grafu 12 (ph bylo c rozsahu 7-7,6). Teploty se v průběhu roku 2012 pohybovaly v rozmezí 6-22 C. Průměrné teploty v jednotlivých měsících shrnuje tabulka uvedená v kapitole popisující odtokové parametry ČOV v průběhu provozního testování vestavby s nanovlákenným nosičem. Na konci roku 2012 byla hladina v AN 2 snížena tak aby bylo možno revidovat stav nanovlákenného nosiče a mírně jej napnout. Následující obrázky dokumentují stav nosiče na počátku a bezproblémový stav na konci roku 2012. 18

Stav nanovlákenného nosiče při instalaci Stav nanovlákenného nosiče po cca 1 roce provozu ZÁVĚR Byl potvrzen pozitivní vliv Technologie čištění odpadních vod s využitím nanovlákenného nosiče biomasy na stabilizaci kalových poměrů na ČOV Bochemie a zvýšení účinnosti čištění. 19

Ačkoli bylo látkové zatížení biologické ČOV velmi rozkolísané a poměrně malé, byl zjištěn jednoznačně pozitivní efekt vestavby nanovlákenného nosiče a to při instalaci pouze 1/6 možné plochy. Tento kladný efekt se projevuje zejména při zvýšení zatížení vyvolané nárůstem objemu výroby chlorminu, který je s ohledem na průběh výrobního programu společnosti velmi běžný. PODĚKOVÁNÍ Tato práce vznikla za finanční podpory jednak TAČR v rámci projektu TA01021764 Modifikované nosiče biomasy pro čištění odpadních vod, dále pak za podpory projektu OP VaVpI Centrum pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace CZ.1.05/2.1.00/01.0005, kdy pro hodnocení tvorby biofilmu byl používán fluorescenční mikroskop Carl Zeiss AxioVision pořízený z projektu OP VaVpI. PŘÍLOHOVÁ ČÁST Grafické přílohy monitoring provozu ČOV Bochemie Graf 1: přítok slévaný 24h - CHSK Cr, aktivní Cl 2 a ztráta žíháním Graf 2: odtok slévaný 24h - CHSK Cr, aktivní Cl 2 a ztráta žíháním Graf 3: CHSK Cr na vstupu a výstupu a produkce chloraminu B a T Graf 4: bilance celkového látkového zatížení ČOV (jako CHSK Cr ) Graf 5: látkové zatížení Bv a produkce chloraminu B a T Graf 6: přítok slévaný 24h - dusíkaté látky a fosfor Graf 7: odtok slévaný 24h - dusíkaté látky a fosfor Graf 8: přítok a odtok slévaný 24h - dusíkaté látky Graf 9: přítok a odtok slévaný 24h - RAS a RL Graf 10: AN-1 - sušina a produkce chloraminu B a T Graf 11: AN-2 - sušina a produkce chloraminu B a T Graf 12: AN-2 průběh ph 20

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12