Membránové ČOV Radek Vojtěchovský Daniel Vilím
Obsah Membránová filtrace v čištění odpadních vod Membránové bioreaktory Terciární membránová filtrace Opětovné využití vyčištěné odpadní vody 2
Membránová separace Využití selektivní propustnosti speciálních membrán 3
Filtrační technologie v technologii čištění odpadních vod Tlakové membránové procesy separační schopnost 4
Membránová separace Základní vlastnosti membrán Propustnost Separační schopnost Struktura membrán Porézní, neporézní Symetrické, asymetrické, kompozitní Materiály membrán Upravené přírodní látky (acetáty celulózy) Syntetické organické polymery (PES, PVDF, polyamid, polyakryláty, polypropylen, PVC, fluoroplasty, ) anorganické materiály (keramika, kov) 5
Membránová separace tlakové procesy Typy konstrukcí modulů Deskový (podtlakový) Spirálně vinutý (tlakový) Trubkový (tlakový) Dutovláknový(podtlakový) 6
TECHNOLOGIE MEMBRÁNOVÉHO BIOREAKTORU 7
Porovnání konvenční ČOV s MBR 8
Výhody membránových bioreaktorů menší objemy provoz MBR s vysokou koncentrací aktivovaného kalu (provozní koncentrace 10-12 kg/m 3 ) odpadají dosazovací nádrže další snížení objemu malý zastavěný prostor kvalita vyčištěné vody umožňuje její znovu využití pro užitkové účely (mytí, zalévání apod.) voda zbavená nerozpuštěných látek, bakterií a části virů možnost provedení intenzifikace stávající ČOV (2-3x zvětšení kapacity) bez zásadních stavebních úprav kvalita kalu nemá zásadní vliv na účinnost separace (vláknité vs. vločkotvorné mikroorganismy) 9
Dosažitelné výstupní parametry MBR Parametr Jednotka MBR CHSK Cr mg/l < 20 BSK 5 mg/l < 3 NL mg/l < 1 Zákal NTU < 0,1 E. Coli KTJ/100 ml < 10 Viry stupeň % 99,99 % odstranění N-NH + 4 mg/l 1 N celk mg/l 10 10
Dosažitelné výstupní parametry MBR Mikrobiologické parametry odtoků ČOV s MBR Datum odběru (zahájení) Označení vzorku Intestinální enterokoky ČSN EN ISO 7899-2 Escherichiacoli TNV 757835 Termotolerantní koliformní bakterie Koliformní bakterie TNV 757837 Somatické kolifágy Salmonely KTJ/1 ml KTJ/1 ml KTJ/1 ml KTJ/1 ml PTJ/ml 7.9.2010 Odtok MF <0,10 <0,10 <0,10 <1,00 <1,00 neg. v 1 l 14.9.2010 Odtok MF <0,10 <0,10 <0,10 - - - 14.9.2010 Odtok UF <0,10 0,1 0,2 - - - 15.9.2010 Odtok MF - - - - <1,00-15.9.2010 Odtok UF - - - - 1-16.9.2010 Odtok MF - - - - <1,00-21.9.2010 Odtok MF <0,10 <0,10 <0,10 - <0,25-21.9.2010 Odtok UF <0,10 0,2 3,1 - <0,25-22.9.2010 Odtok MF <0,10 <0,10 0,1 - <0,25-22.9.2010 Odtok UF <0,10 <0,10 0,4 - <0,25-23.9.2010 Odtok MF 0,1 0,1 0,1 - <0,25-23.9.2010 Odtok UF 0,3 0,1 0,3-0,76-11
Aplikace MBR odůvodněná a ekonomicky výhodná v následujících případech: požadovaná vysoká kvalita vyčištěné vody (znovu využití vyčištěné vody, blízkost zdrojů pitné vody či vody ke koupání, přírodní rezervace apod.) zvýšení kapacity stávající ČOV bez stavebních úprav zvýšení účinnosti stávající ČOV bez stavebních úprav nedostatek prostoru pro stavbu ČOV ČOV s velkou sezónní nerovnoměrností průmyslové ČOV 12
Investiční náklady na MBR technologie MBR je investičně nákladnější než technologie konvenční ČOV, ALE celkové investiční náklady u ČOV s kapacitou větší než 500-1000 EO jsou srovnatelné nebo menší navíc poskytuje odtok vynikajících parametrů 13
Blokové schéma MBR 14
Čištění membránových modulů vzduch polymerní granulát nasypaný do membránové komory mechanické čištění zpětný proplach zpětný proplach s dávkováním čistící chemikálie (CEB) chemická regenerace 15
Domovní ČOV s MBR 16
Domovní ČOV s MBR 17
Kontejnerové ČOV s MBR 18
Kontejnerové ČOV s MBR 19
VELKÉ ČOV S MBR 20
TERCIÁRNÍ DOČIŠTĚNÍ MEMBRÁNOVÝMI TECHNOLOGIEMI 21
ČOV s terciární membránovou filtrací alternativa v případě požadavku na zvýšení kvality odtoku stávající ČOV Aktivace Dosazovací nádrž Terciární membránová filtrace 22
Terciární dočištění membránovými technologiemi Aplikace požadovaná vysoká kvalita vyčištěné vody (blízkost zdrojů pitné vody či vody ke koupání, přírodní rezervace apod.) v případě fungující ČOV znovuvyužití: zavlažování procesní vody pro průmyslové využití přímá produkce pitné vody (levnější než desalinace mořské vody) 23
Terciární dočištění tlakovými membránovými moduly za ČOV Odstranění bakterií a virů bez chlorace nebo další dezinfekční technologie filtrát bez částic (zákal menší než 0,1 NTU) umožňuje další využití pro procesy např. nanofiltrace, reversní osmóza odstranění CHSK, BSK 5 a fosforu kombinace s dalšími technologiemi koagulace, dávkování PAU, atd. 24
Investiční a provozní náklady z hlediska investičních a provozních nákladů nejvýhodnější varianta tlakové filtrace vysoká kvalita vyčištěné vody za velmi nízkých provozních nákladů 0,05-0,1 kwh/m 3 vyčištěné vody celkové investiční náklady se pohybují kolem 5-10 % z celkové ceny ČOV (větší aplikace než 5 000 EO) 25
Parametry odtoku Reálně dosahované parametry vyčištěné vody terciární membránovou filtrací Parametr Jednotka Odtok za dosazovací nádrží Odtok za membránovou filtrací Redukce v % CHSK Cr mg/l 35 20 43% BSK 5 mg/l 6,5 2,5 54% Zákal NTU - < 0,1 - P tot mg/l 0,6 0,06 90% E. Coli KTJ/100 ml 200000 < 10 ~100% 26
Blokové schéma terciárního membránového čištění Příklad dvoulinkového uspořádání tlakového membránového terciárního dočištění 27
In-line koagulace rozpuštěné organické látky jsou částečně koagulovány menší organické zanášení na membráně menší zanášení na reverzní osmóze nebo dalším následujícím procesu koagulované vločky vytvoří porézní vrstvu, která se snadněji odstraňuje při zpětném proplachu lepší separační schopnost membrány zvyšuje výkon membrány maximalizuje tok a zvyšuje účinnost odstranění 28
Opětovné využití vyčištěné OV Hojně diskutované téma posledních let Přednášky na konferencích Tábor, Poděbrady, Moravská Třebová Tlak na vznik legislativy, která v současné době znovuvyužití nijak neupravuje, ale ani nezakazuje Směrnice WHO, legislativa USA Letošní rok největší sucho za dobu sledování 29
Opětovné využití vyčištěné OV Využití Urbanizovaná území závlaha, stavby, PO Zemědělství Rekreační aktivity Zkvalitňování ŽP Doplňování zdrojů Průmysl Rezidenční objekty Pitná voda Příklady ze zahraničí Windhoek Goreangab Reclamation Plant v Namibii pitná voda Kalifornie, Austrálie, Barcelona závlahy, řeky Singapur pitná voda tzv. Newater 30
Závěr membránové bioreaktory uplatnění: při vysokých požadavcích na kvalitu vyčištěné vody intenzifikace ČOV prostorové omezení pro ČOV technologie terciárního dočištění membránovou separací ekonomická alternativa zvýšení kvality odtoku existující ČOV membránové separace jsou v odůvodněných případech ekonomickou alternativou poskytují špičkové odtoky jinými technologiemi nedosažitelné 31
Děkuji za pozornost vojtechovsky@envi-pur.cz vilim@envi-pur.cz www.envi-pur.cz envi-pur@envi-pur.cz 32