Využití reverzní osmózy pro regeneraci oplachových vod z moření



Podobné dokumenty
Denitrifikace odpadních vod s vysokou koncentrací dusičnanů

ČIŠTĚNÍ TECHNOLOGICKÝCH VOD A VÝPUSTNÉ PROFILY CHÚ

ČIŠTĚNÍ ODKALIŠTNÍCH VOD NA ZÁVODĚ GEAM DOLNÍ ROŽÍNKA

TLAKOVÉ MEMBRÁNOVÉ PROCESY A JEJICH VYUŽITÍ V OBLASTI LIKVIDACE ODPADNÍCH VOD

Úprava vody v elektrárnách a teplárnách Bezodpadové technologie Petra Křížová

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

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

Problematika RAS v odpadních vodách z povrchových úprav

Ing. Libor Vodehnal, AITEC s.r.o., Ledeč nad Sázavou

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

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

Udržitelný rozvoj v průmyslových prádelnách

Zero Liquid Discharge nejen v povrchových úpravách

ZÁKLADNÍ MODELY TOKU PORÉZNÍ MEMBRÁNOU

TECHNOLOGIE REVERZNÍ OSMÓZY PROVOZNÍ ZKUŠENOSTI Z ÚV TŘEBOTOV

Zneškodňování toxických vod z přípravy thallných solí

KONTROLNÍ TEST ŠKOLNÍHO KOLA (70 BODŮ)

Tlakové membránové procesy

6.Úprava a čistění vod pro průmyslové a speciální účely

Membránové procesy v mlékárenském průmyslu

Zkušenosti s membránovými procesy na Chemické úpravně uranové rudy

ÚPRAVA VODY V ENERGETICE. Ing. Jiří Tomčala

Problematika ropných látek

NÁZVOSLOVÍ SOLÍ. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: osmý

KATALOG VÝROBKŮ DEMI ŘADA PŘÍSTROJŮ REVERZNÍ OSMÓZY PRO PŘÍPRAVU VELMI ČISTÉ VODY. ver /07/2009

FOTOKATALYTICKÁ OXIDACE BIOLOGICKY OBTÍŽNĚ ODBOURATELNÝCH ORGANICKÝCH LÁTEK OBSAŽENÝCH V NADBILANČNÍCH VODÁCH ZE SKLÁDEK KOMUNÁLNÍHO ODPADU

ODSTRAŇOVÁNÍ SÍRANŮ Z PRŮMYSLOVÝCH VOD

Osmosis PRO - průmyslové systémy reverzní osmózy

Laboratorní stanovení účinnosti prevence úsad vodního kamene pomocí technologie řízené krystalizace (TAC)

Praktické zkušenosti s odsolováním syrovátky

INTEGRACE TLAKOVÝCH MEMBRÁNOVÝCH PROCESŮ DO SEPARAČNÍCH A JINÝCH TECHNOLOGIÍ

Úprava odpadních vod Různé metody filtrace odpadní vody z prádelen

ČIŠTĚNÍ A PŘEDÚPRAVA PROCESNÍCH A ODPADNÍCH VOD Z VÝROBY PAPÍRU ELEKTROCHEMICKÝM - FENTONOVÝM PROCESEM

Ing. Milan Vodehnal, AITEC s.r.o., Ledeč nad Sázavou

Membránová filtrace Více než jen čistá voda

TREATMENT OF LEACHATE FROM ASH DISPOSAL SITE BY REVERSE OSMOSIS ZPRACOVÁNÍ PRŮSAKOVÝCH VOD Z POPÍLKOVIŠTĚ POMOCÍ REVERZNÍ OSMÓZY

Problematika zanášení membrán a scalingu při zpracování skládkových výluhů membránovými technologiemi

PROPOSAL OF A NEW WASTEWATER TREATMENT PLANT TECHNOLOGY IN CERAMIC PLANT

Aplikace elektrodialýzy v technologiích zpracování a recyklace odpadních vod Vladimír Kysela

USE OF REVERSE OSMOSIS AND NANOFILTRATION FOR FLUORIDES REMOVAL FROM CONTAMINATED GROUNDWATER

NÁZEV ŠKOLY: Základní škola Javorník, okres Jeseník REDIZO: NÁZEV:VY_32_INOVACE_102_Soli AUTOR: Igor Dubovan ROČNÍK, DATUM: 9.,

Vodní chlazení TG (Okruh statorové vody a VOCH TG)

Ing. Jiří Charvát, Ing. Pavel Kolář Z 13 NOVÉ SMĚRY A PERSPEKTIVY SANACE HORNINOVÉHO PROSTŘEDÍ PO CHEMICKÉ TĚŽBĚ URANU NA LOŽISKU STRÁŽ

REVERZNÍ OSMÓZA PRO ZAKONCENTROVÁNÍ ESTROGENŮ PŘED JEJICH ANALYTICKÝM STANOVENÍM - MATEMATICKÝ POPIS PROCESU

Příprava materiálu byla podpořena projektem OPPA č. CZ.2.17/3.1.00/33253

Fouling a biofouling membrán při provozu MBR, metody potlačení Mgr. Ing. Bc. Lukáš Dvořák, Ph.D.

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

Zpracování průsakových vod z popílkoviště pomocí reverzní osmózy

Voda pro ŠKODA AUTO JIŘÍ MACH ŠKO-ENERGO. Česko-dánské dny vody 2019 Technologie ve vodním hospodářství jak lépe hospodařit s vodou

Neutralizace prezentace

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie CZ.1.07/2.2.00/ Výpočty z chemických vzorců

Anorganické sloučeniny opakování Smart Board

Manganový zeolit MZ 10

Získávání lithia a rubidia z cinvalditových odpadů po těžbě Sn-W rud na Cínovci

. Návody na laboratorní úlohu Izolace složek potravin membránovými procesy

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

Denitrifikace vod s vysokým obsahem solí pomocí biotechnologie Lentikats

Praktické zkušenosti s provozováním komunální ČOV s MBR. Daniel Vilím

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

ÚPRAVA PITNÉ VODY POMOCÍ MEMBRÁNOVÝCH SEPARAČNÍCH PROCESŮ VÝSLEDKY LABORATORNÍCH EXPERIMENTŮ

VYUŽITÍ MEMBRÁNOVÉ MIKROFILTRACE PRO PŘÍPRAVU PITNÉ VODY

VODA FARMACEUTICKOU VÝROBU PRO. VODA PRO FARMACEUTICKÉ ÚČELY Český lékopis 2002 uvádí 3 druhy vody pro farmaceutickou výrobu

Použití elektrodialýzy s heterogenní bipolární membránou na recyklaci H 2 SO 4 a NaOH z průmyslové odpadní vody

VYUŽITÍ NANOFILTRACE A ULTRAFILTRACE K ÚPRAVĚ VODY NA VODU PITNOU

Vysvětlivky: Důležité pojmy

Vliv znečisťujících látek ve vodě na účinnost praní

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

DUM VY_52_INOVACE_12CH19

5 Membránové technologie

Jakost vody. Pro tepelné zdroje vyrobené z nerezové oceli s provozními teplotami do 100 C. Provozní deník (2013/02) CZ

VY_52_INOVACE_08_II.1.7_SOLI SOLI. PROCVIČOVÁNÍ a) PRACOVNÍ LIST

Čištění a servis deskových výměníků tepla

ZPRACOVÁNÍ ODPADNÍCH VOD. Cenné látky v odpadní vodě / Separované čištění proudů vod

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

Kde všude membrány pomáhají. Ing. Marek Bobák, Ph.D.

STANOVENÍ CHLORIDŮ. Odměrné argentometrické stanovení chloridů podle Mohra

Domácí systémy Reverzní osmózy - Osmosis

DUM VY_52_INOVACE_12CH07

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

Membránové procesy a jejich využití

Úprava podzemních vod

Elektrokinetická dekontaminace půd znečištěných kobaltem

Vzdělávací obsah vyučovacího předmětu

OPTIMALIZACE METODY ANODICKÉ ROZPOUŠTĚCÍ VOLTAMETRIE PRO ANALÝZU BIOLOGICKÝCH VZORKŮ S OBSAHEM RTUTI

Chemické výpočty 11. Stechiometrické výpočty (včetně reakcí s ideálními plyny); reakce s přebytkem výchozí látky

(syrovátka kyselá). Obsahuje vodu, mléčný cukr, bílkoviny, mléčnou kyselinu, vitamíny skupiny B.

MOŽNOSTI POUŽITI MEMBRÁNOVÝCH PROCESŮ PRO ZPRACOVÁNÍ SKLÁDKOVÝCH VÝLUHOVÝCH VOD

4. CHEMICKÉ ROVNICE. A. Vyčíslování chemických rovnic

integrované povolení

Membránové ČOV. Radek Vojtěchovský

Moravské gymnázium Brno s.r.o. RNDr. Miroslav Štefan. Chemie anorganická analytická chemie kvantitativní. Datum tvorby

Učební osnovy Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor: Chemický kroužek ročník 6.-9.

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

ENERGIE Z ODPADNÍCH VOD

Chelatometrie. Stanovení tvrdosti vody

Mohamed YOUSEF *, Jiří VIDLÁŘ ** STUDIE CHEMICKÉHO SRÁŽENÍ ORTHOFOSFOREČNANŮ NA ÚČOV OSTRAVA

Stanovení koncentrace složky v roztoku vodivostním měřením

TECHNOLOGIE KE SNIŽOVÁNÍ EMISÍ (SEKUNDÁRNÍ OPATŘENÍ K OMEZOVÁNÍ EMISÍ)

Kosmická technologie v galvanizovnách

Vzdělávací oblast: Člověk a příroda. Vyučovací předmět: Chemie. Třída: tercie. Očekávané výstupy. Poznámky. Přesahy. Žák: Průřezová témata

Transkript:

Využití reverzní osmózy pro regeneraci oplachových vod z moření Dorota Horová, Petr Bezucha, Lukáš Hora Výzkumný ústav anorganické chemie, a.s. Ústí nad Labem dorota.horova@vuanch.cz Souhrn Moření nerezových ocelí generuje kyselé oplachové vody s vysokým obsahem dusičnanů, fluoridů a kovů. Experimentálně byla ověřována možnost využití reverzní osmózy pro odstranění kontaminujících složek a vracení vody zpět do oplachu. Nežádoucí zanášení membrány bylo minimalizováno nově vyvinutým postupem předúpravy oplachových vod několikastupňovou neutralizací. Reverzní osmózou neutralizovaných oplachových vod bylo při 60 bar v ustáleném stavu získáno 20 % vody o kvalitě vyhovující recyklaci do oplachu. Vedením procesu reverzní osmózy do maximálního dosažitelného zahuštění retentátu bylo získáno cca 85 % vody ve formě permeátu, jehož kvalita se ale s postupujícím zahuštěním zhoršovala. Optimalizace procesu je předmětem pokračujícího výzkumu. Klíčová slova: reverzní osmóza, oplachové vody Úvod Proces moření ocelí je doprovázen operacemi oplachování, které produkují velké množství odpadních oplachových vod (OV) obsahujících stejné sloučeniny jako mořící lázně v několikanásobném (až řádovém) zředění. Hlavními složkami oplachových vod z moření nerezových ocelí, které využívá směs kyseliny dusičné a fluorovodíkové, jsou dusičnany v koncentraci cca 10 g/l, fluoridy (2-4 g/l) a kovy, především Fe (cca 2 g/l), Cr (cca 0,3 g/l) a Ni (cca 0,1 g/l). Zavedeným postupem likvidace odpadních oplachových vod je v současné době neutralizace vápenným mlékem za vzniku nerozpustných hydroxidů kovů, fluoridu vápenatého a rozpustných dusičnanů. Oplachovými vodami se tak do odpadních vod dostává až 10 %, v některých případech až 20 % dusičnanových aniontů dodávaných do procesu moření. Cena ekologické likvidace těchto vod a značná spotřeba čisté oplachové vody vedou ke snaze regenerovat maximum odpadních oplachových vod a zpětně je využít v procesu moření. Využití reverzní osmózy (RO) pro zpracování zředěných odpadních vod z moření nerezových ocelí je publikováno zejména v posledním desetiletí jako důsledek zvýšených požadavků na nezávadnost odpadů a současně na redukci nákladů při současném udržení kvality mořených ocelí [1, 2, 3]. Použitím reverzní osmózy pro regeneraci oplachové vody z moření nerezových ocelí se dlouhodobě zabývali Schmidt et al. [1]. Reverzní osmóza byla aplikována přímo na oplachovou vodu po předfiltraci a byla provozována při teplotě 25 C a tlaku 22 bar. Zpracovávané OV byly poměrně zředěné, vstupní roztok o ph 2,8 2,9 obsahoval 1 g/l Fe, 0,14 g/l Cr, 0,07 g/l Ni, 2 g/l HNO 3 a 1 g/l HF. Rejekce kovů byla > 99 %, rejekce dusičnanů > 95 %. Byl získán permeát s obsahem Cr a Ni < 0,01 g/l, průměrným obsahem fluoridů cca 0,5 g/l a dusičnanů 0,9 g/l (22 % původního množství). Nicméně nízká hodnota ph permeátu nedovolila jeho přímé použití pro oplach a proto byl dále zpracováván na středně bazickém iontoměniči Amberlite IRA67 (terciární amin). Koncentrát s obsahem 19,5 g/l dusičnanů byl dále upravován elektrodialýzou používanou pro regeneraci kyseliny z mořící lázně. Aplikaci RO na neutralizované směsné oplachové vody z moření ocelí uvádí Schoeman [2] a Kim [3]. Před membránový proces bylo v prvním případě zařazeno měkčení sodou pro snížení obsahu vápníku, ve druhé práci byla koncentrace vápníku maximálně 300 mg/l. Práce [2] uvádí 85% regeneraci OV, z původních 90 mg/l bylo v permeátu 2,8 mg/l fluoridů, obsah N-NO 3 byl snížen z 2691 mg/l na 414 mg/l. Jako nejvhodnější membrána pro tento typ vod je uváděna nízkotlaká kompozitní polyamidová membrána s rejekcí dusičnanů 90 99 % pro koncentraci 1000 60 mg/l [3].

Problematika regenerace OV je řešena v rámci projektu zabývajícího se nízkoteplotní chemickou regenerací odpadních mořících kyselin. Cílem práce bylo zhodnotit podmínky aplikace reverzní osmózy na tento typ odpadní vody a vyhodnotit složení vznikajících permeátů a retentátů jako vstupních proudů pro další zpracování. V případě retentátu šlo o prověření možnosti dosažení koncentrace dostatečné pro zařazení do jednotky regenerace kyselin, v případě permeátu o možnost jeho vracení zpět do oplachu. Experimentální část Aplikace reverzní osmózy přímo na chemicky neupravené oplachové vody uváděná v [1] může přinášet problémy jednak z hlediska materiálu zařízení a membrán (ph 1 3, přítomnost fluoridů, volných kyselin), tak i s ohledem na snadný vznik hydrolyzních produktů sloučenin železa v okolí ph 3, které může vést k zanášení membrán. Výhodou by v případě dosažení vysokých koncentrací retentátu byla možnost jeho zařazení přímo do jednotky regenerace odpadních mořících kyselin. Pro účely regenerace OV ve formě permeátu je vhodnější odstranit ionty kovů a fluoridů před reverzní osmózou, kterou je potom zakoncentrováván roztok dusičnanu sodného a/nebo vápenatého. Neutralizace oplachových vod se běžně provádí hydroxidem vápenatým, jejímž výsledkem je potom roztok dusičnanu vápenatého a kal tvořený hydroxidy kovů a fluoridem vápenatým. Obsah kovů v OV po odfiltrování kalu je menší než 1 mg.l -1 a koncentrace fluoridů je menší než 5 mg/l, současně ale tento proces vede k vysoké koncentraci Ca 2+ iontů (v řádu g/l). Vzhledem k nebezpečí tvorby nerozpustných sloučenin vápníku v modulu RO a rovněž uvažovanému dalšímu zpracování retentátu biologickou denitrifikací byla vyvinuta metoda postupného několikastupňového srážení, jejímž výstupem je voda s koncentrací vápníku < 50 mg/l a fluoridů < 50 mg/l. Testy reverzní osmózy byly provedeny s provozní oplachovou vodou upravenou třemi různými postupy. V prvním případě byla použita oplachová voda neutralizovaná postupem využívaným v mořírnách neutralizace hydroxidem vápenatým do ph 9-10 (označení OV-E). Druhý typ vody byl získán postupnou neutralizací (OV-D). Vzniklý kal byl v obou případech oddělen sedimentací. Hodnota ph OV-D a OV-E byla zpětně upravena na 6 6,5 pro minimalizaci tvorby nerozpustných uhličitanů. Třetím typem byla OV s ph upraveným přídavkem NaOH na cca 3 (OV-B), což byla minimální hodnota vyžadovaná z hlediska konstrukčního materiálu zařízení. Před vlastní RO byla zařazena z důvodu ochrany RO membrány mikrofiltrace, která byla prováděna vsádkově na nerezovém tlakovém zařízení FMX s filtrem o velikosti pórů 0,05 µm. Složení upravených OV po mikrofiltraci uvádí tabulka 1. Tabulka 1: Složení upravených OV po mikrofiltraci ph 6,4 6,0 3,0 vodivost ms.cm -1 19,2 17,4 16,9 dusičnany mg.kg -1 12 100 12 200 10 600 fluoridy mg.kg -1 30,2 4,8 2147 Ca mg.l -1 35 4360 20 Cr mg.l -1 < 1 < 1 304 Fe mg.l -1 < 1 < 1 1790 Na mg.l -1 4510 34 3940 Ni mg.l -1 < 1 < 1 154 Testy reverzní osmózy upravené oplachové vody byly provedeny v laboratoři firmy ASIO, spol. s.r.o. Zařízení se skládalo ze zásobní nádrže, vysokotlakého čerpadla a vlastního RO modulu, viz obrázek 1. Testy byly prováděny ve vsádkovém uspořádání s objemem vstupní OV 50 litrů. Pro testy byl použit membránový modul SW30-2540 výrobce FILMTEC Membranes. Kompozitní tenkovrstvá polyamidová membrána byla ve spirálově vinutém modulu uzavřená v tlakovém tubusu. Maximální přípustný tlak zařízení byl 69 bar, maximální teplota 45 C, přípustné rozmezí ph 2 až 10, aktivní plocha membrány 2

2,8 m 2. Membrána byla výrobcem charakterizována jako optimalizovaná pro odsolení mořské vody vzhledem k účinnosti (rejekci) a pracovnímu tlaku. Konstantní teplota byla udržována vodním chladičem s automatickým řízením ponořeným do zásobníku. Výsledky a diskuse Obrázek 1: Zařízení pro reverzní osmózu RO byla provozována ve dvou režimech v ustáleném stavu a do dosažení maximální koncentrace retentátu. Testy byly prováděny při pracovním tlaku 40 a 60 bar a teplotách 25 a 40 C. V každém testu byl v první fází nejprve permeát i retentát recyklován zpět do zásobní nádrže OV a po dosažení neměnných hodnot průtoku a vodivosti permeátu byl tento ustálený režim provozován cca 40 minut. Režim zahušťování byl provozován v testech při tlaku 60 bar, kdy byl po uplynutí 40 minut ustáleného stavu převeden tok permeátu do jímací nádoby a recyklován pouze retentát. Testy v tomto režimu byly ukončeny, když tok permeátu v důsledku vzrůstu osmotického tlaku na straně retentátu prakticky skončil. Ustálený stav Rejekce iontů v ustáleném stavu dosahovaly hodnot obvyklých v technologii čištění vod RO při použití kvalitních polyamidových membrán. V případě neutralizovaných vod OV-E a OV-D byla rejekce v ustáleném režimu téměř ve všech případech na úrovni 99 % a rostla s klesající teplotou a rostoucím tlakem, viz graf 1 a 2. Rejekce iontů u OV-B byla při 25 C a 60 bar pro dusičnany 98,5 %, pro fluoridy 93,3% a pro kovy 99,9 %. 100,00 100,00 % Ri 99,50 % Ri 99,50 99,00 99,00 98,50 98,50 98,00 98,00 97,50 97,00 97,50 NO3- F- Ca2+ Na+ 25 C 40 bar 25 C 60 bar 40 C 40 bar 40 C 60 bar Graf 1: Rejekce iontů pro OV-D 96,50 NO3- F- Ca2+ 25 C 60 bar 40 C 60 bar Graf 2: Rejekce iontů pro OV-E 3

vodivost [µs/cm] průtok [L/min] Vzhledem k vysokým rejekcím iontů, byl v ustáleném stavu získán permeát odpovídající požadavkům na kvalitu oplachové vody. Koncentrace jednotlivých složek v retentátu byly oproti původní odpadní oplachové vodě vyšší pouze o cca 10-20 %. Příklad složení permeátů (P) a retentátů (R) z RO v ustáleném režimu při 25 C a 60 bar uvádí pro všechny typy upravených OV tabulka 2. Tabulka 2: Složení permeátů a koncentrátů v ustáleném stavu, 25 C, 60 bar 25 C, 60 bar P R P R P R ph 5,1 6,5 5,5 6,9 2,6 3,1 vodivost ms.cm -1 0,1 22,1 0,1 19,6 1, 5 17,95 dusičnany mg.kg -1 54,1 14900 43,3 19900 161,3 11900 fluoridy mg.kg -1 0,2 32,8 0,07 4,1 144,2 2136,6 Ca mg.l -1 0,2 45 12,6 3690 0,2 11 Cr mg.l -1 <0,1 <1,0 <0,1 <1,0 0,2 303 Fe mg.l -1 <0,1 <1,0 <0,1 <1,0 2,6 1750 Na mg.l -1 21,6 5450 3,7 344 9,2 4010 Ni mg.l -1 <0,1 <1,0 <0,1 <1,0 0,2 156 průtok % vstupu 19,5 80,5 9,8 90,2 5 95 Režim zahušťování Během postupného zakoncentrovávání retentátu docházelo jednak ke zvyšování vodivosti permeátu a současně ke snižování jeho toku, jak demonstrují grafy 3 a 4. Vstupní objem vzorku pro jeden test byl přibližně 50 litrů, což bylo pro dosažení maximálního zakoncentrování nedostatečné, proto byla v průběhu testu zásobní nádrž průběžně doplňována čerstvou OV, čemuž odpovídají píky v grafech vodivosti a průtoku permeátu. 2500 5,0 2000 4,0 1500 3,0 1000 2,0 500 0 0 0,5 1 1,5 2 doba [h] 40 bar, 25 C 60 bar, 25 C 40 bar, 40 C 60 bar, 40 C Graf 3: Vodivost permeátu při postupném zahušťování OV-D 1,0 0,0 0 0,5 1 1,5 2 doba [h] 40 bar, 25 C 60 bar, 25 C 40 bar, 40 C 60 bar, 40 C Graf 4: Průtok permeátu při postupném zahušťování OV-D Vodivost permeátu od počátku plynule stoupala, jakmile se však přiblížila mezi zahuštění určené rovností pracovního tlaku a rozdílu mezi osmotickými tlaky na obou stranách membrány, nastal její strmý vzestup. Dosažení koncentrace odpovídající rozdílu osmotických tlaků je pouze teoretické, neboť rychlost toku napříč membránou při ní klesá k nule. Při maximálním možném zakoncentrování lze zpět získat cca 85 % oplachové vody (tabulka 2), ovšem za cenu její nízké kvality a rizika zvýšeného zanášení membrány. 4

Tabulka 2: Složení permeátů a retentátů při maximálním zahuštění (25 C, 60 bar) 25 C, 60 bar P R P R P R ph 5,7 7,5 5,5 6,6 2,5 2,6 vodivost ms.cm -1 0,8 99,6 0,21 81,4 1,9 74,9 dusičnany mg.kg -1 430,11 88900 96,67 91000 349,1 64900 fluoridy mg.kg -1 0,39 39,4 0,12 3,6 120,0 6753,3 Ca mg.l -1 0,48 45 32,04 24600 0,4 27 Cr mg.l -1 0,10 1 0,1 <1,00 0,7 1590 Fe mg.l -1 0,10 1 0,1 <1,00 5,8 7370 Na mg.l -1 173,5 30500 6,8 1150 34,9 20300 Ni mg.l -1 0,10 2 0,1 1 0,5 896 permeát % vstupu 86 % 86 % 84 % Testy OV pouze neutralizované na ph 3 (OV-B), která obsahuje vysoké koncentrace iontů železa, potvrdily předpoklad o snadném zanášení membrány vlivem vypadávání hydroxidů železa během zahušťování retentátu. Koncentrace fluoridů a dusičnanů v získaném retentátu navíc nejsou dostatečné pro jeho zařazení do jednotky regenerace kyseliny a retentát proto musí být stejně dále upravován nebo likvidován neutralizací. Reverzní osmóza chemicky neupravené OV tedy není z hlediska regenerace OV výhodná. Závěr Experimentálně byly prověřovány dva režimy reverzní osmózy. V prvním režimu bylo sledováno složení permeátu a retentátu v ustáleném stavu, ve druhém režimu bylo cílem stanovení maximální koncentrace retentátu a současně maximalizace objemu permeátu. V ustáleném stavu byl získán velmi čistý permeát s obsahem 50 150 mg/l dusičnanů a koncentracemi ostatních složek nižšími než 0,5 mg/l. Zjištěné hodnoty rejekce jednotlivých iontů přesahovaly 99,5 % při všech testovaných podmínkách. Objemový průtok permeátu činil při tlaku 40 bar 10 % a při tlaku 60 bar 20 % zpracovávaného množství oplachové vody. Při maximálním dosažitelném zahuštění bylo získáno cca 85 % vody ve formě permeátu, jehož kvalita se ale s postupujícím zahuštěním zhoršovala (rejekce iontů byly nižší, 98-99 %). Vsádkové provedení reverzní osmózy s neutralizovanými oplachovými vodami se jeví zajímavou variantou, vhodnou zejména pro menší mořírny. Poděkování Tato práce byla realizována v rámci projektu řešeného s finanční podporou Ministerstva průmyslu a obchodu České republiky, evidenční číslo projektu je FR-TI3/092. Děkujeme rovněž firmě ASIO spol. s.r.o. za umožnění testů na zařízení RO a za spolupráci při testech. Literatura 1. Schmidt B., Wolters R., Kaplin J., Schneiker T., Lobo-Recio M., López F., López-Delgado A., Alguacil F.J.: Rinse water regeneration in stainless steel pickling, Desalination 211 (2007) 64-71 2. Schoeman J.J., Steyn A., Scurr P.J.: Treatment using reverse osmosis of an effluent from stainless steel manufacture, Wat. Res. 30 (1996) 1979-1984 3. Kim. H., Hwang E.D., Shin W.S., Chio J.H., Ha T.W., Choi S.J.: Treatments of stainless steel wastewater containing a high concentration of nitrate using reverse osmosis and nanomembranes, Desalination 202 (2006) 286-292 5