Membránov nové separační procesy Ing. Zuzana Honzajková VŠCHT Praha, ÚCHOP, Technická 5, 166 28 Praha 6, zuzana.honzajkova@vscht.cz ÚCHOP
Historie MSP 1748 První studie popisující základy membránových jevů - Nollet objevil, že přes prasečí močový měchýř prochází přednostně ethanol, pokud je ponořen z jedné strany do směsi ethanol-voda a z druhé do čisté vody 1846 Schoenbein použití nitrocelulózové membrány V roce 1907 vynalezl Bechhold metodu přípravy syntetické membrány 1927 Sartorius Company komerčně dostupné membrány 1945 dialýza, umělou ledvinou zachráněn první lidský život 1957 oficiálně uznána membránová technologie 1958 první pokroky v odsolování vody
Tlakové membránové separační procesy princip separace proces mikrofiltrace ultrafiltrace nanofiltrace revezní osmóza velikost zachycených částic > 0,1 µm 0,1-0,05 µm 0,01-0,001 µm 0,001-0,0001 µm pracovní tlak 0,2-5 bar 0,3 10 bar 5-15 bar 15-150 bar fyzikálně chemický proces vstup dělen pomocí semipermeabilní membrány na permeát a retentát k udržení toku přes membránu je nutná hnací síla čím menší velikost pórů membrány, tím je potřeba větší pracovní tlak
Princip reverzní osmózy Osmóza Reverzní osmóza
voda monovalentní multivalentní ionty ionty viry bakterie nerozpuštěné látky MIKROFILTRACE ULTRAFILTRACE NANOFILTRACE REVERZNÍ OSMÓZA
Struktura membrán
acetát celulosy
polyamid
Deskový modul membrána permeát vstup koncentrát distanční podložka permeát
Spirálně vinutý modul 7 8 1 5 4 2 3 4 5 6 1 - odtok permeátu, 2 odtok koncentrátu, 3 spacer odvádějící permeát, 4 membrána, 5 spacer pro rozvod vstupu a odvod koncentrátu, 6 - vnější obal, 7 vnitřní perforovaná trubka, 8 tok vstupní vody
Použití MSP Zdravotnictví demi voda, hemodialýza Potravinářství mikrofiltrace mléka náhrada pasterace, ovocné šťávy - zahušťování, filtrace vína Průmysl, energetika demi voda, čištění odpadních vod
Hemodialýza
Ultrafiltrace - džusy koncentrát ovocná šťáva doprava naředění vodou
Vyžití MSP na ÚCHOP Skládkové výluhy Průsakové vody z popílkovišť elektráren Průmyslové odpadní vody Pitná voda
LAB M20
deskový membránový modul LabStak M20
Skládka Všebořice bývalý uhelný důl dvě složiště Poloprovoz čištění skládkového výluhu
Skládkový výluh vysoká solnost (RAS až 10 g/l) složení: převážně SO 4,Cl, CO 3 2, Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+ CHSK 800 mg/l, TOC 200 mg/l obsahuje těžké kovy Produkce cca 100 m 3 výluhu za den
Foto od mary
skládkový výluh Permeát 7000 560 353 12 RAS[mg/l] N amon [mg/l] TOC[mg/l] vodivost[ms/cm] <10 3 <0,5 0,05
Odkaliště, průsakové vody z popílkovíště foto Poloprovoz čištění průsakových vod z popílkovišť
odkaliště
Vložit fotky
Pitná voda Řešení pro zdroje vod které jsou nevhodné pro konvenční úpravny pitné vody
Výsledky mikrobiologického rozboru Ukazatel Vstup Výstup GR61PP Výstup ETNA 01PP Výstup NF45 č. 252/2004Sb. "pitná voda" Escherichia coli [KTJ/100ml] 5500 0 0 0 0 Enterokoky intestinální [KTJ/100ml] 6300 0 0 0 0 Koliformní bakterie [KTJ/100ml] 7700 0 0 0 0 Clostridium perfringens [KTJ/100ml] 300 0 0 0 0 počty kolonií při 22 C [KTJ/100ml] 3860 14 35 38 200
Výsledky chemických analýz Ukazatel Vstup GR 61 ETNA 10 ETNA01 NF270 SU610 NF99 SU710 BW CPA2 NO - 3 [mg/l] 60,9 59,55 57,2 55,2 43,1 41,3 40,9 < 0,5 < 0,5 < 0,5 N-NH 3 [mg/l] 0,63 0,61 0,60 0,59 0,45 0,43 0,4 <0,10 <0,10 <0,10 SO 2-4 [mg/l] 154 115 95,8 61,4 5,6 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 Cl - [mg/l] 91,2 87,9 87,3 76,6 44,8 42,2 37,6 < 1 < 1 < 1 TIC TOC Ca Mg Na K vodivost [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] [ms/m] 52,17 45,6 42,1 45,1 13,58 10,7 6,75 < 0,5 < 0,5 < 0,5 11,75 4,39 4,1 4,27 2,41 2,32 2,30 < 0,5 < 0,5 < 0,5 118 89,9 89,6 70,1 26,1 16,3 12,52 < 0,5 < 0,5 < 0,5 23,4 19,8 19,1 18,2 5,8 2 1,5 < 0,5 < 0,5 < 0,5 86,3 79,3 75,5 58,3 47,5 42,8 37,53 1,6 1,2 1,5 12,4 10,8 10,6 10,6 8,3 7,6 6,15 0,5 < 0,5 0,64 116 107 102 97 34,4 31,9 289 0,58 0,57 0,47 Ultrafiltrace Nanofiltrace Reverzní osmóza
Poloprovoz Hostivice
Schéma zapojení membránového separačního zařízení na lokalitě 1-čerpadlo surové vody, 2-rukávový filtr, 3-pískový filtr, 4-vyrovnávací nádrž, 5- čerpadlo BUCK, 6-dávkování kyseliny, 7-dávkování antiscalantu, 8-dávkovacíčerpadla, 9-membránová separační jednotka, 10-dávkování minerálních látek do permeátu, 11- UV lampa, 12-zásobní nádrž na permeát
Pozor na domácí systémy reverzní osmózy Upravená voda je zbavena všech minerálních látek demineralizovaná vody a jej Závěr studie SZÚ: Demineralizovaná voda pro absenci nebo naprostý nedostatek základních minerálních součástí nemá charakter pitné vody a její pravidelnou konzumaci nebo jednorázovou konzumaci ve větším množství nutno považovat za zdravotně rizikovou až nebezpečnou.
Děkuji za pozornost