Full text

MUNICIPAL WASTE WATER TREATMENT PLANT POLUTANTS REMOVAL
ODSTRANĚNÍ KONTAMINANTŮ Z ODTOKU ČISTÍRNY ODPADNÍCH VOD
Radek Vurm, Zuzana Honzajková, Eva Podholová, Tomáš Patočka, Martin Podhola,
Institute of Chemical Technology Prague, Faculty of Environmental Technology, Technická 5,
166 28 Praha 6, Czech Republic, e-mail: [email protected]
Abstract:
This paper is focused on use of membrane separation processes for the tertiary treatment of municipal
wastewater, especially using the method of ultrafiltration and nanofiltration. Using experiments,
mentioned later, and the results of these experiments, this work should also be evidence about the
appropriateness or inappropriateness of these methods in this field. Paper is also focused on
a comparison of conventional coagulation methods with membrane separation processes.
Keywords:
Waste water, membrane technologies; water treatment, coagulation, drinking water, supply water
Abstrakt:
Příspěvek se zabývá použitím membránových separačních procesů při terciárním čištění komunálních
odpadních vod, zejména pak použitím metody ultrafiltrace a nanofiltrace. Pomocí dále zmíněných
experimentů a výsledků z nich by tato práce měla být také dokladem o vhodnosti či nevhodnosti
použití těchto metod v rámci dané problematiky. Příspěvek je také zaměřen na srovnání konveční
metody koagulace s membránovými separačními procesy.
Klíčová slova:
Odpadní voda, membránové technologie, úprava vody, koagulace, pitná voda, užitková voda
Úvod
Symbolem moderní doby je snaha o znovuvyužívání odpadů v jakékoliv formě. Tento trend se
nevyhýbá ani odpadním vodám, které jsou sice přečišťovány až do kvality, která je legislativně
stanovena, následně jsou však tyto vody bez dalšího užitku vypouštěny do recipientu.
V oblastech s mírným klimatickým prostředím není nedostatek užitkové vody palčivým problémem,
avšak s postupným dospíváním společnosti je jasné, že jakékoliv plýtvání zdrojů není přijatelné.
Z tohoto důvodu je patrné, že v budoucí době nebude prostor pro již zmíněné vypouštění přečištěných
odpadních vod do recipientu, ale právě jejich úprava pomocí moderních technologií na vody o vyšších
kvalitách. Jednou z takových kvalit je voda užitková, která je jasně legislativně definována a musí tedy
splňovat určité standardy. Pro dosažení těchto limitů bude třeba zavést takový terciární stupeň čištění
odpadních vod, který by k dosažení kvality užitkové vody dopomohl.
Koagulace
Principem koagulace je shlukování koloidních a makromolekulárních organických částic do větších
celků. Tyto látky se přirozeně nacházejí ve vodě, případně jsou složkou umělého znečištění a jsou
proti samovolné koagulaci chráněny stabilizujícími mechanizmy. Koagulace je tedy komplexem
několika mechanizmů, při kterých dochází k destabilizaci částic, jehož důsledkem by bylo shlukování.
V praxi se využívají dva hlavní fyzikálně chemické způsoby:
přídavek koloidu s opačným povrchovým nábojem,
změna pH vody.
Pokud do daného disperzního systému nadávkujeme nebo jsme schopni v tomto systému vytvořit
koloidy s opačným povrchovým nábojem, pak dojde k vyrovnání nábojů a začnou vznikat malé
elektroneutrální agregáty, které se budou dále spojovat až do separovatelné velikosti. Na tomto
způsobu je pak založena většina koagulačních činidel, která vyvolávají koagulaci buď přímo, nebo
tvoří hydrolytické meziprodukty, které mají opačný povrchový náboj než koloidní částice.
Důležitým a v praxi sledovaným faktorem pro tento způsob koagulace je pH vody. V závislosti na
koagulantu a jeho funkčním rozmezí pH lze koagulaci rozdělit na koagulaci v kyselém a v zásaditém
prostředí. Typickými koagulanty pro kyselé prostředí jsou soli kovů Fe3+ a Al3+.
Koagulace v zásaditém prostředí vykazuje o trochu vyšší účinnosti pro odstranění těžkých kovů, její
slabou stránkou je však nižší účinnost odstranění organických látek, než se dosahuje v kyselém
prostředí, proto tato metoda nebude dále uvažována.
Membránové separační technologie
Membránové separační procesy zahrnují velice rozsáhlou skupinu procesů a jsou charakteristické tím,
že produkují minimálně dva kvalitativně odlišné proudy.
Jedná se o multidisciplinární technologie, které mohou být využity pro široké spektrum separačních
postupů. Jsou to „čisté“ a energeticky úsporné alternativní technologie k dnes používaným procesům.
Celá technologie pak pracuje na poměrně jednoduchém principu. Vstupní proud, který je označován
jako nástřik, je pod tlakem veden do modulu, ve kterém jsou uloženy membrány. Přes separační
membránu projdou pouze částice menší, než je velikost pórů membrány.
Pro funkčnost celého procesu je nezbytně důležitá hnací síla, která kompenzuje přirozený odpor
membrány, který je kladen na separované složky v toku. Pro vyvolání a udržení separačního procesu
je nutno tento odpor překonat hnací silou. Hnací silou každého membránového procesu je
transmembránový gradient. Jednou z možných hnacích sil je tlakový gradient a procesy, které pracují
na jeho principu, jsou pak tlakové membránové procesy. Tlakové membránové procesy se dělí podle
velikosti pórů membrány a podle velikosti aplikovaného pracovního tlaku na mikrofiltraci,
ultrafiltraci, nanofiltraci a reverzní osmózu.
Metodika
Pro realizaci experimentů ultrafiltrace a nanofiltrace byla použita membránová separační jednotka
LAB M240. Zařízení se skládá ze zásobní nádrže na 50 litrů, pístomembránového čerpadla Wanner
G10XK, s motorem Siemens 1LA7, deskového membránového modulu LabStak® M20 od firmy Alfa
Laval. Pro účely této práce byl modul sestaven ze dvou typů ultrafiltračních membrán GR 61 PP
a ETNA 01 PP a z nanofiltračních membrán NF 270. Dodavatelem membrán je firma Alfa Laval.
Plocha každé membrány je 0,0174 m2, jejich pracovní prostředí se nachází v rozmezí pH 1 - 12 a tlaku
max. 10 bar. Požadovaný pracovní tlak se nastavuje regulací ventilu. Průtok upravované vody je
zajišťován čerpadlem, nastavením frekvenčního měniče na 17- 50 Hz lze volit průtok v rozsahu 5 - 15
l/min. Chlazení modulu a upravované vody zajišťují dva zabudované výměníky tepla na principu
kapalina-kapalina, oba výměníky jsou průtočně chlazeny vodovodní vodou. Regulace teploty se
provádí nastavením průtoku chladicí vody přes výměníky.
Experimentální část
Laboratorní testy byly provedeny se vzorkem vody, který byl odebrán na výstupu z čistírny odpadních
vod pro cca 20000 ekvivalentních obyvatel. Odběr byl proveden časně zrána v den provedení
experimentů. Při odběru byl vzorek odebrán do dvou plastových padesátilitrových barelů a do jednoho
plastového desetilitrového kanystru. Vzorek nebyl do provedení experimentu žádným způsobem
upravován nebo zakonzervován.
Cílem experimentů bylo porovnání účinnosti odstranění kontaminantů pomocí konvenční metody
koagulace s metodou membránových separačních procesů, resp. nanofiltrace a ultrafiltrace,
a posouzení o vhodnosti zařazení membránových separačních technologií pro terciární čištění
odpadních vod.
Experiment koagulace sestával z úpravy vzorku pomocí dávkování šesti různých dávek koagulačního
činidla (K1 - K6) a následné sady testů, která byla totožná i pro permeáty z MSP i pro surový vzorek.
Jako koagulační činidlo byl použit Prefloc, resp. roztok Fe2(SO4)3.9H2O o koncentraci Fe 15 mg.ml-1,
a to v dávkách 2,4 ml, 3 ml 4,5 ml, 6 ml, 7,5 ml a 9 ml vždy do 1,5 l vzorku. Následně byl do každé
kádinky pomocí automatické pipety přidán 1 ml pomocného činidla Praestol 25 40PR. Koagulace
probíhala 5 minut v režimu rychlého míchání a následně 20 minut v režimu pomalého míchání, po
uplynutí této doby byla míchadla vypnuta a vločky tak mohly koagulovat a sedimentovat. V závislosti
na výsledcích TOC vzorků K1 – K6, případně v závislosti na trendu ostatních ukazatelů byly vybrány
tři vzorky, které byly předány na stanovení mikrobiologického znečištění, jejich odběr byl proveden
odlitím kapalné fáze bez makrovloček. Experiment koagulace probíhal při pracovní teplotě 20 °C.
Veškeré nanofiltrační a ultrafiltrační experimenty byly provedeny na separační jednotce LAB M240.
Série experimentů pro každý vzorek sestávala z nanofiltrační separace pomocí deseti nanofiltračních
membrán NF 270 (200 – 300 D), následně z ultrafiltrační separace pomocí osmi ultrafiltračních
membrán Etna 01 PP (1000 D) a konečně z druhé ultrafiltrační separace, které bylo dosáhnuto za
použití šesti ultrafiltračních membrán GR 61 PP (20000 D). Podmínky byly pro všechny separační
experimenty stejné, pracovní tlak byl nastaven na 9 bar a pracovní teplota byla pomocí tepelných
výměníků udržována kolem 20 °C.
Pracovní postup se u všech jednotlivých vlastních experimentů shodoval a probíhal dle následujícího
popisu: Vzorek vody z výstupu ČOV byl před experimenty zbaven nečistot pomocí filtrace, následně
byl odměřen požadovaný objem 16 l a vylit do zásobní nádrže separačního zařízení. Zařízení bylo
uvedeno do provozu a vzorek se nechal cirkulovat bez použití tlaku, dokud se vzorek nevytemperoval
na požadovanou teplotu 20 °C. Po vytemperování vzorku byl nastaven tlak na 9 bar.
Tímto způsobem bylo odebráno celkem 13 litrů permeátu, který byl shromažďován v plastovém
kanystru. Počáteční vzorek byl zakoncentrován s 80% konverzí. Při dvanáctém litru permeátu byl
odebrán vzorek permeátu pro mikrobiologické stanovení.
Výsledky
Vzorky z provedených experimentů byly analyzovány a výsledné hodnoty z těchto experimentů jsou
uvedeny v Tab. 3. V této tabulce pak nejsou uvedeny ukazatele, které byly ve všech vzorcích, včetně
vstupu analyzovány, ale jejich hodnota byla pod mezí stanovitelnosti, tyto ukazatele jsou uvedeny
v Tab. 1, dále je uvedena i detekční mez u všech ukazatelů.
Tab. 1: Souhrn měřených ukazatelů, které byly pod mezí stanovitelnosti
Ukazatel
Cd
Cr
Cu
Pb
Zn
Mn
B
Al
Co
Jednotka Hodnota Ukazatel Jednotka Hodnota
[mg.l-1]
< 0,1
Mo
[mg.l-1] < 0,01
. -1
[mg l ]
< 0,1
Ni
[mg.l-1] < 0,01
[mg.l-1] < 0,05
Se
[mg.l-1] < 0,01
. -1
[mg l ]
< 0,1
V
[mg.l-1] < 0,01
. -1
[mg l ]
< 0,2
As
[mg.l-1] < 0,01
[mg.l-1] < 0,25
NO2[mg.l-1]
< 0,5
. -1
3[mg l ] < 0,25
PO4
[mg.l-1] < 0,25
[mg.l-1] < 0,05
F[mg.l-1]
< 0,1
[mg.l-1] < 0,01
Jedním ze základních parametrů vhodných k porovnání jednotlivých separačních metod je koncentrace
TOC, případně NPOC. Ve všech experimentech se jasně v tomto ohledu osvědčily oba membránové
separační procesy (MSP), přičemž metoda nanofiltrace byla schopna odstranit prakticky veškeré
organické částice.
Budeme-li posuzovat metody dle obecných ukazatelů, jako je CHSKCr, konduktivita a rozpuštěné
látky, pak dojdeme k závěru, který jasně preferuje nanofiltraci jako nejlepší metodu na odstranění
látek ve vodě. Ultrafiltrace dle těchto obecných ukazatelů dosáhla také dobrých výsledků a MSP lze
tedy považovat za lepší technologie než konvenční metodu koagulace, pokud jde o odstranění již
zmíněných ukazatelů.
Koagulačním činidlem byl Fe2(SO4)3, je tedy zřejmé, že v koagulačních separacích se bude
koncentrace síranů i železa zvyšovat v závislosti na dávce koagulantu. Tato skutečnost je jasným
důkazem, že dávkováním koagulantu se ve vodách zvyšuje koncentrace částic obsažených
v koagulantu. Naproti tomu u MSP k tomuto efektu nedochází a zaměříme-li se např. na metodu
nanofiltrace, zjistíme, že velice dobře odstraňuje dvoj- a vícemocné anionty, jako je např. právě
síranový aniont.
Amoniakální dusík byl nejlépe odstraňován při nanofiltraci, lepších výsledků odstranění
amoniakálního dusíku by se dosáhlo pomocí mírného okyselení nástřiku cca na hodnotu 5,5 – 6.
Metoda ultrafiltrace dosahovala podobných účinností v odstranění jako metoda koagulace.
Těžké kovy byly ve vzorcích měřeny, ale jejich koncentrace byla ve všech vzorcích pod mezí
stanovitelnosti, což bylo předpokládáno. Na základě znalosti principu použitých MSP lze
předpokládat, že by nanofiltrace dosahovala vysoké účinnosti odstranění.
Hlavním tématem této práce je znovuvyužívání přečištěné vody z komunálních ČOV, proto je nutné
porovnávat dosažené výsledky s legislativním ustanovením pro užitkové vody, v závislosti na
předpokládaném použití. Například pro využívání přečištěné vody jako zdroje vody pro závlahu
bychom měli porovnat výsledky s normou ČSN 75 7143 Jakost vod pro závlahy. Obecně se za vodu
užitkovou považuje voda, která vyhovuje nařízení vlády č. 23/2011 Sb., o ukazatelích a hodnotách
přípustného znečištění povrchových vod a odpadních vod, náležitostech povolení k vypouštění
odpadních vod do vod povrchových a do kanalizací a o citlivých oblastech. Jednotlivé ukazatele a
mezní hodnoty koncentrací jsou uvedeny v Tab. 2. Pro zajímavost jsou v této tabulce uvedeny i limity
pro pitnou vodu, jedná se o maximální mezní limity, pouze u vápníku a hořčíku je uvedeno
doporučené rozmezí koncentrací, maximální koncentrace není uvedena. Tato stanovení jsou převzata
z vyhlášky č. 252/2004 Sb., kterou se mimo jiné stanovují hygienické limity pro pitnou vodu.
Porovnáme-li výsledky uvedené v Tab. 3 s Tab. 2, dojdeme k závěru, že permeáty z jednotlivých MSP
by vyhovovaly jako vody využívané pro závlahu. Za užitkovou vodu by se tato voda dala považovat,
pokud by byl účinněji odstraněn amoniakální dusík, čehož by mohlo být dosaženo při separaci v mírně
kyselé oblasti. Pokud bychom uvažovali o využívání vod upravovaných koagulací, pak bychom
narazili na několik problémů. Prvním je nepochybně hodnota pH, která se se zvyšující se dávkou
koagulátu snižuje. Hlavním problémem je již samotné koagulační činidlo, se zvyšující se dávkou se
zvyšuje i množství síranů ve vodě a tento ukazatel byl v rámci této série experimentů dodržen pouze
v exp. ČOV A1 pro první tři dávky koagulantu. Metoda koagulace v tomto hodnocení dopadla hůře
než MSP.
Tab. 2: Maximální povolené hodnoty dle jednotlivých legislativních ustanovení
Ukazatel
ČSN 757143
61/2003 pl.z.
252/2004 Sb.
Hodnota Jednotka Hodnota Jednotka Hodnota Jednotka
Konduktivita
—
—
pH
5-8,5
6-8,5
NL 105
—
40
. -1
[mg l ]
1250
[μS.cm-1]
6,5-9,5
. -1
[mg l ]
—
—
RL 105
800
750
TOC
—
10
[mg l ]
5
BSK5
—
3,8
[mg.l-1]
—
CHSKCr
—
26
[mg.l-1]
—
CHSKMn
—
10
Dusitany
—
—
Fluoridy
—
0,8
Chloridy
300
[mg.l-1]
Sírany
250
[mg.l-1]
N-amon
—
. -1
. -1
[mg.l-1]
3
[mg.l-1]
0,5
[mg.l-1]
[mg.l-1]
1,5
[mg.l-1]
200
[mg.l-1]
100
[mg.l-1]
200
[mg.l-1]
250
[mg.l-1]
0,23
[mg.l-1]
—
[mg l ]
Arsen
0,05
[mg l ]
11
[μg l ]
10
[μg.l-1]
Bor
0,5
[mg.l-1]
300
[μg.l-1]
1
[mg.l-1]
Hliník
10
[mg.l-1]
1
[mg.l-1]
0,2
[mg.l-1]
Hořčík
—
150
[mg.l-1]
20-30
[mg.l-1]
Chrom
0,2
[mg.l-1]
18
[μg.l-1]
50
[μg.l-1]
Kadmium
0,01
[mg.l-1]
0,3
[μg.l-1]
5
[μg.l-1]
Kobalt
0,5
[mg.l-1]
3
[μg.l-1]
—
. -1
. -1
. -1
. -1
Mangan
3
[mg l ]
0,3
[mg l ]
0,05
[mg.l-1]
Měď
0,5
[mg.l-1]
14
[μg.l-1]
1
[mg.l-1]
Molybden
0,2
[mg.l-1]
18
[μg.l-1]
—
Nikl
0,1
[mg l ]
20
[μg l ]
20
[μg.l-1]
Olovo
0,05
[mg.l-1]
20
[μg.l-1]
10
[μg.l-1]
Selen
0,02
[mg.l-1]
2
[μg.l-1]
10
[μg.l-1]
Sodík
—
200
[mg.l-1]
Vanad
0,1
Vápník
—
Zinek
1
Železo
10
. -1
. -1
—
[mg.l-1]
18
[μg.l-1]
. -1
—
190
[mg l ]
40-80
[mg.l-1]
92
μg/l
—
[mg.l-1]
1
[mg.l-1]
0,2
[mg.l-1]
[mg.l-1]
Tab. 3: Výsledné hodnoty analytických stanovení vstupu a vzorků koagulace pro ČOV B1
Vzorek
Koagulace
NF
Etna
01
GR 61
[Mmol.l-1]
[μS.cm-1]
[mg.l-1]
[mg.l-1]
[mg.l-1]
[mg.l-1]
[Mmol.l-1]
[mg.l-1]
[mg.l-1]
0
6,7
6,65
1170
779
13,5
7,8
32,1
4,4
8,8
4,5
1
2
3
4
5
6
24
30
45
60
75
90
6,3
6,4 6,45 6,2
6
5,9
5,38 4,76 3,93 3,04 2,3 1,6
1171 1169 1181 1189 1200 1208
780 779 787 792 799 805
68
70
104 132,7 158 203,4
7,3
6,9
5,9 5,3
5,0 5,3
15,4 6,2
6,2 2,8
2,8 6,6
4,4
4,4
4,4 4,4
4,4 4,4
8,3
8,8
7,3 7,0
7,2 6,9
—
—
—
—
—
—
—
7,36
2,43
417
278
0
1,3
< 2,0
1,1
1,9
—
—
7,68
5,86
912
607
0
3,6
< 2,0
3,6
4,0
—
—
7,84
5,95
957
637
0
4,0
< 2,0
3,7
3,8
—
[mg.l-1]
[mg.l-1]
[mg.l-1]
[mg.l-1]
7
192
92
2,6
6,1
263
104
2,6
6
310
83
2,8
5,9
327
83
2,9
5,8
311
70
2,4
5,8
352
65
2,3
5,9
2,72
58
1,3
6,1
117
86
2,2
6,2
140
79
2,2
[mg.l-1]
116
134
141
142
36,6
104
113
Fe
[mg.l-1]
< 0,05
0,06
0,06
0,18
< 0,05
< 0,05
< 0,05
K
Na
Mg
[mg.l-1]
[mg.l-1]
[mg.l-1]
19
70
28
120 124 129
<
< 0,05 0,11
0,05
19
19
19
72
72
73
28
28
28
20
74
29
19
73
31
19
73
31
11,66
50
4,5
16,73
67
24,9
17,4
70
26,6
Ukazatel
Dávka Fe
pH
KNK4,5
Vodivost
RL
NL
CHSKMn
CHSKCr
∑Ca+Mg
NPOC
BSK5
Chem. ukazatele
NO3SO42ClN-NH3
Kovy
Ca
Jednotka
Vstup
[mg.l-1]
6
289
103
2,7
Pro využívání přečištěných vod k jakýmkoliv účelům by bylo třeba eliminovat riziko
mikrobiologického znečištění, zejména pak patogenních organismů. V následujících tabulkách (tab. 4
a tab. 5) jsou zobrazeny výsledky mikrobiologických rozborů vstupu, permeátů z nanofiltrace
a ultrafiltrace a vzorků upravovaných pomocí koagulace.
Tab. 4: Výsledky mikrobiologického rozboru vzorků ČOV B1
Odtok
Perm.
Ukazatel
Jednotka
ČOV B
ETNA
Koliformní bakterie
[KTJ.100 ml-1]
120330
1
Perm.
NF270
0
Perm.
GR
0
Termotolerantní
koliformní bakterie
[KTJ.100 ml-1]
48500
0
0
0
Escherichia coli
[KTJ.100 ml-1]
43520
0
0
0
Intestinální enterokoky
[KTJ.100 ml-1]
6000
0
0
0
Clostridium
perfringens
[KTJ.100 ml-1]
4700
0
0
0
Tab. 5: Výsledky mikrobiologického rozboru vzorků ČOV B1
Ukazatel
Jednotka
Odtok ČOV B
Koag.
3
Koag.
5
Koag.
6
Koliformní bakterie
[KTJ.100 ml-1]
120330
1300
727
614
Termotolernatní koliformní
bakterie
[KTJ.100 ml-1]
48500
680
180
190
Escherichia coli
[KTJ.100 ml-1]
43520
518
179
205
Intestinální enterokoky
[KTJ.100 ml-1]
6000
40
100
130
Clostridium perfringens
[KTJ.100 ml-1]
4700
2
6
10
Jednotlivá mikrobiologická stanovení byla prováděna:
koliformní bakterie a bakterie Escherichia coli – detekce Escherichia coli a koliformů pomocí
metody Colilert®-18/Quanti-Tray®
termotolerantní koliformní bakterie – ČSN 75 7835 Jakost vod – Stanovení termotolerantních
koliformních bakterií a Escherichia coli
intestinální enterokoky – ČSN EN ISO 7899-2 (75 7831) Jakost vod – Stanovení intestinálních
enterokoků – Část 2: Metoda membránových filtrů
Clostridium perfringens – dle postupu uvedeného ve Vyhlášce 252/2004 Sb., příloha č. 6
Tab. 6: Maximální povolené hodnoty dle jednotlivých legislativních ustanovení
ČSN 757143
61/2003 pl.z.
252/2004 Sb.
Ukazatel
Hodnota Jednotka Hodnota Jednotka Hodnota
Koliformní bakterie
100
[KTJ.ml-1]
Intestinální enterokoky
10
[KTJ.ml-1]
—
Escherichia coli
Fek. koliformní bakterie
Clostridium perfringens
10
[KTJ.ml-1]
—
—
Jednotka
0
[KTJ.100ml-1]
1
[KTJ.ml-1]
0
[KTJ.100ml-1]
2
[KTJ.ml-1]
0
[KTJ.100ml-1]
40
[KTJ.ml-1]
—
—
0
[KTJ.100ml-1]
Porovnáme-li tedy výsledky experimentů s hodnotami uvedenými v tab. 6., dojdeme k závěru, že jako
užitkovou vodu bychom z mikrobiologického hlediska mohli považovat permeáty jak z nanofiltrace,
tak i z ultrafiltrace. Tyto permeáty rovněž vyhovují nejpřísnějším limitům, a to hodnotám pro pitnou
vodu, které jsou uvedeny pouze pro srovnání. Voda upravená koagulací, nesplňuje mikrobiologické
limity pro vodu užitkovou.
Závěr
Výše popsané experimenty prokázaly, že membránové separační procesy mají lepší separační účinnost
než konvenční metoda koagulace. Nejdramatičtěji se tento rozdíl projevil při srovnání výsledků
mikrobiologických rozborů, ve kterých jak nanofiltrace, tak i ultrafiltrace dokázaly své vysoké kvality
v odstranění měřených ukazatelů.
Nutností a i velkým problémem koagulace je koagulační činidlo, bez kterého by proces nefungoval.
Jeho dávkováním se do vody přidávají další kontaminanty, což při membránových metodách není
zapotřebí. Koagulantem použitým při těchto experimentech byl síran železitý a výsledná koncentrace
síranů v drtivé většině případů překračovala stanovené legislativní limity.
Jediný problém, který by mohl komplikovat využití permeátu z nanofiltrace nebo ultrafiltrace jako
zdroje užitkové vody, je vyšší obsah amonného dusíku, nežli jsou povolené limity. Výše naměřené
hodnoty koncentrace tohoto ukazatele v permeátech však není nijak vysoká a je pravděpodobné, že by
se minimálně pomocí metody nanofiltrace při experimentování v mírně kyselé oblasti dostala pod
stanovené limity.
Pokud bychom chtěli porovnat metodu nanofiltrace a ultrafiltrace, pak každá má svá pozitiva
i negativa. Nanofiltrace je díky svému mechanizmu schopna zadržovat větší množství kontaminantů
a hodnoty jednotlivých ukazatelů jsou, jak je patrné z experimentů, nižší než u ultrafiltrace. Naproti
tomu tato metoda potřebuje vyšší pracovní tlaky a její permeační výkon dosahuje nižších hodnot než
ultrafiltrace. Je proto nutné volit technologii v závislosti na požadované kvalitě vody.
V rámci této práce nebyla provedena finanční bilance obou metod, která by byla nepochybně silným
argumentem pro danou metodu. Pokud bychom se ale měli rozhodnout pouze na základě těchto
pokusů, pak by lepším řešením pro terciární čištění vod byla metoda nanofiltrace či ultrafiltrace než
metoda koagulace.
Poděkování
Příspěvek byl připraven v rámci výzkumu realizovaného s podporou projektu VG20112015016.
Literatura:
Melzoch K.: Membránové separační procesy, Ústav chemických procesů AV ČR, 2007.
Strnadová, N.; Janda, V. Technologie vody I, 1st ed.; VŠCHT Praha: Praha, 1995.
Zábranská, J. et al. Laboratorní metody v technologii vody, 1st ed.; VŠCHT Praha: Praha, 2007.
Pitter, P. Hydrochemie. 4th ed. Praha: Vydavatelství VŠCHT Praha, 2009. ISBN 978-80-7080-701-9.