Recyklace průmyslových a komunálních odpadních vod

Potenciální recyklace odpadní vody závisí na složení vody. Z hlediska zhodnocení nezávadného stavu se sledují zejména dva parametry:

• - přítomnost patogenů
• - přítomnost těžkých kovů a zvýšená salinita vody

Aplikace membránových technologií

Membránové technologie jsou dnes již zavedenou technologií, uplatňující se u komunálních i domovních ČOV včetně čištění vod průmyslových. V Evropě se stává standardem, že membránové technologie jsou technologií (BAT) používanou na čištění komunálních vod v citlivých oblastech.

Na membránové technologie se dá pohlížet dvěma způsoby, jako na doplněk stávajícího způsobu čištění nebo jako na zcela nový prvek. Membránová technologie tak může být i základem celého nového schématu ČOV při minimalizaci prostorových nároků nebo za účelem zvýšení výkonu bez nutnosti navýšení objemů.

Aplikace membránových technologií při čištění průmyslových vod slouží pak vedle čištění odpadních vod i k získávání cenných surovin z vody nebo jiných médií. Zde se skrývá obrovský potenciál pro membránové technologie, neboť umožňují získávat ekonomicky hodnotné podíly jak pevné, tak kapalné fáze a zároveň jsou ekonomicky zajímavou alternativou i oproti biologickým a chemickým způsobům čištění.

1.1 Získávání užitkové vody z komunálních vod pomocí membránových technologií

Pod pojmem membránové technologie si můžeme představit technologie založené na biologickém čištění se separačním stupněm tvořeným membránami. Jedná se tedy o klasickou biologickou čistírnu, u níž je dosazovací nádrž nahrazena membránovou vestavbou, umístěnou přímo v aktivaci nebo samostatném stupni za aktivací. Není tedy třeba dosazovací nádrž a aktivace může v ideálním případě ušetřit až 70% objemu oproti dnes standardně navrhovaných ČOV. Nezanedbatelným efektem je i to, že voda je zároveň hygienicky zabezpečená.

Úroveň hygienického zabezpečení

Uvádí se, že úroveň hygienického zabezpečení odtoku z membránových modulů je dostatečná na to, aby se vyčištěná voda mohla používat i jako voda užitková, tj. např. i na sprchování a koupání osob. V praxi takovému použití brání spíše subjektivní pocity, ale tam, kde je vyčištěná voda vracena ke spotřebiteli rozvodem užitkové vody, tj. spotřebitel přímo nevidí souvislost s odpadní vodou, s takovým využitím problém není, viz zkušenosti z Austrálie nebo Japonska, kde je recirkulace u některých velkých hotelů přímo nařízená místními předpisy.

Úroveň hygienického zabezpečení byla prověřena i v našich podmínkách. Jak na modelovém zařízení s deskovými membránami provozovaném na VŠCHT v Praze, tak i na námi provozovaných a realizovaných čistírnách byly naměřeny následující hodnoty, které jsou pro zajímavost a pro srovnání v  Tab.1 uvedeny spolu s hodnotami požadovanými  pro pitnou vodu (vyhláška č. 252/2004 Sb.) a pro vodu závlahovou (ČSN 757143).

Tab.1:  Výsledky mikrobiologických rozborů na odtoku z membrán a srovnání s nejvyššími mezními hodnotami pro pitnou a závlahovou vodu

Vysvětlivky k tabulce:

¹ - KTJ v 1 mL; ² - KTJ v 10 mL; ³ - KTJ v 50 mL; ⁴ - KTJ ve 100 mL

KTJ - kolonie tvořící jednotka; NMH - nejvyšší mezní hodnota; MH - mezní hodnota

PV1 - Příloha 1 vyhlášky 252/2004 Sb. o mikrobiologických ukazatelích pitné vody a jejích hygienických limitů

PV2 - Příloha 3 vyhlášky 252/2004 Sb. o mikrobiologických ukazatelích teplé vody pro účely osobní hygieny zaměstnanců a jejích hygienických limitů

ZV1,2,3 - Nejvyšší přípustné hodnoty biologických ukazatelů jakosti dle ČSN 757143 vody I.třídy (voda vhodná pro závlahy), II.třídy (voda podmíněně vhodná pro závlahy), III.třídy (voda nevhodná pro závlahy)

VŠ - výsledky modelu na VŠCHT

A1,2,3 - membránové čistírny odpadních vod dodávané a provozované firmou ASIO, spol. s r.o.

Použití membrán na domovních čistírnách - příklad recyklace v malém

Původně měla být právě oblast domovních čistíren dominantní pro využití membrán. Recyklace vod byla logickým řešením především pro malé zdroje a lokality. S membránami se  tak setkáme jako s obvyklým řešením čištění v citlivých oblastech, na lokalitách s vypouštěním do stojatých vod, vod určených k rekreaci, na lodích jak říčních, tak i námořních, nebo třeba na horských chatách.

Použití membránových technologií ve velkém

Čím větší ČOV, tím ekonomičtější je použití membrán. Ke zlevnění přispívají i nové konstrukce membránových vestaveb. Z tohoto důvodu pomalu přestává platit tvrzení, že membránové technologie se vyplatí jen tam, kde se uvažuje s využitím vyčištěných vod. Další poklesy cen v začátku roku 2009 ukazují, že membrány budou konkurenční technologií i k dnešním klasickým technologiím.

Obr. 2:  Membránová vestavba dodávaná firmou ASIO, spol. s r.o. pro velké ČOV (bude umístěna na stánku firmy na WATENVI 2009)

1.2 Získávání pitné vody z komunálních vod pomocí membránových technologií

Řešení, kdy se odpadní voda použila přímo na výrobu pitné vody, existují, ale z důvodů pocitových se prozatím rozšíření tohoto způsobu nepředpokládá. Spíše lze očekávat řešení obdobná jako u často uváděného příkladu pro Wulpen v Belgii (membrány a infiltrace).

1.3 Získávání užitkové vody z vod průmyslových pomocí membránových technologií

V oblasti průmyslových odpadních vod se nejčastěji znovu využívají vody, u kterých nevyžadujeme kvalitu pitné vody a tuto vodu pak používáme na chlazení nebo jako procesní vodu. Například v Austrálii je na základě poloprovozních testů prováděn návrh předčištění chladících vod v mnoha továrnách pomocí mikrofiltračních membránových modulů. Často používaným řešením je využití membrán k čištění vod z prádelen. Tyto systémy umožňují až 80 % recyklaci vod.

1.4 Získávání ekonomicky zajímavých produktů z odpadních vod pomocí membránových technologií

Jiný pohled na recyklaci odpadních vod dávají membránové aplikace, kdy není hlavním předmětem zájmu vyčištěná odpadní voda, ale získaný pevný podíl. Nicméně s recyklací odpadních vod to úzce souvisí, protože vyčištěná voda lze přinejmenším jako procesní nebo chladící voda znovu využít. Příkladem takovéto technologie je například technologie FMX - novinka firmy ASIO, spol. s r.o..

Technologie FMX je ekonomičtější řešení než běžné membránové technologie a umožňuje využít membránovou separaci i pro filtraci látek s velkou hustotou a viskozitou. Zároveň díky inovačnímu řešení bránícímu ucpávání membrán jsou výrazně nižší provozní náklady na chemické čištění membrán a výrazně se prodlužuje i jejich životnost.

Slibnou aplikací je recyklace různých drahých nebo těžkých kovů. Několik realizací lze nalézt i ve farmaceutickém průmyslu, dále při znovuzískávání nátěrových pigmentů, znovuzískávání cenných surovin, např. methylcelulózy, při výrobě bionafty, v potravinářském průmyslu (pivovarský, koření, ocet, atd.).

V oblasti klasického čištění odpadních vod je nejvíce aplikací na jatkách, při zahuštění nebo odvodnění kalu, ale především u bioplynových stanic, kde se pomocí dvoustupňové separace (ultrafiltrace a reverzní osmóza) získávají dva hodnotné produkty - hnojivo a vyčištěná odpadní voda kvality destilované vody.

Z dalších aplikací nesouvisejících již s odpadní vodou lze vybrat zejména recyklaci odpadních olejů, jíž se podniky obvykle obtížně jako odpadu zbavují. Pomocí FMX technologie se odpadní oleje vyčistí a získá se recyklovaný produkt, jež lze opětovně využít nebo prodat.

Obr. 3: Technologie FMX  - novinka dodavatele ASIO, spol. s r.o.

3. Závěr

Recyklace vod a získávání surovin z odpadních vod pomocí membrán bude nabývat na významu a ASIO, spol. s r.o. se na to poctivě připravuje jak po stránce odborné, tak i po stránce dodavatelské. Nabízíme Vám pomoc při řešení návrhu a řešení konkrétních situací.

Ing. Karel Plotěný
ASIO, spol. s r.o.
Tuřanka 1, P.O.Box 56, 627 00 Brno
tel. +420 548 428 111 ,fax.: +420 548 428 100
www.asio.cz,e-mail:asio@asio.cz