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/m3) 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 CHSKCr BSK5 NL Zákal E. Coli Viry–stupeň odstranění N-NH4+ Ncelk
Jednotka mg/l mg/l mg/l NTU KTJ/100 ml %
MBR < 20 <3 <1 < 0,1 < 10 99,99 %
mg/l mg/l
1 10
10
Dosažitelné výstupní parametry MBR Mikrobiologické parametry odtoků ČOV s MBR Datum odběru Označení (zahájení) vzorku
Intestinální Escherichia coli enterokoky ČSN TNV 757835 EN ISO 7899-2
Termotolerantní koliformní bakterie
Koliformní bakterie TNV 757837
Somatické kolifágy
Salmonely
7.9.2010
Odtok MF
KTJ/1 ml <0,10
KTJ/1 ml <0,10
KTJ/1 ml <0,10
KTJ/1 ml <1,00
PTJ/ml <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 - 1 000 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, BSK5 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/m3 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 Odtok za Redukce v % dosazovací membránovou nádrží filtrací
CHSKCr
mg/l
35
20
43%
BSK5
mg/l
6,5
2,5
54%
Zákal
NTU
-
< 0,1
-
Ptot
mg/l
0,6
0,06
90%
E. Coli
KTJ/100 ml
200 000
< 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
[email protected] [email protected] www.envi-pur.cz
[email protected]
32
