Technologie pro recyklaci vody

Typ procesu

Fyzikálně chemické procesy

Skupina technologií

Separace nerozpuštěných látek

Název procesu

Hydrocyklon

Popis technologie

Separace nerozpuštěných látek s hustotou větší než je hustota vody pomocí odstředivé síly. Klasický hydrocyklon se skládá z válcové části s protáhlým kónickým dnem. Voda je za zvýšeného tlaku vháněna tangenciálně do válcové části. Tím dochází k tvorbě víru a vzniklá odstředivá síla způsobuje posun částic ke stěnám. Ty se následně gravitačně posouvají z válcové části do kónického dna, kterým vystupují. Odtok vyčištěné vody je zaústěn do středu válcové části.

Pokud voda obsahuje i částice s hustotou menší než voda, odtékají společně s vodou středovým odtokem.

Tohoto principu lze alternativně využít i pro separaci olejů a podobných látek. V tom případě se plovoucí nečistoty hromadí ve středu (odkud odtékají) a vyčištěná voda naopak odtéká spodní částí hydrocyklonu.

Aktuálnost

stávající běžná

Vhodné pro srážkové vody

ne

Typické schéma

Cílené znečištění

Nerozpuštěné látky s hustotou vyšší než je hustota vody, obvykle o průměru 5 - 1000 µm.

Částice musí odolávat střižným silám působícím v hydrocyklonu, nelze takto separovat vločkovité suspenze (např. aktivovaný kal nebo kal po koagulaci).

Typické koncentrace cílového znečištění

Hydrocyklon je schopen pracovat i s vysokými koncentracemi suspendovaných látek (je vhodný pro zahušťování), které se mohou pohybovat ve stovkách až tisících mg/l.

Kritické parametry

Dělící velikost zrna D50 - průměr částic, které jsou odděleny aspoň s 50% účinností. Běžně od jednotek µm výše. Souvisí s průměrem hydrocyklonu. Čím menší průměr, tím menší částice může odstraňovat.

Výkonnost (průtok) souvisí mimo jiné s průměrem hydrocyklonu: čím menší průměr, tím menší výkonnost. Běžně od jednotek do stovek l/s.

hydraulická doba zdržení: sekundy

Dosažitelné koncentrace cílového znečištění

Účinnost až 98 %, nicméně záleží na typu suspenze a způsobu aplikace. Je třeba si uvědomit, že pro návrhový limitní rozměr má hydrocyklon účinnost 50 % (viz parametr D50).

Hygienizační funkce

ne

Investiční náklady

Nízké, nicméně závislé na zvoleném materiálu, velikosti, výkonnosti a požadované účinnosti zařízení. Při průtocích v jednotkách m³/h ceny začínají na stovkách EUR. Při větších průtocích se ceny zvyšují na tisíce i desítky tisíc EUR. Významný podíl na investici mohou představovat čerpadla.

Prostorová náročnost

Kompaktní zařízení, ve srovnání s ekvivalentní sedimentační nádrží je potřeba zlomková plocha.

Bezpečnostní rizika

žádná

Energetická náročnost

Energie je vynakládána na čerpání.

Náročnost na obsluhu

Nízká

Provozní náklady

Spojeny pouze se spotřebou energie pro čerpání.

Chemikálie

žádné

Měření a regulace

kontrola kvality odtoku (stanovení NL₁₀₅, měření zákalu)

Pevné

oddělené nerozpuštěné látky

Vyžadované dočištění

Podle způsobu aplikace. Většinou jako proces mechanického předčištění, takže mohou navazovat další kroky zaměřené na odstranění jak nerozpuštěného tak rozpuštěného znečištění.

Typická průmyslová odvětví

Metalurgický průmysl

Eldridge, R. B. (1998). "Ullman's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Completely Revised Edition Edited by Barbara Elvers, Stephen Hawkins, and William Russey. VCH:  New York. 1995. $14100 (36 volume set). ISBN 3-527-20126-2." Journal of the American Chemical Society 120(41): 10792-10792.

Tchobanoglous, G., et al. (2014). Wastewater engineering: treatment and resource recovery. New York, NY, McGraw-Hill Education.