Technologie pro recyklaci vody

Typ procesu

Fyzikálně chemické procesy

Skupina technologií

Extrakce

Název procesu

Extrakce

Popis technologie

Extrakce je proces, při kterém se vstupní voda intenzivně míchá se vhodným rozpouštědlem (extrahovadlem, extrakčním činidlem), do kterého separovaný polutant přechází. Polutant musí být podstatně lépe rozpustný v extrakčním činidle než ve vodě. Další nezbytnou podmínkou je co nejnižší mísitelnost a vzájemná rozpustnost vody a extrakčního činidla. Po extrakci se obě fáze (extrakt a rafinát - vyčištěná voda) dělí na základě rozdílných hustot. Vzhledem k tomu, že objem extrakčního činidla je obvykle srovnatelný s objemem vstupní vody, je nutné extrakt dále zpracovat - regenerovat extrakční činidlo, tzn. oddělit ho od extrahované látky. Obecně je extrakce použitelná pouze pokud existuje možnost využití extrahované složky.

Aktuálnost

stávající běžná

Vhodné pro srážkové vody

ne

Typické reaktory a jejich uspořádání

Extrakce se provádí kontinuálně, buď v jednostupňových zařízeních (typ mísič-usazovák) nebo vícestupňových (patrových) extrakčních kolonách.

Typické schéma

Cílené znečištění

Rozpuštěné látky

Typické koncentrace cílového znečištění

Obvykle vysoké - jednotky až desítky g/l.

Kritické parametry

Rozdělovací koeficient - poměr koncentrací separované látky v extraktu a rafinátu.

Inhibiční vlivy

Přítomnost povrchově aktivních látek ve vstupní vodě - ty mohou vést k tvorbě emulzí vody s extrakčním činidlem a bránit účinnému dělení fází.

Další relevantní parametry

pH - ovlivňuje disociaci sloučenin, extrahovat lze pouze nedisociovanou formu.

Teplota - ovlivňuje rozdělovací koeficient.

Dosažitelné koncentrace cílového znečištění

Zbytkové koncentrace značně záleží na množství extrakčního činidla a uspořádání procesu (počet extrakčních stupňů, souproudá nebo protiproudá extrakce), nicméně dočištění po extrakci je v podstatě nutností.

Hygienizační funkce

ne

Investiční náklady

Vysoce variabilní, záleží na charakteru polutantu, požadované účinnosti, způsobu regenerace extrakčního činidla, …). Obecně jsou náklady na extrakci vyšší než u alternativních postupů. Extrakce je ekonomicky přijatelná, pokud lze extrakční činidlo i extrahovanou látku rekuperovat.

Prostorová náročnost

Vzhledem k objemům extrakčního činidla (srovnatelné s objemy vody) a s jeho následnou regenerací je zastavěná plocha značná.

Bezpečnostní rizika

Často práce s velkými objemy organického rozpouštědla.

Energetická náročnost

Kromě spotřeby energie na vlastní extrakci (čerpání, eventuálně míchání) je potřeba počítat se regenerací extrakčního činidla, která může mít např. formu destilace.

Náročnost na obsluhu

Technologie umožňuje vysokou míru automatizace, nicméně vyžaduje kvalifikovanou obsluhu (v podstatě jde o řízení chemického procesu).

Provozní náklady

Spojené se spotřebou energie na extrakci a regeneraci činidla, případně s doplňováním činidla.

Chemikálie

Extrakční činidlo - nejčastěji organické rozpouštědlo

V některých případech kyseliny či zásady pro úpravu pH

Měření a regulace

Průtoky

Teplota

pH

Kontrola kvality odtoku

Plynné

Možné emise par použitého extrakčního činidla.

Vyžadovaná předúprava

Separace nerozpuštěných látek

Vyžadované dočištění

Není koncovou technologií. Kromě zbytkových koncentrací polutantu je voda do určité míry kontaminována použitým činidlem. Následující dočištění může zahrnovat např. stripování nebo adsorpci.

Typická průmyslová odvětví

Chemický průmysl Povrchová úprava kovů Koksárny

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.