Technologie pro recyklaci vody

Typ procesu

Fyzikálně chemické procesy

Skupina technologií

Adsorpce

Název procesu

Adsorpce

Popis technologie

Při adsorpci dochází k zachycení rozpuštěného znečištění na povrchu pevné látky - tzv.  adsorbentu.  Což je obecně látka s velkým specifickým povrchem. Po vyčerpání jeho kapacity musí být adsorbent nahrazen novým. Vyčerpaný adsorbent je zlikvidován nebo regenerován.

Aktuálnost

stávající high-tech

Vhodné pro srážkové vody

ano

Typické reaktory a jejich uspořádání

Nejrozšířenějším adsorbentem v čištění vstupních vod je aktivní uhlí, ale používají se i materiály na bázi polymerů nebo adsorbenty anorganické.

Adsorpce může být provozována vsádkově i kontinuálně.

Podle formy adsorbentu se v kontinuálním uspořádání používá míchání práškového adsorbentu s vstupní vodou s jeho následnou separací (sedimentace, filtrace), nebo průtok vody přes vrstvu granulovaného adsorbentu. V prvním případě zařízení sestává z míchaného reaktoru a separačního stupně, ve druhém adsorbent tvoří náplň kolony.

Aplikaci práškového adsorbentu lze kombinovat i s koagulací nebo biologickým čištěním (konkrétně aktivačním procesem), kdy se adsorbent stává součástí kalu.

Typické schéma

Cílené znečištění

rozpuštěné organické a anorganické sloučeniny

Typické koncentrace cílového znečištění

Adekvátní ke kapacitě daného adsorbentu. Obvykle od desetin až po stovky mg/l.

Kritické parametry

Adsorpční kapacita: vyjadřuje se jako hmotnost zachycené látky na jednotku adsorbentu (mg/g).

Je ovlivňována řadou faktorů: vlastnostmi adsorbentu i adsorbované látky, pH, teplotou i celkovým složením vstupní vody. Je nutné ji stanovit experimentálně.

Inhibiční vlivy

Obecně kompetice různých látek ve směsi.

Další relevantní parametry

Specifický povrch adsorbentu v m²/g. Např. pro aktivní uhlí se pohybuje v rozmezí 400 - 1800 m²/g.

Pórovitost (objem pórů) adsorbentu: v desetinách cm³/g

Sypná hmotnost adsorbentu: ve stovkách kg/m³

Velikost zrn adsorbentu

Adsorpční kolony jsou charakterizovány dalšími parametry, jako jsou rozměry, výška a hmotnost lože, průtok, povrchové hydraulické zatížení 

Dosažitelné koncentrace cílového znečištění

Podle způsobu aplikace se účinnost odstranění cílového znečištění pohybují v širokém rozmezí 50 - 99 %.

Hygienizační funkce

Ne, naopak v některých případech se granulovaný adsorbent může stát nosičem mikroorganismů.

Investiční náklady

Značně variabilní. Záleží na čištěných objemech, množství odstraňovaného znečištění, způsobu aplikace adsorbentu (míchaný reaktor s následnou separací oproti náplňové koloně).

Prostorová náročnost

Obecně záleží na upořádání procesu a objemu čištěné vody.

Energetická náročnost

Záleží na uspořádání procesu, obecně je spotřeba energie u kolon nižší než u míchaných reaktorů.

Náročnost na obsluhu

Nízká

Provozní náklady

Kromě elektrické energie jsou hlavní náklady spojeny s výměnou a regenerací/likvidací vyčerpaného adsorbentu.

Chemikálie

Adsorbent

Měření a regulace

Průtok, kvalita odtoku

v případě adsorpčních kolon tlaková ztráta

Pevné

Vyčerpaný adsorbent, který je buď regenerován (možné v podstatě pouze pro některé granulované materiály), nebo likvidován jako (nebezpečný) odpad.

Vyžadovaná předúprava

Separace nerozpuštěných látek, zejména u adsorpčních kolon.

Vyžadované dočištění

Typicky koncová technologie, v případě použití práškového adsorbentu je nutná důsledná separace nerozpuštěných látek.

Typická průmyslová odvětví

Chemický průmysl Povrchová úprava kovů

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

Cheremisinoff, N. P. (2002). Handbook of water and wastewater treatment technologies. Boston, Butterworth-Heinemann.

Davis, M. L. (2011). Water and wastewater engineering: design principles and practice. New York, McGraw-Hill.