Technologie pro recyklaci vody

Typ procesu

Fyzikálně chemické procesy

Skupina technologií

Flotace

Název procesu

Tlaková flotace

Popis technologie

Gravitační separace nerozpuštěných látek (pevných i kapalných - např. kapének olejů), kdy částice jsou vynášeny k hladině bublinkami plynu. Na hladině se vytvoří vrstva pěny, která je průběžně odstraňována (mechanicky stírána). Aby došlo k zachycení bublinek na částicích, musí mít částice hydrofobní charakter (tuky, oleje), nebo vločkovitou strukturu, ve které se bublinky zachytí.

V případě vysokých koncentrací nerozpuštěných látek je preferováno uspořádání s recyklem: Plynem je sycena část vyčištěné vody a ta je následně mísena s vodou surovou.

V případě tlakové flotace je flotačním plynem nejčastěji vzduch (Dissoved Air Flotation - DAF). který je nejdříve za zvýšeného tlaku rozpuštěn ve vstupní vodě (nebo její části) a při poklesu tlaku na úroveň atmosférického tlaku následně uvolněn ve formě mikrobublinek o průměru desítek µm.

Alternativně lze použít i jiný plyn (Dissoved Gas Flotation - DGF), např. při bezpečnostních požadavcích na nereaktivní plyn.

Aktuálnost

stávající běžná

Vhodné pro srážkové vody

Pouze při vysoké míře znečištění, v kombinaci s koagulací.

Typické schéma

Cílené znečištění

Nerozpuštěné látky hydrofobního a/nebo vločkovitého charakteru. Přednostně ty, které je obtížné odstranit sedimentací či odloučením na hladině.

Typické koncentrace cílového znečištění

Široce variabilní podle podmínek procesu, způsobu využití a charakteru vstupní vody - od desítek po tisíce mg/l.

Kritické parametry

Velikost generovaných bublinek plynu. Menší umožňují separaci menších částic, na druhou stranu mají menší "nosnost". U tlakové flotace 30 - 100 µm.

povrchové hydraulické zatížení - množství vody přivedené za časovou jednotku na jednotku plochy nádrže, běžně do 5 m³/(m².h), nicméně některá zařízení pracují i s vyššími hodnotami.

hydraulická doba zdržení: V desítkách minut.

Inhibiční vlivy

Teplota vody, která ovlivňuje rozpustnost plynů při sycení. Jako limitní je obvykle uváděno 30 - 35 °C.

Rozpustnost plynů ve vodě také klesá s její rostoucí solností.

Další relevantní parametry

Poměr A/S (air to solids) - množství vzduchu (ev. plynu) na jednotku vyflotovaných látek, obvykle 0,01 - 0,03 kg/kg.

Tlak sycení vzduchem/plynem - 0,3 - 0,7 MPa.

Velikost recyklu: pro vstupní vody 30 - 50 %, pro zahušťování kalů až 300 %.

Látkové zatížení do 10 kg/(m².h)

Dosažitelné koncentrace cílového znečištění

Běžné účinnosti do 85 % bez dávkování chemikálií, až 95 % s dávkováním chemikálií (s koagulací).

Za optimálních podmínek je dosahováno až 99% účinnosti, odtokové koncentrace NL₁₀₅ až 2 - 30 mg/l.

Hygienizační funkce

ne

Investiční náklady

Kompletní instalace (včetně čerpadel, dávkování, …) se pohybují v desítkách až stovkách tisíc EUR.

Prostorová náročnost

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

Bezpečnostní rizika

Pokud voda obsahuje těkavé látky, může dojít k jejich uvolňování.

Energetická náročnost

Dána čerpáním, sycením vzduchem/plynem (kompresor) a stíráním hladiny (případně i dna).

Náročnost na obsluhu

Nízká

Provozní náklady

Dány jednak spotřebou el. energie, jednak použitými chemikáliemi.

Chemikálie

Pokud je proces kombinován s koagulací, jsou používána standardní koagulační a flokulační činidla.

Měření a regulace

měření průtoku

měření množství vzduchu/plynu

kontrola kvality odtoku (stanovení NL₁₀₅, u odpadních vod často také ChSK , BSK₅)

Plynné

Odpadní plyn v případě uvolnění těkavých látek.

Pevné

oddělené nerozpuštěné látky (kal)

Vyžadovaná předúprava

Separace hrubých nečistot, v případě velkého látkového zatížení možnost předřazení gravitační separace (odlučovače, sedimentace).

Vyžadované dočištění

Může být koncovým stupněm čištění, nebo mohou následovat procesy pro další odstranění nerozpuštěného (filtrace, membránová separace) nebo rozpuštěného (biologické procesy, membránová separace) znečištění.

Typická průmyslová odvětví

Potravinářský průmysl Papírenský průmysl Petrochemický průmysl Kafilérie Koželužský průmysl

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.