Technologie pro recyklaci vody

Typ procesu

Fyzikálně chemické procesy

Skupina technologií

Separace nerozpuštěných látek

Název procesu

Sedimentace

Popis technologie

Čistě gravitační separace nerozpuštěných látek s hustotou vyšší než je hustota vody a s dostatečnou sedimentační rychlostí. Při dostatečné době zdržení v nádrži se pevné částice usadí na dně jako vrstva kalu, který je pravidelně odtahován a dále zpracován. Pokud voda obsahuje i látky vzplývající (s hustotou menší než je hustota vody), je třeba zajistit stírání hladiny a odtah i těchto látek.

Sedimentace může být provozována vsádkově (semikontinuálně pro malé objemy vstupních vod a/nebo extrémní kolísání průtoků)), nebo kontinuálně (v průtočných nádržích pro větší průtoky).

Design sedimentačních nádrží musí odrážet i charakter usazované suspenze: zda je tzv. flokulující (tvořící vločky, např. kal po koagulaci či aktivovaný kal), nebo zrnitá (částice nemění svůj tvar a velikost, např. jílové částice).

Kapacitu nádrže z hlediska průtoku lze zvýšit pomocí tzv. lamelových vestaveb.

Aktuálnost

stávající běžná

Vhodné pro srážkové vody

Pokud již došlo ke splachu nerozpuštěných látek.

Typické reaktory a jejich uspořádání

Obvykle kontinuálně provozované, gravitačně protékané nádrže:

• Pravoúhlá horizontálně protékaná nádrž
• Kruhová (radiální) horizontálně protékaná nádrž
• Kruhová či čtvercová vertikálně protékaná nádrž

Typické schéma

Cílené znečištění

Nerozpuštěné látky s hustotou vyšší než je hustota vody a dostatečnou sedimentační rychlostí (běžně ≥ 0,5 m/h)

Typické koncentrace cílového znečištění

stovky mg/l až jednotky g/l

Kritické parametry

povrchové hydraulické zatížení - množství vody přivedené za časovou jednotku na jednotku plochy nádrže: běžně 0,5 - 2,5 m³/(m².h)

hydraulická doba zdržení: Typicky 1 - 2,5 h

Další relevantní parametry

Teplota vody: při rozdílu teplot mezi přitékající vodou a samotnou nádrží může docházet k teplotní stratifikaci a snížení účinnosti procesu.

Celkové složení vody: Např. při kombinaci usaditelných látek a látek lehčích než voda (ropných) může dojít k tvorbě neusaditelných konglomerátů.

Dosažitelné koncentrace cílového znečištění

Podle charakteru nerozpuštěných látek a způsobu využití (předčištění nebo koncový stupeň) se účinnost pohybuje v rozmezí 60 - 90 %.

U dosazovacích nádrží se koncentrace NL₁₀₅ může pohybovat okolo 5 - 35 mg/l.

Hygienizační funkce

ne

Investiční náklady

Odvíjí se od velikosti a počtu nádrží, materiálu (beton, plast, ocel) a typu konstrukce (zapuštěné, nad úrovní terénu). S rostoucím objemem náklady na 1 m³ objemu klesají. Typicky v desítkách až stovkách EUR na m³.

Další náklady jsou spojené s vybavením nádrží (odtah kalu, stírání hladiny, odtok vyčištěné vody).

Prostorová náročnost

Zastavěná plocha se odvíjí od průtoku vstupní vody - viz. parametr povrchové hydraulické zatížení. V některých případech lze náročnost na prostor zmenšit etážovým uspořádáním (v podstatě 2 nádrže nad sebou) nebo lamelovými vestavbami.

Bezpečnostní rizika

Prakticky žádná, teoreticky možnost utonutí ve velkých nádržích.

Energetická náročnost

Nízká. U gravitačně protékaných nádrží v podstatě pouze energie na odstraňování usazeného kalu, případně stírání hladiny.

U semikontinuálních (dekantačních nádrží) energie pro čerpání samotné vody.

Náročnost na obsluhu

Minimální, stačí krátké zaškolení. Stěžejní je schopnost kontroly kvality odtoku a sedimentačních vlastností separované suspenze.

Provozní náklady

Pro samotnou sedimentaci dány především spotřebou elektrické energie (odtah kalu, čerpadla).

Další přidruženou položkou je zpracování/likvidace vzniklého kalu.

Další náklady nepřímo spojené se sedimentací souvisí s nakládáním se vzniklým kalem.

Chemikálie

U klasické sedimentace žádné, nicméně účinnost sedimentace může být zvýšena přídavkem koagulačních a/nebo flokulačních činidel (viz technologie koagulace).

Měření a regulace

Stěžejní je měření průtoků a obsahu NL₁₀₅ na vstupu a výstupu.

Pevné

Oddělené nerozpuštěné látky. V první fázi se jedná o tekutý kal, který může být dále zahušťován a odvodňován, případně dále zpracováván.

Vyžadovaná předúprava

V některých případech odstranění hrubých nečistot.

Vyžadované dočištění

V případě vysokých požadavků na zbytkové koncentrace NL₁₀₅ je možné zařadit další stupeň, např. filtraci.

V závislosti na umístění sedimentační nádrže v čistírenské lince může následovat odstranění rozpuštěného znečištění.

Typická průmyslová odvětví

Všechna odvětví vyžadující odstranění nerozpuštěných látek

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.