Technologie pro recyklaci vody

Typ procesu

Fyzikálně chemické procesy

Skupina technologií

Odparky/destilace

Název procesu

Odparky/destilace

Popis technologie

Destilace je proces, při němž jsou složky roztoku odděleny odpařením a následnou kondenzací. V případě čištění a opakovaného využití vstupních vod je odpařovanou složkou právě voda. Cílem procesu je snížení objemu (zakoncetrování) znečištění a/nebo získání vody vhodné pro recirkulaci.

Díky značné technické a a většinou i energetické náročnosti se odpařování/destilace vstupních vod omezuje na případy, kdy jsou alternativní postupy extrémně náročné nebo neexistují vůbec. Další důležitou podmínkou je vhodný (ekonomicky přijatelný) zdroj tepla.

Aktuálnost

stávající high-tech

Vhodné pro srážkové vody

ne

Typické reaktory a jejich uspořádání

Existuje řada odparek pracujících s různými zdroji tepla a v různých tlakových režimech, jedno i vícestupňových. Cílem je především co nejefektivnější využití dodaného tepla. Pro zvýšení účinnosti pracují s využitím tepla kondenzátu a předehřevem vstupující vody. Jedním ze způsobů, jak snížit energetické nároky je odpařování/destilace za sníženého tlaku (vakua).

Typické schéma

Cílené znečištění

Veškeré znečištění rozpuštěné, někdy i nerozpuštěné, které netěká s vodní parou.

Typické koncentrace cílového znečištění

Obvykle vysoké - jednotky až desítky g/l.

Kritické parametry

Obsah těkavých látek: pokud voda obsahuje látky, které budou při destilaci přecházet do plynné fáze, je třeba je odstranit před destilací, snížit jejich těkavost (např. úpravou pH), nebo dočistit kondenzát.

Inhibiční vlivy

Obsah látek korozivních (např. vysoké koncentrace chloridů): klade nároky na materiál odparky.

Pěnotvorné látky: nadměrná tvorba pěny může narušit proces.

Obsah látek inkrustujících: tvorba inkrustací zhoršuje přestup tepla.

Další relevantní parametry

teplota, tlak

Dosažitelné koncentrace cílového znečištění

Účinnost může dosáhnout i 99 %

Hygienizační funkce

ano

Investiční náklady

Ve srovnání s jinými technologiemi vysoké. Záleží na objemu i složení (agresivitě) vstupní vody. Lze očekávat částky stovek až tisíců EUR na l/h čištěné vstupní vody.

Podle typu odparky se běžné ceny mohou, v závislosti na typu odparky, pohybovat od 20 000 do statisíců EUR.

Prostorová náročnost

Záleží na velikosti a typu zařízení: od kompaktních jednotek po velké systémy náročné na plochu.

Bezpečnostní rizika

Pára o vysoké teplotě, případně i vysokém tlaku - podle typu odparky.

Energetická náročnost

Jeden z energeticky nejnáročnějších procesů díky dodávce tepla pro odpaření vody. Nicméně záleží na konkrétním provedení odparky.

Náročnost na obsluhu

Systém umožňuje velkou míru automatizace.
Je nutná pečlivá  kontrola procesu a schopnost vyhodnotit data z něj.
Záleží i na typu a velikosti zařízení.

Provozní náklady

Vysoké, spojené s dodávkou tepla. Nicméně záleží na konkrétním provedení odparky a použitém zdroji tepla.

Chemikálie

V některých případech kyseliny či zásady pro úpravu pH, někdy odpěňovače.

Měření a regulace

tlak, teplota, kvalita odtoku (TOC, pH, konduktivita)

Kapalné

Koncentrát po destilaci: pokud ho nelze recyklovat, musí být vhodným způsobem zlikvidován (např. spálením).

Pevné

Odparky jsou někdy provozovány jako tzv. technologie ZLD (Zero Liquid Discharge) - technologie s nulovým kapalným odpadem, kdy voda je recirkulována a pevný zbytek po odpaření je buď také dál zpracován a využit, nebo likvidován jako tuhý odpad.

Vyžadovaná předúprava

V některých případech úprava pH, dávkování odpěňovače, podle typu odparky separace nerozpuštěných látek.

Vyžadované dočištění

Je nutné ochlazení.

Další čištění pouze pokud do kondenzátu přešly těkavé složky, nebo má-li sloužit pro výrobu ultračisté vody. V takových případech je možné navázat stripováním, adsorpcí, …

Typická průmyslová odvětví

Chemický průmysl Petrochemický průmysl Farmaceutický průmysl Textilní průmysl Odsolování vody Energetika

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.