Technologie pro recyklaci vody

Typ procesu

Dezinfekční procesy

Skupina technologií

Chemická dezinfekce

Název procesu

Chlornan sodný

Popis technologie

Široce rozšířený postup dezinfekce používaný pro všechny druhy vod. Výhodou je, že se nepracuje s toxickým plynem a vzniká méně toxických chloračních produktů. Kyselina chlorná (a chlornany - ClO^-) má silné oxidační účinky, které jsou důvodem jejích dezinfekčních vlastností (dezintegrace buněčných stěn, změny v permeabilitě membrán, změny buněčné protoplazmy, poškození nukleových kyselin).

Nevýhodou oproti plynnému chloru je vyšší cena (o 50 - 100 %) a fakt, že během skladování se snižuje jeho koncentrace (při 25 °C cca o 10 % za 10 dní, a 30 % za 43 dní).

Chlornan sodný lze generovat elektricky z NaCl rozpuštěného ve vodě, ale dosahuje se relativně nízké koncentrace (cca 0,8 %).

Aktuálnost

stávající běžná

Vhodné pro srážkové vody

ano

Typické reaktory a jejich uspořádání

Chlornan sodný se skladuje a dávkuje ve formě roztoku. Vlastní chlorace probíhá nejčastěji v reaktorech s pístovým tokem (otevřené i uzavřené nádrže) nebo přímo do potrubí. U čistých vod lze dávkovat přímo do potrubí.

Typické schéma

Cílené znečištění

Mikroorganismy všeho druhu.

Typické koncentrace cílového znečištění

Např. pro koliformní bakterie až do 10¹⁰ KTJ/l.

Kritické parametry

Dávka chlornanu sodného se řídí kvalitou odpadní vody a požadavky na výstup a může se pohybovat od 0,1 do 30 mg/l.

Kritická je doba kontaktu, která se typicky pohybuje od 30 do 120 min.

Inhibiční vlivy

Proces je obecně inhibován přítomností redukovaných látek anorganických (Fe²⁺, Mn²⁺, N_amon, S^2-, ...) i organických.

Přítomnost organických látek je problematická vzhledem k tvorbě toxických a zapáchajících chlorovaných produktů.

Další relevantní parametry

teplota a pH upravované vody

Dosažitelné koncentrace cílového znečištění

Podle dávky Cl (0,01 - 30 mg/l) a kvality vstupní vody lze dosáhnout až méně než 2 KTJ/100 ml (koliformní bakterie). Pro znečištěné proudy lze dosáhnout horších výsledků (městské odpadní vody - 16-30 KTJ/100 ml, odtok z aktivace - 13 - 17 KTJ/100 ml).

Hygienizační funkce

ano

Investiční náklady

Investičně relativně nenáročné.

Prostorová náročnost

Odvíjí se od potřebné doby kontaktu (30 - 120 min).

Bezpečnostní rizika

NaClO je silně korozivní látka se silnými oxidačními účinky.

Energetická náročnost

Energetické nároky jsou minimální pokud se dávkuje roztok NaClO (nutné může být chlazení). Relativně energeticky náročná je elektrolytická in-situ výroba chlornanů z NaCl.

Náročnost na obsluhu

Náročné je splnění bezpečnostních předpisů, jinak je řízení relativně jednoduché a dobře automatizovatelné.

Provozní náklady

Ve srovnání s Cl₂ o 50 až 100 % vyšší cena činidla, ale výrazně nižší nároky na potřebnou techniku a bezpečnostní opatření.

Chemikálie

Roztok NaClO, dechlorační činidla (HSO₃^-, Na₂SO₃), pitná voda.

Měření a regulace

Dávka NaClO je on-line řízena průtokem vstupní vody. Dávka dechloračního činidla je určována na základě měření koncentrace volného chloru na výstupu.

Vyžadovaná předúprava

Čím je nižší koncentrace organických látek a redukovaných anorganických látek, tím je chlorace účinnější.

Vyžadované dočištění

Dechlorace by měla být součástí zařízení. Pokud vznikají chlorované produkty, je třeba je odstranit (např. adsorpcí).

Typická průmyslová odvětví

Všechna

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