Čištění odpadních vod

Odpadní vody jsou znečištěny stále komplikovanějšími škodlivinami. Současně se ale musí zvyšovat kvalita vyčištěné vody. Specialisté Siemens Water Technologies a C orporate Technology stále hledají efektivní metody čištění, které navíc šetří náklady. Do kanalizace odchází odpad z domácností, potravinářského průmyslu, průmyslu i dešťová voda, splachující bláto i kejdu. To je enormní výzva pro čistírny. Nároky stoupají vzhledem k přísným ekologickým standardům i narůstajícímu zdravotnímu povědomí. ČOV mají komplexně odstraňovat škodliviny, pracovat s nízkými náklady, menšími nároky na prostor a mají produkovat co nejméně odpadu. Inovativní a pokrokové jsou dnes např. vodní pračky. Příspěvkem Siemens Water Technologies v tomto směru jsou např. MiniJet – membránové bioreaktory nebo čistě biologická metoda – Cannibal proces, která značně redukuje čistírenské kaly. Čistírenské kaly obsahují především zbytky bakterií z procesu čištění. Podle obsahu škodlivin a bakterií mohou být zahuštěné a vysušené kaly využívány jako hnojivo nebo musí být ukládány na deponie. Náklady na manipulaci a zpracování čistírenských kalů, na jejich transport a deponování v posledních letech extrémně rostou. Díky žravým bakteriím v Cannibal- procesu se dá množství čistírenských kalů v porovnání s konvenčními metodami redukovat o 90 až 95 %. Metoda využívá žravosti nejrůznějších bakterií, které likvidují organické součásti odpadních vod, přičemž kromě vody vzniká jen oxyd uhličitý. Z dočišťovacích nádrží jsou kaly nejprve čerpány do speciálního zařízení, v němž jsou oddělovány všechny biologicky obtížně odbouratelné nebo zcela neodbouratelné součásti – např. písek, vlasy, buničina, plasty – oddělovány jemnými síty a tzv. hydrocyklonem. Nestravitelné součásti mohou být bez problémů ukládány na skládku. Největší část zbývajícího kalu přejde zpět do aktivačních nádrží, zbytek je čerpán s malým množstvím kyslíku do bioreaktoru. Tam odumírají všechny aerobní bakterie. Místo nich se fakultativně rozmnožují anaerobní bakterie, která využívají kyslík, ale bezpodmínečně ho nepotřebují. Potom je obsah nádrže přečepáván do aktivační nádrže, kde se znovu daří aerobním kmenům, zatím co konkurence zvolna odumírá. Vzniká rovnováha mezi růstem a zánikem. Usazeniny se nehromadí a zařízení může být čištěno pouze příležitostně. Je nutné odstranit některé extrémně jemné částice z modulu oddělovače. Typické zařízení může denně zpracovat 5,6 milionů litrů, což odpovídá množství odpadních vod od 15 000 občanů. Stávající zařízení může být doplněno příslušenstvím pro metodu Cannibal. Prosadila se i další novinka. Voda a pevné látky nejsou v dočišťovacích nádržích oddělovány vlastní tíhou, ale pomocí membrán. Ty jsou umístěny zpravidla přímo v aktivačních nádržích. V membránových bioreaktorech mohou být využívány všechny bakterie, které čistí co nejefektivněji. Biologické čištění se dá optimalizovat nezávisle na problematice usazování. Membránové bioreaktory produkují podstatně méně kalů než konvenční zařízení. Kromě toho má zařízení kompaktní konstrukci, může pracovat při vysokém zatížení pevnými látkami a poskytuje vodu vysoké kvality. Problémem je tzv. fouling (zachycování pevných součástí na povrchu membrány a vytváří nepropustnou vrstvu). Proto je nutno vynakládat více energie, aby voda procházela doposud nenapadenými místy a nakonec je nutné pročistit membránu chlorem nebo parním tryskáním. Proces MemJet řeší foulingu elegantním trikem. Membrány se skládají ze svazků dutých vláken. Odpadní voda je proudem vzduchu přiváděna podélně k vláknům. Uvnitř vláken vzniká podtlak, kterým jsou nasávány dovnitř malinkými póry molekuly vody. Částečky kalu, bakterie a viry zůstávají venku. Dmýchaný vzduch strhává pevnou látku a zabraňuje jejímu usazování na membráně. Dmýchání rovněž vyvolává rovnoměrné proudění bez mrtvého úhlu. MemJet nádrž stačí chemicky čistit jednou až dvakrát do roka. Lokální miničistírny Membránová technika se stává v poslední době cenově dostupnější, a proto je také v USA stále více vyčištěné vody přímo znovu využíváno. Trendem jsou malá decentralizovaná zařízení postavená přímo tam, kde je voda potřebná, v zemědělství nebo na golfových hřištích. Jsou napojeny na kanály odpadní vody a sestávají z aktivačních nádrží, membránového tanku a dezinfekčního zařízení. Oddělené pevné látky jsou splachovány do kanálu k centrální čističce. Zařízení běží převážně automaticky a musí být pouze jednou až dvakrát týdně přezkoušeno. Poněvadž neuvolňuje žádné nepříjemné zápachy, může být postaveno i v hustě osídlených oblastech. Malé nádrže nenarušují ani estetický vzhled. Membrány se hodí také pro čištění průmyslových odpadních vod, které často obsahují látky jako minerální oleje, soli nebo těžké kovy, s nimiž si tradiční čistírny nedokáží poradit. Takové vody jsou proto často předčišťovány ve vlastním provozním zařízení. Speciálně pro galvanotechnické provozy vyvinul Siemens Corporate Technology (CT) v rámci výzkumného projektu podporovaného EU, speciální řešení MEWAPREV (Metal Waste Prevention). V zařízeních pro odpadní vody podniků je obsažena především měď, nikl, chromové soli, ale také vzácné kovy. Koncentrace kovů v odpadní vodě dosahuje koncentrace rudných ložisek, recyklace se dosud ovšem ne vyplácí! Náklady jsou vysoké. Proto končí kvalitní galvanické kaly většinou ve zvláštním odpadu. Ušlechtilé kovy z odpadních vod Novými metodami se nyní dají extrahovat kovové ionty levně. Jádrem je modul z dutých vláken. Zvenku na vlákna proudí odpadní voda. Uvnitř „Stripu“ je kapalina v podstatě kyselina sírová. Ve stěnách vlákna jsou póry, které jsou vyplněny kapalinou podobnou kerosinu, jejíž složení se mění podle kovu. Kapalina nechává prostupovat dovnitř póry pouze kovové ionty, voda naproti tomu zůstává venku. Tak se pozvolna zvyšuje koncentrace ve Strip-kapalině. I když je konečná koncentrace vyšší o faktor 1000 než v odpadní vodě, zůstávají kovy vzhledem k nízké hodnotě pH v roztoku. Mohou být znovu využity pro galvanizování. V Berlíně stojí pilotní zařízení, které může vyčistit 50 l odpadní vody za hodinu. To je pro galvanický provoz trochu málo. Ale není technickým problémem zařízení zvětšit. Zařízení není oproti dosavadnímu zpracování nijak nákladné. Siemens pracuje na plné automatizaci zařízení se speciálním analytickým čipem pro měření v reálné čase. Do čipu jsou integrovány mikroskopické kanálky. Kovový ovsah může být určen přímo na čipu prostřednictvím elektrické vodivosti. USFilter a Water Technologies Vedoucí výrobce zařízení čistíren a úpraven vody v Severní Americe US Filtr se stal v roce 2004 součástí koncernu Siemens úseku „technologie zpracování vody“. K jeho aktivitám patří především inovativní metody jako jsou membránové, UV a ozonové technologie stejně jako 1500 patentů, jimiž Siemens doplnil světovou nabídku produktů a služeb v oboru přípravy vody pro průmysl a obyvatele. „Water Technologies“ je jako obchodní úsek zařazen v divizi „Průmyslová řešení a služby“ (I&S). /an/