Postępowanie z wodą ściekową Różne metody filtracji odpływów pralniczych

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Postępowanie z wodą ściekową Różne metody filtracji odpływów pralniczych"

Michał Tomczyk
7 lat temu
Przeglądów:

1 Leonardo da Vinci Project Równowaga w procesach prania Moduł 1 Wykorzystanie wody Rozdział 5 b Postępowanie z wodą ściekową Różne metody filtracji odpływów pralniczych 1

2 Spis treści Postępowanie z wodą ściekową i jakość wody Metody postępowania z wodą ściekową Filtracja membranowa: jak to działa? Filtracja membranowa: jak wybrać odpowiednią metodę? Oczyszczanie na zasadzie osmozy odwróconej Ultrafiltracja Membrany ceramiczne Filtracja membranowa i jej koszt Filtracja wstępna i filtracja cząsteczkowa Czynniki ograniczające skuteczność i konserwacja Proste metody filtracji i koncepcje odzyskiwania surowców Podsumowanie

3 Cele prezentacji Poznamy podstawy filtracji membranowej i dowiemy się jak ją stosować do odpływów pralniczych. Nauczymy się wybierać optymalną metodę filtracji biorąc pod uwagę jakość wody z którą mamy do czynienia oraz jakość wody którą chcemy uzyskać po filtracji. Dowiemy się o istotności przeprowadzania wstępnego oczyszczania aby efektywnie stosować filtrację membranową. Dowiemy się jak poprawnie konserwować systemy filtracji membranowej i dlaczego są stosowane. Dowiemy się jak uzyskać znaczące oszczędności wody poprzez połączenie prostej filtracji z odpowiednim procesem pralniczym.

4 Postępowanie z wodą ściekową Czy chcesz poprawić jakość odpływu pralniczego lub ponownie użytkować wodę w swojej pralni? oraz zaoszczędzić pieniądze? Woda wypływająca Wpływając a woda ściekowa

5 Postępowanie z wpływającą wodą ściekową Skład wody ściekowej może mieć różnorodny charakter i wpływa na wybór metody odzyskiwania wody ściekowej. CO D mg/l 100 normalna mocno zanieczyszczona 0 BO ph Ptot Ntot TSS D mg/l mg/l mg/l mg/l Source: Vercaemst & Dijkmans, BBT-studie, Jony metali ciężkich Węglowodory AOX- adsorbowane organicznie związane chlorowce Flusy

6 Postępowanie z wodą wypływającą Definiując docelową jakość odpływu pralniczego oraz jakość wody do ponownego użytku, należy wziąć pod uwagę następujące czynniki: - Niska zawartość tlenu - Niska zawartość soli - Brak metali - Brak zabarwień - Brak aktywności biologicznej

7 Metody odzysku wody ściekowej Zapewne znasz już klasyczne metody odzysku wody ściekowej, takie jak: - - Koagulacja i flokulacja (oraz sedymentacja, flotacja) Cel: Usunięcie zawiesin stałych, koloidów, naturalnych substancji organicznych. Filtracja aktywnym węglem Cel: Usunięcie naturalnych substancji organicznych, mikrozanieczyszczeń. Utlenianie (ozon, UV, chlor, nadtlenek wodoru) Cel: Usunięcie naturalnych substancji organicznych, dezynfekcja. Metody biologiczne Cel: Usunięcie naturalnych substancji organicznych, azotu, żelaza. Wymiana jonów Cel: Zmiękczenie wody. Destylacja i parowanie Cel: Usunięcie rozpuszczalników, oleju. W tym module poznamy Filtrację Membranową.

8 Filtracja membranowa: jak to działa? Prosty schemat funkcjonowania membran przy usuwaniu zanieczyszczeń: source: VITO

9 Filtracja membranowa: kryteria wyboru Ten rysunek pokazuje jak wybrać proces separacji w odniesieniu do wielkości zanieczyszczeń w wodzie ściekowej.

10 Filtracja membranowa: kryteria wyboru Charakter przenikania w dużym stopniu zależy od wybranej metody filtracji. Poniżej widać próbki od lewej do prawej: wody ściekowej, wody po ultrafiltracji i wody poddanej osmozie odwróconej. źródło: Wehrle źródło: VITO

11 Osmoza odwrócona (RO) Najmniejsze cząstki (włączając sole) mogą być usunięte za pomocą osmozy odwróconej, co w efekcie daje najwyższą jakość.

Membrany spiralne do osmozy odwróconej Membrana nawinięta spiralnie jest skonstruowana z jednej lub więcej warstw membranowych nawiniętych na perforowaną rurkę centralną.

12 Membrany spiralne do osmozy odwróconej Membrana nawinięta spiralnie jest skonstruowana z jednej lub więcej warstw membranowych nawiniętych na perforowaną rurkę centralną. Roztwór do odsączenia przechodzi przez membranę i wykonuje ruch spiralny w kierunku środka rurki centralnej. source: GE Water Technologies source: GE Water Technologies

13 Membrany spiralne do osmozy odwróconej Membrana nawinięta spiralnie jest skonstruowana z jednej lub więcej warstw membranowych nawiniętych na perforowaną rurkę centralną. Roztwór do odsączenia przechodzi przez membranę i wykonuje ruch spiralny w kierunku środka rurki centralnej. źródło: GE Water Technologies source: GE Water Technologies

14 Zasada przepływu przeciwbieżnego Polaryzacja stężeniowa to fenomenalne zjawisko, w którym w otoczeniu powierzchni membrany następuje wyższe stężenie wody ściekowej. source: VITO

15 Zasada przepływu przeciwbieżnego W wyniku wysokiej polaryzacji stężeniowej następuje: i) Mocno zredukowany przepływ roztworu ii) Dyfuzja soli przez membranę iii) W ytrącanie się soli FEED Permeate C t wand Membrane C bulk - źródło: VITO

16 Zasada przepływu przeciwbieżnego Przepływ przeciwbieżny jest konieczny w celu zminimalizowania polaryzacji stężeniowej poprzez turbulencje. FEED Permeate C t wand Membrane C bulk - źródło: VITO

17 Osmoza odwrócona Polaryzacja stężeniowa wpływa na układ instalacji do osmozy odwróconej: Moduł 1 wejścia Rurka ciśnieniowa Retencja źródło: VITO Roztwór % odzysku 3 75% odzysku 85% odzysku

18 Osmoza odwrócona Przykład instalacji do osmozy odwróconej: źródło: See:Water

19 Osmoza odwrócona Przykład instalacji do osmozy odwróconej: źródło: Patrz:Water

20 Ultrafiltracja Zabrudzenia odzieży roboczej takie jak emulsje olejowe i bakterie mogą być usuwane za pomocą ultrafiltracji.

21 Ultrafiltracja Zastosowanie: - Przetwarzanie wody ściekowej z pralni odzieży roboczej - Wstępne zabiegi przed instalacją osmozy odwróconej Jakość wody wpływającej: - TSS < 50 mg/l - Filtracja wstępna ± 200 µm Jakość wody przesączonej: - SDI < 2 ( Silt Density Index )- wskaźnik gęstości osadu - Mętność < 0.1 NTU - Mikroorganizmy redukcja od log 4 (wirus) do log 6 (redukcja) redukcja Odzysk: %

22 Ultrafiltracja Przykład instalacji do ultrafiltracji: source: See:Water

23 Membrany ceramiczne Membrany ceramiczne są bardzo solidnymi membranami (kwasowość, zasadowość, temperatura). Ujęcie mikroskopowe ukazujące strukturę membrany ceramicznej do ultrafiltracji:

24 Filtracja membranowa Większa jakość odsączania prowadzi do wyższych kosztów. Mikrofiltracja i ultrafiltracja: Prędkość procesu : l/h.m² Ciśnienie < 1.5 bara, pobór mocy 0,1 kwh/m³ Koszty operacyjne : EURO/m³ Nanofiltracja: Prędkość procesu : 20 l/h.m² Ciśnienie < 10 bara, pobór mocy 0.5 kwh/m³ Koszty operacyjne: EURO/m³ Osmoza odwrócona: Prędkość procesu : 15 l/h.m² Ciśnienie < 10 bara, pobór mocy ~ 0.5 kwh/m³ Koszty operacyjne < 0.4 EURO/m³

25 Filtracja wstępna FILTRACJA WSTĘPNA JEST KONIECZNA!!!!! Użycie wstępnych metod filtracji, takich jak filtracja cząstkowa jest konieczne aby uniemożliwić natychmiastowe zablokowanie membran, co pozwala na dłuższe, prawidłowe funkcjonowanie membran. Np., filtracja cząstkowa może poprzedzać ultrafiltrację, która z kolei może poprzedzać osmozę odwrotną lub nanofiltrację.

26 Filtracja cząstkowa Dostępna jest cała gama sprzętu do filtracji cząstkowej: FILTRACJA CIŚNIENIOWA * filtry cartridge * filtry workowe FILTRACJA PRÓŻNIOWA * obrotowy filtr bębnowy z proszkiem * filtr obrotowy * filtry sitkowe FILTRACJA GRAWITACYJNA * filtry automatyczne * sito statyczne * filtry piaskowe * sito obrotowe * sito wibrujące * prasa filtrująca * obrotowe filtry bębnowe FILTRACJA ODŚRODKOWA * wirówka * karafka filtrująca/dekanter

27 Filtracja cząstkowa Sita ( mm) Sito Statyczne Brak części ruchomych Możliwość zapchania Samoczyszczenie jest kosztowne Sito obrotowe Nie zapycha się Niezawodne Drogie Sito wibrujące Wymaga konserwacji Energia Hałas Bardzo wydajne 1) Wpływ wody ściekowej 2) Sito 3) Substancje zatrzymane 4) Woda po filtracji

28 Inne czynniki ograniczające skuteczność Czynniki ograniczające skuteczność Degradacja Osady Inne znaczące czynniki

29 Inne czynniki ograniczające skuteczność Degradacja Kwas Zasada Aktywny tlen Rozpuszczalniki Mikroorganizmy

30 Inne czynniki ograniczające skuteczność Osady zanieczyszczenia: tlenki metali, koloidy, bio materiały Wytrącanie: CaSO4, CaCO3 Wytrącanie: Mg(OH)2 Wytrącanie: SiO2

31 Zanieczyszczenie source: VITO

32 Zanieczyszczenie Regularne czyszczenie specjalnymi detergentami wydłuża żywotność membrany: source: VITO

33 Wytrącanie się i współczynnik rozpuszczalności Użycie odpowiednich detergentów jest kluczowe w procesie odzysku wody ściekowej opartym na filtracji membranowej. Rozpuszczalność (ppm) Należy używać środków blokujących wytrącanie source: AKZO PQ ph Solubility of silica at ambient temperature as a function of ph. ( SHEIKHOLESLAMI R (1999))

34 Proste metody filtracji Dzięki użyciu prostych metod filtracji, woda może być ponownie użyta, co prowadzi do zauważalnych oszczędności. W arto rozważyć użycie prostych metod filtracji zanim zdecydujemy się na bardziej wydajnych ale droższych systemów membranowych.

35 Mikrofiltr Moduł filtra wraz z orurowaniem + dotykowy panel sterowania ->Filtracja -> Wejście <- Przepłukiwanie Osad Odzysk Lint-x

36 Mikrofiltr Oszczędności wody w L/kg tekstyliów, Łączna ilość prania Odzysk

37 .zużycie wody 2,5 l/kg* Fresh water through meter 2 l/kg recov 0,5 l/kg fresh 2 l/kg fresh PRESS Centre tank 2 l/kg Tank B A Backflush LINT-X A 1000 ltr Back-up B 1000 ltr Back-up DRAIN * proces Sanoxy Plus

38 Koncepcje odzysku surowca Implementacja w pełni zintegrowanych rozwiązań w pralniach prowadzi do maksymalnej oszczędności wody i kosztów. SANOXY Przyszłość pralnictwa Heat-X Odzysk energii Steam-X Odzysk pary Lint-X Odzysk wody

39 Filtracja membranowa - Podsumowanie Użycie jest zależne od kosztów wody. Technologia membranowa jest droga, jednak cena membran spada: - Cena/m²: Filtracja membranowa/ Ultrafiltracja: $80 10$ Nanofiltracja/Osmoza odwrotna: 15 $ 10$ Energia: Ciśnienie przy nanofiltracji: 7 3 bar Osmoza odwrotna: 12 6 bar Koszt inwestycji staje się stosunkowo ważniejszy Wstępne zabiegi przy wodzie wpływającej są bardzo ważne Należy używać detergentów kompatybilnych z membraną.

Podobne dokumenty

UZDATNIANIE WODY W PRZEMYŚLE SPOŻYWCZYM TECHNIKI MEMBRANOWE. 26 marca 2010 Woda i Ścieki w Przemyśle Spożywczym - Białystok 2010

UZDATNIANIE WODY W PRZEMYŚLE SPOŻYWCZYM TECHNIKI MEMBRANOWE Obszar geograficzny działania EUROWATER Koncentracja na średnich wydajnościach stacji uzdatniania wody Małe przepływy Średnie przepływy Duże