Ve strojírenství, při obrábění a tvarovacích výrobních procesech i při čištění povrchů znečištěných oleji a tuky vznikají emulze a odpadní vody obsahující emulze.
Účinná metoda čištění průmyslových odpadních vod
Rovněž v kosmetickém, chemickém průmyslu a v potravinářském průmyslu vznikají odpadní vody s nejrůznějšími emulzemi. Soudobé výrobní a zpracovatelské procesy a při nich použité emulgátory a čisticí prostředky způsobují vznik mimořádně stabilních emulzí, jejichž odstranění standardními postupy je značně obtížné.
Pro čištění takovýchto odpadních vod je vhodná elektroflotace. Jde o velmi účinnou separační metodu pro zpracování průmyslových odpadních vod. Stupeň separace je větší než 99,95 %, tedy podstatně lepší než u všech tradičních metod.
Elektroflotace vyvinutá německou firmou DR.BAER Verfahrenstechnik GmbH, která na českém trhu působí společně s K&H KINETIC, a.s., pracuje s elektrodami odolnými vůči rozpouštění při elektrolýze a vyznačuje se řadou předností oproti tlakovzdušné flotaci či flotaci s tzv. obětovanými elektrodami. Na principu elektroflotace s elektrodami odolnými vůči elektrolýze vyprojektovala a postavila tato firma mnoho zařízení v Německu a v okolních zemích, několik i v České republice. Rozsah výkonů je mezi 0,5 m3/h až 250 m3/h.
PRINCIP ELEKTROFLOTACE
Ve flotační nádrži jsou umístěny elektrody odolné vůči elektrolýze. K nim je připojen zdroj stejnosměrného napětí 4 - 6 V. Elektrolýzou se vytvářejí přímo z odpadní vody velmi jemné bublinky vodíku a kyslíku, které jsou extrémně malé a vytvářejí se v celé ploše nádrže. Tím mohou optimálně přilnout k částečkám nerozpuštěných látek nebo kalu, případně k vločkám hydroxidů, jako plováky a vytvořit tak vztlak, nezbytný pro separaci. Nevznikají žádné vtokové nebo expanzní turbulence, jako je tomu např. u tlakovzdušné flotace, kterými by se rozbíjely hydroxidové vločky citlivé na střih. Při tlakovzdušné flotaci je vedle středních vzduchových bublinek přítomný i velký podíl malých a velkých bublin, jak to odpovídá Gaussovu rozdělení pravděpodobnosti, což vede k různě velkým rychlostem stoupání, čímž se separace nerozpuštěných látek zhoršuje.
Voda přiváděná k elektroflotaci se přítokovým žlabem a přepadovou hranou rozděluje rovnoměrně po celé délce elektroflotační nádrže. Přes nornou stěnu přitéká odpadní voda do flotačního prostoru. Tam dochází k intenzivnímu promíchávání odpadní vody způsobenému plynovými bublinami produkovanými na elektrodách. Tyto plynové bubliny se zachycují na znečišťujících částicích, resp. vločkách hydroxidů v odpadní vodě.
PROSTOR DOČIŠŤOVACÍ ZÓNY
Odpadní voda obsahující plynové bubliny se dostává do uklidňujícího prostoru - dočišťovací zóny, která je dělicí stěnou oddělena od elektroflotačního prostoru až do asi tří čtvrtin výše vodní hladiny. V uklidňujícím prostoru mají vločky s přilnutými plynovými bublinami čas vytvořit na povrchu kalovou vrstvu, která se dále zahušťuje částicemi přicházejícími zezdola.
Vyčištěná odpadní voda odtéká z uklidňujícího prostoru ve spodní části kolem norné stěny a odtéká přes přepadovou hranu, která určuje vodní hladinu v elektroflotační nádrži, do odtokového žlabu.
Na povrchu elektroflotační nádrže se vytvoří během provozu kalová vrstva. Horní část této kalové vrstvy se v odpovídajících časových intervalech odsává pomocí speciálního odsávacího systému na kal za podtlaku přes štěrbinové odsávací trysky.
ZJEDNODUŠENÝ PROCES
K produkci flotačních plynů je třeba jen 0,1 kWh elektrické energie na 1 m3 odpadní vody. Tím jsou provozní náklady podstatně nižší než u všech ostatních separačních metod. Nemusí se vést zpět žádný dílčí proud vody a rovněž tak není nutné zvyšování tlaku a sycení tlakovým vzduchem jako u tlakovzdušné flotace.
Množství plynových bublinek se u elektroflotace DR. BAER může prakticky libovolně nastavit regulovatelným transformátorem. Při výkyvech složení odpadní vody se toto množství automaticky reguluje a tím se trvale dosahuje stabilně dobrých výsledků flotace.
Ty jsou nezávislé na složení odpadních vod, na hodnotě pH i na teplotě vody. Elektroflotace DR. BAER je použitelná až do zhruba 90 °C. Není zde žádná závislost na rozpustnosti vzduchu ve vodě jako u tlakovzdušné flotace, jejíž použitelnost je ohraničena maximální teplotou 38 °C.
POROVNÁNÍ VLASTNOSTÍ
Flotační elektrody jsou odolné vůči elektrolýze a nerozpouštějí se jako při použití tzv. obětovaných elektrod. Zařízení s obětovanými elektrodami vlastně nejsou elektroflotačním zařízením, neboť rozpouštěním elektrod se přednostně produkují soli kovů pro usazování a vločkování a nedochází k separaci pevných látek od tekutých. Směs kalu a vody u zařízení s obětovanými elektrodami se musí filtrovat.
Za přítomnosti tenzidů v odpadní vodě nevzniká při provozu elektroflotace DR. BAER s elektrodami odolnými vůči elektrolýze prakticky žádná pěna. Může se proto upustit od dávkování drahých odpěňovacích preparátů. Naproti tomu u tlakovzdušné flotace a také při nasazení obětovaných elektrod se z principu metody musí počítat s velkou tvorbou pěny. Dávkování odpěňovačů pak zvyšuje provozní náklady a organický podíl v odpadní vodě.
Na anodě elektrod DR. BAER, odolných vůči elektrolýze, vzniká atomární kyslík s vysokou oxidační schopností. Tím se jako vedlejšího efektu dosahuje částečného snížení organického podílu v odpadní vodě.
Automatickým pravidelným přepólováním stejnosměrného proudu na katodě/anodě se dosahuje samočištění elektrod. U technologie s obětovanými elektrodami vzniká povlak na katodě a ta se proto musí čistit. Obětované elektrody se musí v krátkých lhůtách obnovovat a zbytky starých elektrod demontovat a likvidovat.
Chemické zpracování odpadní vody probíhá stejně jako u tlakovzdušné flotace před nátokem do elektroflotace. Díky tomu mohou být jednotlivé technologické kroky jako rozrážení emulzí, neutralizace a vločkování optimálně provedeny odděleně, v samostatných reaktorech. Tím je zajištěno bezpečné dodržení mezních hodnot na odtoku vyčištěné vody a hospodárný provoz zařízení. Při elektroflotaci DR. BAER se používají jen na trhu běžné provozní prostředky.
Díky stejné velikosti plynových bublinek a pomocí speciálně koncipovaného odsávání kalu má flotát z elektroflotace DR. BAER vysoký obsah sušiny (4 -12 %) a tudíž malý objem. Odsává se jen nejhořejší oschlá vrstva kalu, zatímco zespoda přicházející kal vrstvu flotátu dále zahušťuje. Při jiných metodách vznikají poruchy zahušťování na hladině vody zanořováním shrabovacích lišt. Nutně se při nich také vynáší čerstvý kal a voda a zvyšují se jak investiční, tak i provozní náklady na následující odvodňování kalu. U technologií s obětovanými elektrodami vznikají nevyšší, metodou podmíněné náklady na odvodňování kalu a na oddělování pevné a tekuté frakce nezbytnou filtrací veškeré směsi kalu a vody.
Metoda elektroflotace má při čištění průmyslových odpadních vod oproti jiným technologiím řadu výhod. Její přednosti se uplatní zejména při čištění vod, obsahujících nejrůznější druhy stabilních emulzí.
AUTOR: Dipl. Ing. Gernot Bayerl
AUTOR: Ing. Pavel Fialka, CSc.
Pro čištění takovýchto odpadních vod je vhodná elektroflotace. Jde o velmi účinnou separační metodu pro zpracování průmyslových odpadních vod. Stupeň separace je větší než 99,95 %, tedy podstatně lepší než u všech tradičních metod.
Elektroflotace vyvinutá německou firmou DR.BAER Verfahrenstechnik GmbH, která na českém trhu působí společně s K&H KINETIC, a.s., pracuje s elektrodami odolnými vůči rozpouštění při elektrolýze a vyznačuje se řadou předností oproti tlakovzdušné flotaci či flotaci s tzv. obětovanými elektrodami. Na principu elektroflotace s elektrodami odolnými vůči elektrolýze vyprojektovala a postavila tato firma mnoho zařízení v Německu a v okolních zemích, několik i v České republice. Rozsah výkonů je mezi 0,5 m3/h až 250 m3/h.
PRINCIP ELEKTROFLOTACE
Ve flotační nádrži jsou umístěny elektrody odolné vůči elektrolýze. K nim je připojen zdroj stejnosměrného napětí 4 - 6 V. Elektrolýzou se vytvářejí přímo z odpadní vody velmi jemné bublinky vodíku a kyslíku, které jsou extrémně malé a vytvářejí se v celé ploše nádrže. Tím mohou optimálně přilnout k částečkám nerozpuštěných látek nebo kalu, případně k vločkám hydroxidů, jako plováky a vytvořit tak vztlak, nezbytný pro separaci. Nevznikají žádné vtokové nebo expanzní turbulence, jako je tomu např. u tlakovzdušné flotace, kterými by se rozbíjely hydroxidové vločky citlivé na střih. Při tlakovzdušné flotaci je vedle středních vzduchových bublinek přítomný i velký podíl malých a velkých bublin, jak to odpovídá Gaussovu rozdělení pravděpodobnosti, což vede k různě velkým rychlostem stoupání, čímž se separace nerozpuštěných látek zhoršuje.
Voda přiváděná k elektroflotaci se přítokovým žlabem a přepadovou hranou rozděluje rovnoměrně po celé délce elektroflotační nádrže. Přes nornou stěnu přitéká odpadní voda do flotačního prostoru. Tam dochází k intenzivnímu promíchávání odpadní vody způsobenému plynovými bublinami produkovanými na elektrodách. Tyto plynové bubliny se zachycují na znečišťujících částicích, resp. vločkách hydroxidů v odpadní vodě.
PROSTOR DOČIŠŤOVACÍ ZÓNY
Odpadní voda obsahující plynové bubliny se dostává do uklidňujícího prostoru - dočišťovací zóny, která je dělicí stěnou oddělena od elektroflotačního prostoru až do asi tří čtvrtin výše vodní hladiny. V uklidňujícím prostoru mají vločky s přilnutými plynovými bublinami čas vytvořit na povrchu kalovou vrstvu, která se dále zahušťuje částicemi přicházejícími zezdola.
Vyčištěná odpadní voda odtéká z uklidňujícího prostoru ve spodní části kolem norné stěny a odtéká přes přepadovou hranu, která určuje vodní hladinu v elektroflotační nádrži, do odtokového žlabu.
Na povrchu elektroflotační nádrže se vytvoří během provozu kalová vrstva. Horní část této kalové vrstvy se v odpovídajících časových intervalech odsává pomocí speciálního odsávacího systému na kal za podtlaku přes štěrbinové odsávací trysky.
ZJEDNODUŠENÝ PROCES
K produkci flotačních plynů je třeba jen 0,1 kWh elektrické energie na 1 m3 odpadní vody. Tím jsou provozní náklady podstatně nižší než u všech ostatních separačních metod. Nemusí se vést zpět žádný dílčí proud vody a rovněž tak není nutné zvyšování tlaku a sycení tlakovým vzduchem jako u tlakovzdušné flotace.
Množství plynových bublinek se u elektroflotace DR. BAER může prakticky libovolně nastavit regulovatelným transformátorem. Při výkyvech složení odpadní vody se toto množství automaticky reguluje a tím se trvale dosahuje stabilně dobrých výsledků flotace.
Ty jsou nezávislé na složení odpadních vod, na hodnotě pH i na teplotě vody. Elektroflotace DR. BAER je použitelná až do zhruba 90 °C. Není zde žádná závislost na rozpustnosti vzduchu ve vodě jako u tlakovzdušné flotace, jejíž použitelnost je ohraničena maximální teplotou 38 °C.
POROVNÁNÍ VLASTNOSTÍ
Flotační elektrody jsou odolné vůči elektrolýze a nerozpouštějí se jako při použití tzv. obětovaných elektrod. Zařízení s obětovanými elektrodami vlastně nejsou elektroflotačním zařízením, neboť rozpouštěním elektrod se přednostně produkují soli kovů pro usazování a vločkování a nedochází k separaci pevných látek od tekutých. Směs kalu a vody u zařízení s obětovanými elektrodami se musí filtrovat.
Za přítomnosti tenzidů v odpadní vodě nevzniká při provozu elektroflotace DR. BAER s elektrodami odolnými vůči elektrolýze prakticky žádná pěna. Může se proto upustit od dávkování drahých odpěňovacích preparátů. Naproti tomu u tlakovzdušné flotace a také při nasazení obětovaných elektrod se z principu metody musí počítat s velkou tvorbou pěny. Dávkování odpěňovačů pak zvyšuje provozní náklady a organický podíl v odpadní vodě.
Na anodě elektrod DR. BAER, odolných vůči elektrolýze, vzniká atomární kyslík s vysokou oxidační schopností. Tím se jako vedlejšího efektu dosahuje částečného snížení organického podílu v odpadní vodě.
Automatickým pravidelným přepólováním stejnosměrného proudu na katodě/anodě se dosahuje samočištění elektrod. U technologie s obětovanými elektrodami vzniká povlak na katodě a ta se proto musí čistit. Obětované elektrody se musí v krátkých lhůtách obnovovat a zbytky starých elektrod demontovat a likvidovat.
Chemické zpracování odpadní vody probíhá stejně jako u tlakovzdušné flotace před nátokem do elektroflotace. Díky tomu mohou být jednotlivé technologické kroky jako rozrážení emulzí, neutralizace a vločkování optimálně provedeny odděleně, v samostatných reaktorech. Tím je zajištěno bezpečné dodržení mezních hodnot na odtoku vyčištěné vody a hospodárný provoz zařízení. Při elektroflotaci DR. BAER se používají jen na trhu běžné provozní prostředky.
Díky stejné velikosti plynových bublinek a pomocí speciálně koncipovaného odsávání kalu má flotát z elektroflotace DR. BAER vysoký obsah sušiny (4 -12 %) a tudíž malý objem. Odsává se jen nejhořejší oschlá vrstva kalu, zatímco zespoda přicházející kal vrstvu flotátu dále zahušťuje. Při jiných metodách vznikají poruchy zahušťování na hladině vody zanořováním shrabovacích lišt. Nutně se při nich také vynáší čerstvý kal a voda a zvyšují se jak investiční, tak i provozní náklady na následující odvodňování kalu. U technologií s obětovanými elektrodami vznikají nevyšší, metodou podmíněné náklady na odvodňování kalu a na oddělování pevné a tekuté frakce nezbytnou filtrací veškeré směsi kalu a vody.
Metoda elektroflotace má při čištění průmyslových odpadních vod oproti jiným technologiím řadu výhod. Její přednosti se uplatní zejména při čištění vod, obsahujících nejrůznější druhy stabilních emulzí.
AUTOR: Dipl. Ing. Gernot Bayerl
AUTOR: Ing. Pavel Fialka, CSc.
Zdroj:STAVITEL
Sdílet článek na sociálních sítích
