Ako vyčistiť odpadové vody

Patentové riešenia špecifických prípadov dávajú vhodné návody

Podľa odbornej literatúry sa v uplynulom období piatich rokov patentované spôsoby spracovania odpadových vôd zamerali na týchto päť základných tém. Dominujú odpadové vody z priemyslu a domácností, ich čistenie a filtrácia, biologické spracovanie a využívanie mikroorganizmov. Čistenie odpadových vôd z priemyslu je závislé aj od ich množstva. Pri väčších množstvách sa kombinuje viacero operácií tak, aby sa nežiaduce zložky postupne eliminovali alebo previedli na formu, ktorá neohrozuje životné prostredie. Pri menších množstvách sa volia aj postupy, ktoré by sa nedali uplatniť pri väčších množstvách, a to najmä z ekonomických dôvodov. Predmetom záujmu je spracovanie

kyslých výluhov,

anorganických zlúčenín dusíka, organických látok, soľných vôd, sírnych zlúčenín a ťažkých kovov. Napríklad spracovanie odpadových vôd z technologických procesov - zo splyňovania uhlíkatých látok, ktoré obsahujú stopy sírovodíka, kyanovodíka, amoniaku a uhľovodíkov, ako aj odpadové vody z prepierania vzniknutých plynných látok, sa uskutočňuje tak, že odpadové vody sa najprv v kolóne prepierajú kyslým plynom a parou, získa sa kyslý kondenzát a na sírovodík chudobná odpadová voda. Odstráni sa hlavný podiel sírovodíka, ktorý sa ďalej spracuje dvojstupňovou oxidáciou, cez odpadovú vodu sa ďalej preháňa vodná para, získa sa kondenzát obsahujúci amoniak. Zariadenie na čistenie odpadových vôd môže byť umiestnené na povrchu tak, aby tečúca odpadová voda prechádzala blokom boxov uspôsobených na zníženie množstva kontaminantov, hlavnú zložku zariadenia predstavujú udržiavacia nádrž a reakčná nádrž, vzájomne oddelené stenou, kontaminanty sa usadzujú na plniacom materiáli. Predmetom vynálezov sú aj elektrochemické metódy, ako elektroflokulácia, galvanická koagulácia. Pri niektorých postupoch sa využívajú membránové technológie, pri spracovaní odpadových vôd znečistených anorganickými alebo organickými kontaminantmi sa dosiahne taký

stupeň vyčistenia,

že voda spĺňa požiadavky na pitnú vodu. Menšie množstvá odpadových vôd možno spracovať tepelnými procesmi ich odparovaním. Efektivita procesu sa zvýši využitím tepelnej energie pár vystupujúcich z odparovacej nádoby. Inak sa postupuje pri odpadovej vode z domácností. Tieto sa čistia oddelením mechanických nečistôt, pevné podiely sa spracujú na kompost, prípadne bioplyn. Z najnovšie udelených patentov je zaujímavý spôsob, pri ktorom sa mestské odpadové vody čistia flotáciou, pri ktorej sa odstránia organické nečistoty, kal sa spracuje vo viacerých stupňoch. Mnohé patenty sú zamerané na kontrolu čistiacich procesov použitím senzorov. Stúpa význam málokapacitných čistiacich zariadení používaných pri zdroji znečistenia ako sú domy, chaty, rekreačné centrá. Patentované sú aj mobilné jednotky a spôsoby čistenia kalu. Treba podotknúť, že čistenie a filtrácia odpadových vôd, teda separačné procesy sa uskutočňujú v rôznych typoch zariadení. Môžu predstavovať nekonečný

filtračný pás

umiestnený vedľa zásobníka s odpadovou vodou. Výkonnosť systému sa dá zvýšiť jeho napojením na kontrolný systém so senzormi, časovými kooperátormi sledujúcimi priebeh procesu. Niektoré zariadenia pracujú s pevným katalyzátorom alebo pevným adsorbentom, uloženými v reakčnom lôžku. Sú popísané filtračné kontajnery, tanky, odvodňovače kalu, kvapalinové filtre. Separačné procesy sa uskutočňujú najmä v usadzovacích nádržiach. Biologické spracovanie odpadových vôd, biomasa, kal a aktivovaný kal predstavuje reakčnú kolónu, majúcu v hornej časti anaeróbny reaktor a v dolnej časti aeróbny reaktor, ktoré sú oddelené priečkou s otvormi. Biomasa sa oddeľuje vo flotačnom aparáte umiestnenom vedľa aeróbneho reaktora. Zapracováva sa do kompostu, podľa množstva sušiny sa aj spaľuje, ak je proces ekonomicky únosný, jej ukladanie na skládku si vyžaduje odvodňovacie procesy. Biomasa udržiavaná plynom obsahujúcim kyslík sa používa na

biologické čistenie

odpadových vôd systémom kaskádovej bio-aerácie pri optimálnej eliminácii dusíka. Pri spôsobe a zariadení na spracovanie odpadových vôd, pri ktorom sa mieša odpadová voda s kvapalinou obsahujúcou aktivovaný kal sa využíva biologická nádrž do ktorej sa pridáva surová voda a na vodopriepustnom filtri sa vytvára dynamická vrstva kalu. Lepší prenos kyslíka sa dosiahne jeho vháňaním do odpadovej vody umiestnený v tanku s aktivovaným kalom vtedy, ak tank je rozdelený na viaceré časti. Zaujímavou metódou je používanie mikroorganizmov a sú patentované rôzne konštrukcie zariadení, spôsoby uloženia mikroorganizmov a ich špecifickým pôsobením. Efektívne uloženie mikroorganizmov v reakčnom priestore sa dosahuje s pomocou granúl polymérneho materiálu obsahujúceho inertné minerálne látky. Na uloženie mikroorganizmov v bioreaktore sa používa aj nemakroporózna podložka z anorganických kysličníkov. Nosič kultúr mikroorganizmov môže byť zložený aj z polyméru tvoriaceho nosný povrch a z anorganických živných solí, býva sendvičovito usporiadaný a laminovaný anorganickým poróznym materiálom. Bionosič môže byť tvorený vláknami a adsorpčným materiálom alebo anorganickou drvinou, pričom mikroorganizmy tvoria kolónie v póroch. V literatúre sú taktiež uvádzané mnohé patentové riešenia špecifických prípadov použitia mikroorganizmov proti konkrétnemu kontaminantu.

Ing. Milan Ambró, CSc.

Reconsult Bratislava