1. Metode uklanjanja grubo Metode za uklanjanje ... vode 22.pdf · – Biološka oksidacija – Filtracija – Elektrohemijske metode Metode za uklanjanje rastvorenih materija: –

PREMA prisutnim zagađujućim supstancama metode za prečišćavanjeotpadne vode se mogu klasifovati na sledeći način:

1. Metode uklanjanja grubo dispergovanih čestica

– Rešetke i sita– Taložnici– Centrifuge– Hidrocikloni

2. Metode za uklanjanje suspendovanih materija

– Koagulacija, flokulacija– Flotacija– Biološka oksidacija– Filtracija– Elektrohemijske metode

Metode za uklanjanje rastvorenih materija:

– Koagulacija, flokulacija– Flotacija– Aeracija– Oksidacija– Dezinfekcija– Adsoprcija– Jonska izmena– Membranski procesi– Biološki tretmani– Elektrohemijske metode

Uklanjanje čestica sa

Velikim brzinama taloženja

Malim brzinama taloženja

Dodatkom hemikalija

Taloženje Filtracija Flotacija Koaulacija i

flokulacija

Prečišćavanje orpadne vode FLOTACIJOM

https://araokt.ch/biologische-reinigung

FLOTACIJA

• Flotacija je složen fizičko-hemijski proces, koji ima za cilj uklanjanje suspendovanih, koloidnih i delom rastvorenih materija, uz pomoć mehurića gasa.

• Na vrhu tečnosti formira se flotacioni mulj (PENA) koji se uklanja skimerima.

http://www.ara-hallwilersee.ch/content/biologie/biologie.html

Flotacija (eng.Float)

• Flotacija kao i sedimentacija se zasniva na razlici u specifičnoj masi čvrstih komponenti i vode. Flotacija se može podeliti na– "spontana" flotacija- ρ(č) <ρ(vode)

specifična masa čestica je manja od specifične masevode pa se čestice bez pomoći podižu prema površiniodakle mogu biti uklonjene

– "izazvana”ili "podstaknuta" flotacija-vazduh koji sedodaje u vodu prijanja na čestice i stvara gasnetvorevine, koje imaju manju gustinu nego voda pa se podižu na površinu, odakle ih je moguće ukloniti

Tri koraka flotacije:

Formiranje mehurića gasa

Agregacija mehurić-čestica

Isplivavanje i uklanjanje

U procesu flotacije mehurići gasa se hvataju za površinu čestice tako čestica postaje lakša te isplivava na površinu.

Mehnizmi flotacije

Čestice prisutne u sistemu mogu da formiraju aglomerate kojemehurići gasatransportuju ka površinitečnosti

Na površinu čestice se uhvati veći broj mehurovagasa

Mehuri gasa su zarobljeniu aglomeracijama čestica

Ako su mehurovi blizu jedandrugom može doći do koalescenciju veči mehur

Mehuri gasa mogu da seindividualno zakače za česticu

Simultana agregacija I koalescencija

Uticaj pojedinih faktora na flotaciju

• Osobine koje utiču na efikasnost floatacije

– Veličina mehurića-zavisi od veličine difuzera, osobina tečnosti i samog gasa

– Koncentracija mehurića-zavisi od pritiska injekcije i atmosferskog pritiska

– Površinske pojave -zavise od prirode gasa i tečnosti

Hemikalije za poboljšanje flotacije

• Hidrofilne čestice teško flokuliraju te potrebno je dodati hemikalije koje menjaju kvašljivist čestice:

• Najcesce se dodaju Površinsko-Aktivne Materije (PAM) koje jos nazivamo i surfakanti ili tenzidi.

Površinki aktivne materije-PAM

Surfakanti ili tenzidi

su supstance koje se u niskoj koncentraciji

adsorbuju na površini ili međupovršini sistema pri čemu u znatnom stepenu

menjaju slobodnu (površinsku) i

međupovršinsku energiju, odnosno površinski ili međupovršinski napon

• Karakteristična struktura PAM: polarni i nepolarni regioni u istom molekulu

Šematski prikaz PAM:

Hidrofilna glava: Hidrofobni rep:

Nejonizovani

Anjonski

Katjonski

Neki primeri PAM

– Masti i smeše prioizvoda pri preradni nafte, drveta uglja

– Kiselini sa ugljovodoničnim radikalima (masne kiseline i njihove soli, naftenske kisleine)

– Organska jedinjenja sa S2+ (merkaptani i di-i tri-tiokarnati)

– Organska jedinjena sa SO42- ( alkil sulfati,

alkilsulfonati)

– Organska jedinjenja sa N I P (amini, soli piridina)

Površinski aktivna materija

ulje

PAM sadrži molekule sa hidrofilnim i hidrogilnim delovima molekula

Molekuli PAM se apsorbuju u povšinu ulja i uklanjaju ga sa povšine npr. tkanine

Molekuli PAM okružuju kapljice ulja tako da nema povratnog procesa

Primer delovanja deterdženta na masnu fleku

Primer delovanja PAM u vodi

PAM

Hidrofilni deo Hidrofobni deo

Moleku PAM se na površini vode orjentiše tako da mu je Hidrofilni deo okrenut ka vodenoj masi (jer je voda polarnogkaraktera)

Moleku PAM se u vodenoj masi grupišu u miscele, koje čine PAM orjentisane takoda su hidrofilni delovi PAM okrenuti ka vodenoj masi

PAM se adsorbuju na površinu hidrofilnih čestica, tako što se ugljovodonični deo molekula orijentiše prema zapremini tečnosti i učini česticu hifdrofobnom

Uređaji za flotaciju

Klasifikacija na osnovu obezbeđivanja mehura gasa:

– Flotacija dispergovanim vazduhom (mehuri do 1mm)

– Flotacija rastvorenim vazduhom (20-100µm)

– Elektroflotacija

Flotacija dispergovanim vazduhom

• Disperzija vazduha može se obezbediti na dva načina :

– Dispergovanjem kroz porozne difuzere

– Dipsergovanje mehaničkim putem (impelerom ili turbinom)

Uređaj sa difuzerom vazduha

1. ulaz vode

2. izlaz vode

3. komprimovani vazduh

4. izlaz pene

5. difuzer

Komprimovani vazduh se preko difuzera ubacuje uZapreminu otpadne vode, priČemu se vrši flotacija. Flotaciona pena je lakša od Vode i isplivava na površinuuređaja odakle se ukanja

Flotacija sa impelerom ili turbinom

• Troši značajne količine energije

• Razbijanje flotiranih agregata kompleksa čvrsto-gas

1. ulaz vode, 2. izlaz vazduha,3. Izlaz pene, 4. impeler

U ovom slucaju se mehurici vazduha koji izazivaju efekat flotacije stvaraju mehanički uz pomoć impelera.

Flotacija rastvorenim vazduhom

• Najčešće korišćena tehnika proizvodnje zahtevane veličine mehurića vazduha je tehnika "rastvorenog vazduha". Obično se zahteva prečnik mehurića odnosno "mikromehurića" između 40 - 70 μm.

• Vazduh se rastvara u vodi pod pritiskom.

Kada se u vodi ubačenoj pod pritiskom, smanji pritisak prouzrokuje se da vazduh u obliku mehurića napušta rastvor. Ti mehurići i čvrste materije formiraju gasne tvorevine koje se podižu prema površini vode odakle se mogu uklonjati.

Henrijev zakon

C=k*P

Gde je

C- masa gasa u jedinici zapremine rastvarača -koncentracija

K-Henrijeva konstatnta koja zavisi od prirode gasa u tečnosti I T

P-ravnotežni pristisak iznad tečnosti

Slika prikazuje porast rastvorljivosti vazduha u

vodi sa pritiskom na temperaturi 20°C.

Pritisak mbar

1 2 3 4 5 6 7

50

100

Ras

tvo

rljiv

ost

vaz

du

ha

mg

/l n

a 2

0℃

Flotacija rastvorenim vazduhom

• Mehuri se formiraju na osnovu promene pritiska iznad vodene struje koja je prethodno zasićena vazduhom

– Vakuum flotacija

– Mikroflotacija

– Flotacija pod pritiskom

1-ulaz vode2 –aeraciona komora3-aerator4.-Deaerator5-skimer

Prethodno zasićenje vode vazduhom pri atmosferskom pritisku Zasićen vazduh odlazi u flotatotor pod vakuumom se izdvajaju mehurići gasa

Vakuum flotacija

Vakuum flotacija -objašnjenje

• Prethodno zasićenje vode vazduhom pri atmosferskom pritisku

• Zasićen vazduh odlazi u flotatotor pod vakuumom se izdvajaju mehurići gasa

• Uklanjaju se čestice koncentracije od 250-300mg/l

• Prednosti: odvija se u mirnim uslovima- ne razbijaju se agregati, potrošnja energije je prihvatljiva .

• Nedostatak potrebna je hermitička izolacija

Flotacija pod pritiskomza otpadne vode koje imaju 4-5g suspenodvanih materija/l

Saturator regulišekočinu zasićenjavazduhom 2-4bara

Pad pristiska u flotatoru izazivaizdvajnje mehurića gasa

pumpa

zgrtač

Izlaz mulja

Izlaz vode

skimer Izlaz pene

Primena flotacije u tretmanu otpadnih voda

• Za smanjenje ukupnog organsko opterećenja, metala, fenola, PAM

• Za metaloprerađivačku industriju

• Industriju celuloze i papira

• Valjaonice čelika, prerada mesa, zauljene vode

Prednosti primene flotacije

• Masti i lake tečnosti lako flotiraju na vrh uređaja dok teže padaju pod dejstvom gravitacione sile (talože se) te se u jednom uređaju mogu ukloniti dve frakcije

• Vreme boravka 20-40 minuta

• Efikasnost uklanjanja 80-90%

• Nema problema sa mirisom zbog vazduha (oksidacija) i kratkog t zadržavanja

• Nedostatak: visoka cena rada, naročito kod flotatora pod pritiskom jer se koriste kompresori








Aeracija

• Kao gas se najčešće koristi vazduh- pa otudime AERACIJA

• Aeracijom se:

– voda obogaćuje kiseonikom

– Obezbeđuje oksidacija organskih materija

– Ostranjuju se gasovi

• Količina gasa prisutnog u tečnosti uslovljena je:

– parcijalnim pritiskom gasa iznad površine tečnosti

– Temperaturom tečnosti

– Rastvorljivosti gasa

Henrijev zakon:

Cs=KH*p

Gde je:

p- parcijalni pristisak

KH Henrijeva Konstanta KH T

Aeratori:

Uređaji za aeraciju se razlikuju po načinu dobijanja vazuha:

1. Sa komprimovanim vazduhom

2. Aspiracioni

3. Mehanički

1. Sa komprimovanim vazduhom

• Sadrže kompresor koji ubacuje vazduh pod pritiskom

• Vazduh se ubacuje u vodu kroz difuzere

(difuzeri mogu biti različite konstrukcije: perforiranog lima, specijalne mlaznice, poroznimaterijali od gume, plastike…)

Veličina, broj i oblik mehurića zavisi od difuzera

Aeratori sa difuzionim elementima

1. Dovod vode2. Ventilator3. Perforirano dno4. Odvod aerisane vode5. Dovod komprimovanog vazduha

Poprečni presekDno bazena za aeraciju sa prikazom difuzera

2. Aspiracioni aeratori

• Uređaji koji obezbeđuju kontakt vode I vazduha tako što se voda raspršuje ili razliva.

• Mogu biti:

– Kaskadni, gravitacioni preliv vode

– Sprej, raspršavanje vode

– Preliv vode sa skokom (slapište)

Kaskadni aerator

• voda za aeraciju

• Ventilator

• Prostor za raspršivanje

• Difuzer

• Podovi

• Aerisana voda

https://www.quora.com/Why-is-cascade-aerator-used-in-a-water-treatment-plant

3. Mehanički aerator

• Velikom brzinomraspršavaju tečnost kako bi se obezbedio kontakt savazduhom

• Troše veliku količinuenergije

• Mogu biti:– Fiksirani (impeller ili turbine)

– Plivajući

Primena aeracije

• Uklanjanje rastvorenog gvožđa I mangana

• Uklanjanje CO2

• Uklanjanje H2S

• Uklanjanje CH4

• Uklanjanje VOC

Degazacija

• Proces uklanjanja gasovitih komponenti iztečnosti

• Gasovi koji su najčešće rastvoreni u otpadnojvodi su:

CO2, H2S, SO2, CH4, NH3, N2, VOC

• Gasovi menjaju osobine vode jer utiču naagresivnost (CO2, SO2), miris (H2S),eksplozivnost (CH4)

Metode dezagacije

Zakonitosti definisane Henrijevim zakonom moguse iskoristiti za degazaciju, pa prema tome procesidegazacije se mogu podeliti na:

1. Termičke

2. Degazacija pod pritiskom (atmosferskim I povišenim)

3. Hemijska degazacija

4. Degazacija aeracijom

1. Termička degazacija

• Zagrevanjem vode do ključanja na datompritisku uz evakuaciju pare

• Porastom T vode se smanjuje Rastvorljivostgasa I opada viskoznost vode (), tako da je otpor pri izlasku mehurića smanjen

• Termička degazacija je male efikasnoti, pa se udružuje sa efektima pritiska atmosphere iznad tečnosti

TR

2. Degazacija pod prtiskom

• U odnosu na vrednosti pritiska degazacija možebiti:– Vakuum degazacija

– Atmosferska degazacija

– Degazacija pod visokim pritiskom

Efikasnost degazacije se povećava pod pritiskom jer:

Povećanjem pritiska raste temperatura tečnosti:

PT = TR

3. Hemijska degazacija

• Metoda se zasniva na principu da se zbogdodavanja hemijskog agensa stvara inertnojedinjenje agensa sa mehurom gasa.

• Npr. Za uklanjanje kiseonika kao agens se koristi

• Na2SO3 (natrijum-sulfit) 2Na2SO3 +O2→2 Na2SO4

• N2H4 (hidrazin)

4. Degazacija aeracijom

• Se koristi za uklanjanje H2S, CO2 I VOC

Degazator pod atmosferskim pristiskom1. Toranj2. Horizontalna posuda3. Ulaz vode4. Kaskade5. Injektor pare6. Izlaz gasova7. Izlaz vode

Degazator pod atmosfersikimpritiskom-objašnjenje

• Sastoji se od

vertikalnog dela (tornja; br 1)

I horizontalne posude (2)

U tornju se odigrava degazacija

U vertikalnom delu se sakuplja degazirana voda

Voda se uvodi na vrh tornja (3) I može se dispergovatimlaznicama, odakle slobodnim padom preliva preko pregrada (4) obezbeđujući veliku kontaknu površinu. Gasne komponente se izvode na vrh (6) tornja (1)








FILTRACIJA

Uklanjanje čestica sa

Velikim brzinama taloženja

Malim brzinama taloženja

Dodatkom hemikalija

Taloženje Filtracija Flotacija Koaulacija i

flokulacija

• Filtracija predstavlja proces separacije faze čvrsto-tečno u sistemu

• Filtracija podrazumeva prolazak fluida kroz filtracioni medijum (znasti sloj).

• Filtracija može biti:

– Filtracija uz formiranje pogače-koncentrovane suspenzije.

– Filtracija kroz filtracioni medijum-razblažene susp.

• Filtracija se u tremanu Otpadnih Voda javlja posle :

Sedimentacije, koagulacije, flotacije

• Operacija filtracije je dikontinualna razlikujemo dva ciklusa:

– Filtracija

– Pranje filtra

Vreme rada između dva pranja je filtarski ciklus

Mehanizmi filtracije

• Razblažene čestice suspenzije, kao i čestice filatskog medijuma opkoljene su dvojnim električnim slojem

• Prilikom strujanja suspenzije kroz poroznu sredinu odigravaju kompleksni procesi koji se mogu svrstati u dve grupe:• Transportni mehanizmi

• Mehanizmi privlačenja (Elektrostatička interakcija, Van der Valsove sile, Adhezija, Adsorpcija)

Transportni mehanizmi su:

• PresretanjeSudaranje suspendovane čestice sa filtarskim

medijumom

• Mehanizam inercijeFluid menja pravac kretanje, ali ne i

suspspendovana čestica- stavlja pod inercijom

• Difuzija Zbog različite koncentracije suspe

Čestice se kreću kroz pore

filtarskog medijuma

Filtarski medijumi

– Prirodni (kvarcni pesak, vulkanske materije)– veštački (plastika)

• Po hemijskoj prirodi– Organski– Neorganski

1. Osnovne karakteristike filterskog medijuma: 1. Veličina čestice2. Granulometrijski sastav:srednji prečnik, efektivni prečnik i Koeficijent uniformnosti1. Oblik i morfologija čestica2. Gustina3. Hemijska i biološka postojanost

2. Osnovne karakteristike sloja: 1. Debljina 2. Poroznost3. Permeabilnost

Granulometrijski sastavdaje podatke o veličini čestice po frakcijama

• Na osnovu granulometrijskog sastava može da se izračuna:– Srednji prečnik– Efektivni prečnik– Koeficijent uniformnosti

Srednji prečnik:meri se težina materijala (Wi) na situ veličine di

de=Σgi * di

gi-težinski udeo ostatka na situ Wi/Wdi dimenzija otvora sita

Granulometrijska kriva


0.20 0.4 0.6 0.8 1

10

25

50

100

75

60

% (

tež)

fra

kcije

pre

čnik

a d

ili m

anje

Prečnik zrna, d (mm)

• Efektivni prečnik (d10)

Su najsitnije čestice (10% težinski udeo)

– kod pranja filtra one se nalaze na vrhu filtarskog sloja

– Utiču na skraćenje filtarskog ciklusa—ZAŠTO?

• Zašto najsitnije čestice utiču na smanjenje ciklusa filtracije?

Voda sa najvećom koncentracijom dolazi u kontakt sa najsitnijim česticama (gusto su zbijene pa je propusna moć mala) i brzo dolazi do „zapušenja“. Ovo prouzrokuje čestu potrebu za pranjem filtra, što znači da je filterski ciklus kratak

• Koeficijent uniformosti (U)

U=d60/d10

Odnos veličina čestica sa udelom od 60% i sa 10%

Što je U manji, filterski medijum ima veću uniformnost, odnosno česticefilterskog medijuma su približne veličine => cilj nam je da imam što manji %sitnih čestica jer one smanjuju filterski ciklus

Raspon veličina čestica i određuje nagib granulometrijske krive


0.20 0.4 0.6 0.8 1

10

25

50

100

75

60

d10 d60% (

tež)

fra

kcije

pre

čnik

a d

ili m

anje

Prečnik zrna, d (mm)

d10 d60

U=0,56/0,29=1,93

U=0,59/0,49=1,21

Bolji filter

Filtracija kroz nasuti sloj

• Filtar sa nasutim slojem predstvalja rezervoar okruglog ili četvrtastog oblika koji sadrži sledeće elemente:

– Drenažni sloj šljunka-služi da drži filtarski medijum

– Filtarski materijal se nasipa na sloj šljunka

– Distributer ulaznog toka

– Drenažni sistem izlazne vode mož biti sa diznama ili perforiranim cevima-lateralma

Prema pogonskoj sili

Filtar sa nasutim slojem

• Gravitacioni otvoreni • Pod pritiskom zatvoreni

1. Šljunak2. Pesak3. Izlaz vode4. Laterale5. Ulaz vode

Prema mestu ulaza tečnosti

Ulaz sa vrhakombinovani tok tok

Ulaz sa vrhasilazni tok

Ulaz na dnu slojauzlazni tok

1. Ulaz vode; 2. izlaz vode

Prema broju filterskog materijala

• U zavisnosti od broja materijala koji formira filtarski medijum, filtri se dele na:

• monomedijumske (problem sa klasifikacijom materijala po veličini – posle pranja sitne čestice se formiraju na vrhu filterskog medijuma)

• Multimedijumske – rešenje prethodnogprovleba (krupnije čestice se formiraju od materijala manje gustine)








Adsorpcija

Prilikom strujanja suspenzije kroz poroznu sredinuodigravaju kompleksni procesi koji se mogu svrstati u dvegrupe:Transportni mehanizmiMehanizmi privlačenja (Elektrostatička interakcija, Van derValsove sile, Adhezija, Adsorpcija)

• Adsorpcija je proces akumulacije supstance iz fluida na površini čvrste faze

• Supstanca koje se adsorbuje-adorbat

• Faza na kojoj se vrši adsorpcija naziva se adorbent

Mehanizmi adsopcije

• Fizička –rezultat delovanja Van der Valsovih sila. Molekul nije fiksiran za površinu i on može da se kreće po površini adsorbenta. Dešava se na niskim t i karakteriše je mala apsorciona energija

• Hemijska-dolazi do hemijske reakcije

• Selektivno popunjavanje šupljina u kristalnoj rešeci: molekulska sita i jonska izmena

• Adsorpcija supstance iz fluida na površinu čvrstog adsorbensapredstavlja specifični termodinamički proces, pri kojem se dostižeravnoteža, uz definisanu distribuciju supstance, posle čega višenema adsorpcije.

• Za određivanje spontanosti procesa u hemijskoj sredini, u obzir semoraju uzeti neki termodinamički parametri kao što su: promenaGibsove energije (ΔG), promena entalpije (ΔH) i promena entropije(ΔS).

ΔG=∆H-T∆S• Kada su vrednosti ΔG negativne, adsorpcija je spontan proces. Za

vrednosti ΔG do -20 KJ/mol, govori se o fizičkoj adsorpciji kojanastaje kao rezultat elektrostatičke interakcije između mestavezivanja i sorbata; za ΔG manje od -40 KJ/mol, radi se ohemisorpciji.

71

Termodinamika adsorpcije

Parametri koji utiču na adsorpciju

• Osobine adsorbenta– Fizičke (veličina, oblik i ganulometrija, oblik,

gustina, poroznost ...)

– Hemijske osobine određuju funkcionalne grupe koje učestvuju u adsorpciji I koje određujupolarnost, energetski potencijal I sl.

– adsorpcioni kapacitet, qe (koliko adsorbata se može ukloniti po jedinici težine adsorbenta I kolikotraje process adsprpcije)

– sposobnost regeneracije

• Osobine adsorbata:– Rastvorljivost-lako rastvorljive komponente imaju

manju sklonost ka adsorpciji

– Struktura molekula-veličina i dužina i razgranatost molekula utiču na kretanje kroz pore adsorbenta pa i time na njegovu sklonost ka ADS

– Polarnost molekula-različito utiču na sklonost ka apsorciji što je uslovljeno ostatkom molekula

(OH-, NH4+ smanjuju adsoprcioni kapacitet)

NO3- povećavaju adsoprcioni kapacitet

• Osobine rastvora

– pH

– Temperatura obično ubrzava proces Adsorpcije zbog intezivne difuzije

– selektivnost

75

Adsorbenti

Aktivni ugalj –najčešće korišćen adsorbent, poroznimaterijal sa velikom unutrašnjom površinom od 500-1500 m2/g.Proizvodi se fizičkim ili hemijskim postupkom aktiviranjaiz materijala sa visokim sadržajem ugljenika, poputtreseta, drva, lignita,..(karbonizacija)Struktura čestice aktivnog uglja –makropore (>25 nm),mezopore (1-25 nm) i mikropore (<1 nm).Osnovna podela je prema granulaciji: praškasti igranulisani (proizvode se i u sferičnom i vlaknastomobliku).Aktivni ugljevi se intenzivno koriste za uklanjanje mirisa,obojenja, neprijatnog ukusa i raznih neorganskih iorganskih nečistoća.Komercijalni aktivni ugljevi koji se najčešće koriste urutinskim tretmanima za prečišćavanje vode za piće sudobijeni na temperaturama od 500 do 900 °C i imajuamfotermni karakter.

Aktivni ugalj

Mezopore

Makropore

Mikropore

76

Praškasti aktivni ugljevi (PAU) imaju veličinu česticamanju od 0,1 mm, a u praksi se najčešće sreće opsegčestica dimenzija od 0,015 do 0,1 mm. Glavni razloziupotrebe praškastih aktivnih ugljeva imaju u osnoviizbegavanje mogućih problema u difuziji fluida odtransportnih pora do mikropora.PAU se upotrebljavaju u reaktorima velikih zapremina gdepostoji mehaničko mešanje.Granulisani aktivni ugljevi (GAU) imaju dimenzije česticaod 1 do 5 mm. Uglavnom se koriste kao ispuna ufilterskim kolonama sa kontinualnim protokom i niskimpritiskom proboja.Osnovna prednost granulisanih nad praškastim aktivnimugljevima leži u znatno nižem pritisku proboja priupotrebi u kolonskim protočnim sistemima, i mogućnostiregeneracije i reaktivacije. Mezo- i mikropore kodkvalitetnh vrsta uglja zahvataju 70% ukupne zapreminepora. Distribucija pora je veoma bitan parametar zaadsorpcioni kapacitet GAU jer direktno utiče na“prohodnost” molekula raznih veličina kroz porni prostor.

PAU

Ulaz vodeIzlaz vode

Filtraciona membrana

77

Mineralni adsorbenti –Zahvaljujući negativnom naelektrisanju i poroznostistrukture, prirodne mineralne sirovine (gline i zeoliti) imaju široku primenu kaokatjonski izmenjivači i molekulska sita. Dosadašnja istraživanja ukazuju na visokuefikasnost adsorpcije teških metala i drugih katjonskih zagađivača prisutnih ukontaminiranim vodama. Modifikacijom njihove površine mogu se dobiti aktivniadsorbenti za nepolarne i slabo polarne organske zagađivače kao i za neorganskeanjone.

Zeoliti su hidratizirani aluminosilikati,jedinstvene trodimenzionalne strukture,sastavljeni od primarnih i sekundarnih jedinicaSiO4 i AlO4 tetraedara međusobno spojenihatomima kiseonika.

Za strukturu zeolitakarakteristična je specifičnaumrežena struktura sašupljinama koje su međusobnopovezane kanalima određenogoblika i veličine.

Površinski negativni naboj alumosilikatne strukture uzrokovan je izomorfnom zamenom Si4+ sa Al3+ a kompenzovan je hidratizovanimalkalnim i zemnoalkalnim katjonima koji se mogu zameniti sakatjonima iz rastvora u kontaktu sa zeolitom.

Procesi pročišćavanja voda temelje se na procesima jonske izmene iliadsorpcije na površinu modifikovanih zeolita stvaranjem više ili manjestabilnih kompleksa.

79

Silika gel –je amorfni oblik silicijum dioksida (SiO2) i ima veoma poroznu strukturu.Dobija se zakišeljavanjem vodenog rastvora natrijum silikata.Nastaje želatinozni talog, koji se ispira da bi se odstranio višak elektrolita, i zatim sušida se odstrani voda.Osobine nastalog proizvoda zavise od načina pripreme, ali tipični preparati imajuveličinu pora 2200 – 2600 pm i aktivnu površinu 750 – 800 m²/g. Koristi se kaosredstvo za upijanje vode, katalizator, izolator, u hromatografiji za punjenje kolona,itd. Silikagel može da primi količinu vode veću od 40% svoje mase.Hemijski je inertan i netoksičan.

80

Biosorbenti

Biosorbenti imaju sposobnost da selektivno koncentrišu ciljnisorbat (molekule, atome, jone ili čestice) na svojoj površini.Postojanje ovog fenomena je zabeleženo kod mnogih biljnihmaterijala.Na osnovu literaturnih podataka može se zaključiti da među lakodostupnim tipovima biomasa postoje snažni biosorbenti, kao štosu izvesni prirodni materijali, kojih ima u izobilju: delovi biljaka,naročito oni koji sadrže celulozu: npr. kora drveta, ljuska pirinča,ljuska pšenice, kora kokosa, banane, narandže, lišće čaja, klipkukuruza, kora lešnika, oraha, itd. morske alge, mikroorganizmi(bakterije, gljive, kvasci), aktivni mulj i dr. Ovi tipovi biomasasluže kao osnova za razvijanje novih procesa biosorpcije metala,koji se smatraju veoma konkurentnim sredstvima za detoksikacijuindustrijskih efluenata.

kora drveta, ljuska pirinča, ljuska pšenice, kora kokosa, banane, narandže, lišće čaja, klip kukuruza, kora lešnika, oraha, itd. morske alge, mikroorganizmi (bakterije, gljive, kvasci), aktivni mulj

Uređaji za adorpciju

• Adsorbent može da bude u obliku:– praha,

– granula,

– vlakana ili

– monolitnog apsorpcionog filtra

U zavisnosti od tipa adsorbenta postoje različiti uređaji za adsorpciju:

1. kolonski za granule

2. Suspenzioni za prah

Co Co CoCo

C1 C2 C3 C4

Prelomna tačka

1

C/Co

Vreme ili zapremina izlazne vode

Adorpcija u sloju - Nepokretni sloj granula koje su smešetene u koloni

OBJAŠNJENJE

• Prenos mase obavlja se tako što se prvo iskoristiadsopcioni kapacitet prvog sloja adsorbenta, pa se prenosi na sledeći sloj.

• Tako se front prenosa mase kreće od ulaza premaizlazu uređaja

• Ako se formira dijagram zavisnosti izlazne koncentracijeadsorbata od vremena tada se može pratiti kretanjefronta prenosa mase (probojna kriva)

• Nagli porast koncentracije označava kraj adsoprcije, a površina ispod probojne krive količinu adsorbovanogmaterijala

Paralelno vezane koloneKolone u seriji

Kolona sa pokretnim slojem (fluidizovanom sloju)

1 1

1

2 2

2 3

4

1. Sirovina2. Proizvod3. Ulaz adsorbenta4. Izlaz adsorbenta

Sloj adorbenta može biti nepokretan ili u fluidizovanom sloju

• Kod fiksnog sloja-regeneracija se vrši kada se iskoristi sav kapacitet adsorbenta

• Da bi se obezbedio koninuitet povezuje se nekoliko kolona u niz (2 ili 3)

više kolona u nizu

regeneracijaU radu

U raduregeneracija

regeneracija

U raduU radu

objašnjenje

• Dve kolone su u serijskoj vezi u režimu rada a treća u režomu regeneracije

• Kada je porast koncentracije posmatranogparametra u drugoj koloni, front prenosa masa u drugoj koloni takođe, znači da je prva kolonazasićena

• Tada prva kolona ide na regeneraciju, drugakolona u serijskom nizu postaje prva, a trećakolona koja je bila na regeneraciji postaje drugakolona

Kolona sa fluidizovanim slojem

• Radi bez prekida jer se konstatno jedan deo adsorbenta odvodi na regeneraciju

Suspenziona tehnikakoristi adsorbent u obliku praha

• Za ovu tehniku je Poteban

– suspenzioni reaktor u koji se meša adorbent sa rastvorom i

– Filter koji ponovnu separaciju praha

Filter

Korak 2 - filtriranjeKorak 1- mešanje

Filter

Korak 2 - filtriranjeKorak 1- mešanje

Šaržni proces

Kontinualni proces

Filter

U šaržni reactor se doda potrebnakoličina adsorpcionog Praha I vrši se mešanjedok se obavi adospcija, posle toga se rekztor prazniAdorbent se filtrra I postupak se ponavlja

U protočnom reaktoru kontinualno se dodaje prah, uz mešanje dolazi do adsopcije pri čemu se rastvor sa adsorbenotm kontinualno odvodi na filtriranje

FilterFilter

Korak 2

Korak 1

Korak 4

Korak 3

1

2

3 3

FilterFilter

Korak 2

Korak 1

Korak 4

Korak 3

1

2

1. Sirovina2. Proizvod3. adsorbent

Vištepena suspenziona adsorpcija

• Suspenziona tehnika je niže efikasnosti od tehnike u sloju, ali je ekonomski povoljnijastoga je zastupljena više

Regeneracija

• Termička-za granulisani aktivni ugalj (do 1000˚C). Potrebno je prebacivanje uglja iz kolone u peć. Vrlo skupa metoda

• Regeneracija parom-za uklanjanje organskih materija (lakoisparljivih sa tačkom ključanja< 150 ˚C) sa aktivnog uglja i granulisanih polimernih adsorbenata

• Hemijska:– kiselo-bazna za uklanjanje organskih jedinjenja

– Solventna- primena organskih rastvarača

Primena Adsorpcije

• Adsoprcija se široko primenjivana tehnika u tretmanu otpadnih voda, najčešće kao završnatenika.

• Koristi se za uklanjanje:– Hlorovani ugljovodonici– Fenoli– PAH– Organski pesticidi– As– Sb– Cr...

PREMA prisutnim zagađujućim supstancama metode se mogu klasifovati na sledeći način:






– Koagulacija, flokulacija– Flotacija– Adsoprcija– Jonska izmena– Aeracija– Oksidacija– Dezinfekcija– Membranski procesi– Biološki tretmani– Elektrohemijske metode

Jonska izmena

Selektivno popunjavanje šupljina u kristalnoj rešeci: molekulska sita i

jonska izmena

Predstavlja proces zamene jedne ili više vrsta jona iz tečnosti sa jonima čvrste faze

Ovom promenom Priroda tečnosti se ne menjajer je balans + i – jona ostao nepromenjen

http://www.ccdpy.com/ENWaterP.html

NaCl

+RH→RNa+ H+

+ROH→RCl + OH-

• Kada se iskoristi sav kapacitet jona raspoloživ za zamenu – jonski izmenjivač se podrvrgava regeneraciji (izlaganje JI drugoj tečnosti)- izvršise zamena jona koji su poneti iz prve tečnostiprvobitnim jonima jonoizmenjivača

• U zavisnosti od tipa jona koji se menjaju JI se može podeliti u dve grupe:

• Katjonska izmena-izmena pozitivnih jona

• Anjonska izmena-izmena negativnih jona

Katjonska /kisela izmena

• U tehnologiji voda kao najčešće prisutni joni su: Mx+ : Ca2+, Mg2+, Na+, Fe2+, Mn2+, H+,

Jednačina koja opisuje katjonsku izmenu:

Mx+ + xHR →MRx + H+

Gde su:

Mx+ - katjon u vodi najčeće jon metala

xHR - jonski izmenjivač

MRx - jonski izmenjivač posle zamene jona

H+ - Oslobođeni joni vodonika

Anjonska/bazna izmena

• U tehnologiji voda kao najčešće prisutni joni su: Az- : Cl-, SO4

2-, CO32- , NO3

- , OH- ,

Jednačina koja opisuje jonsku izmenu:

Az- +z ROH →Rz A + zOH-

Gde su:

Az- - anjoni u vodiz ROH - jonski izmenjivačRz A – Jonski izmenjivač posle izmene jonazOH- - oslobođeni hidroksilni joni

Jonski izmenjivači

• Prirodnog porekla: Natrijum-alumino silikati (zeoliti)

• Sintetički organski i neorganski JI

• JI su uglavnom makromolekuli koji sadrže jednu (monifukcionalni ) ili dve/više aktivne (polifunkcionalni) grupe

Jaki ili slabi

Kiseli i bazni Kiseli i bazni

Kiseli katjonski JI

Jaki kiseli katjonski JI • Naziv su dobili jer je njihovo ponašanje slično kao kod jakih

kiselina• Obično sadrže jako disosovanu –SO3H • vezuju sve katjone u vodi tako što ih zamenjuju vodonikom:

(R-SO3H)+ NiCl2 --> (R-SO4)Ni+ 2HCI

Slabi Kiseli jonski izmenjivači-Sadrže slabo disosovanu aktivnu grupu –COOH

Regeneracija ovih JI se vrši kiselinom (najčešće HCl)

Bazni JI

Jaki bazni JI

• Sadrže kvarterni amonijak, a jezgro je najčešće aromatično

• Vezuju anjone jakih kiselina ali i slabih kiselina (silicijumove i ugljene kiseline)

R--NH3OH+ HCl -> R-NH3Cl + HOH

• Pored geometrijskih i fizičko-hemijskih osobina važne osobine za JI su i njegov

• Kapacitetbroj raspoloživih veza za zamenu (meq/jedinici mase) ; 200-500meq/g• SelektivnostiSvaka adsorpcija se odvija po nekom hemijskom mehanizmu i

opisana je hemijskom reakcijom. Povratne hemijske reakcije imaju svoju konstantu raznoteže, a kada su u pitanju reakcije adsorpcija ta konstanta ravnoteže naziva se koeficijentom selektivnosti.

Što je koeficijent selektivnosti za neki jon veći to je veća verovatnoća da će taj jon biti zamenjen.

• Što je koeficijent selektivnosti za neki jon veći to je veća verovatnoća da će taj jon biti zamenjen.

• JI ima veći tendenciju ka onim jonima tj pre će ih zameniti ako taj jon ima:

– Više valentno stanje

– Manju zapreminu

– Veću sposobnost polarizacije

– Grade čvršću vezu sa JI

– Sa drugim jonima grade komplekse

Za uobičajene katjonske izmenjivače, sklonost ka izmeni jona iz rastvora može se prikazati sledećim rasporedom:

Ba2+> Pb2+> Sr2+> Ca2+> Ni2+> Cd2+> Co2+>.... H+

Za anjonske izmenjivače:

SO42->I->NO3

->CrO42->Br-> Cl-> OH->

Aparati i uređaji za JI

• Svi uređaji koji se koriste za apsorpciju koriste se i za jonsku izmenu

• JI mogu biti šaržni ili kontinualni

• Najzastupljeniji su kolonski uređaji sa fiksnim slojem i fluidizovanim slojem koji obezbeđuju odvijanje kontinualnog procesa u istom uređaju

Primena JI

• Omekšavanje

• Demineralizacija

• Uklanjanje NH3

• Uklanjanje teških metala

• Obrade radioaktivnih tokova

JI: Omekšavanje vode

• Tvrdoća vode: Ca+ i Mg+ soli -bikarbonati, karbonati, nitrati, nitriti, sulfati, hloridi)

• Karbonati i bikarbonati-karbonatna tvrdoća

• Ostale soli-nekarbonatna tvrdoća

+__________________________________

UKUPNA TVRDOĆA

Omekšavanje vodeuklanjanje Ca2+ I Mg2+

• Za omekšavanje vode se koriste katjonskiizmenjivači u obliku Na – R, a za njihovuregeneraciju NaCl.

• Sve soli kalcijuma i magnezijuma prisutne u vodi prevode se u Na – soli, a Ca - R i Mg - R se uklanjaju kao nosioci tvrdoće.

Omekšavanje vode postupkom jonske izmene

Ca(HCO3)2

Mg(HCO3)2

CaSO4

CaCl2MgCl2NaCl

Na-RNaHCO3

Na2SO4

NaCl

Ca

MgR

Dekarbonizacija

• Je uklanjaje samo karbonatne tvrdoće

• Svi katjoni se vezuju za izmenjivač , a anjoni ostaju u vodi u obliku kiseline

Ca(HCO3)2

Mg(HCO3)2

CaSO4

CaCl2MgCl2NaCl

H-RH2CO3

H2SO4

HCl

Ca

RMg

CO2

CaSO4

CaCl2MgCl2NaCl

Na

• Demineralizacija: ukupno smanjenje katjona I anjona mineralnog porekla

• Dejonizacija uklanjanje jona organskog porekla

Ca(HCO3)2

Mg(HCO3)2

CaSO4

CaCl2MgCl2NaClSiO2

H-R

CO2

HClSiO2

H2SO4

Ca

Na

RMg

R-OHCO2

H2OSiO2

R

SO2

Cl








Prečišćavanje vode za piće

• Kvalitet prečišćene vode za piće treba da zadovolji kriterijume definisane „Pravilnikom o higijenskoj isptavnosti vode za piće“

• Postupak prečišćavanja zavisi od kvalitetasirove vode

• U slučaju da sirova voda zadovoljava definisane kriterijume potrebno je izvrsiti samo dezinfekciju

dezinfekcijaSirova voda Distributivna mreža

Sredstvo za dezinfekciju

Klasifikacija procesa dezinfekcije

• Hemijske:– Hlor

– Ozon

– Kalijum-permaganat

– vodonik perosksid

• Fizičke:– Termičke

– UV zraci

– Gama zraci

DEZINFEKCIJA

• DESTRUKCIJA/UNIŠTAVANJE PATOGENIH ORGANIZAMA U VODI

Dezinfekcija Sterilizacija(sterilizacija je uništavanje svih mikroorganizama)

• Iz vode se najčešće uklanjaju bakterije, virusi,protozoa, emebe

• Mehanizmi dezinfekcije uključuju:– Uništavanje građe zida ćelijske membrane– Promena permeabilnosti zida ćelije– Promena koloidnog sastava protoplazme– Promena aktivnosti enzima

Hemijske metode dezinfekcije

• Hlor (g, l)

• Jedinjenja hlora:

– hipohlorasta kiselina/natrijum-hipohlorit,

– monohlor-amin,

– hlor (IV) oksid

Dezinfekcija sa hlorom Cl2 (g)

Odvija se u dve faze:

1. Hidroliza (rastvaranje):

Cl2 +H2O→HOCl + H+ +Cl-HIPOHLORASTA KISELINA

2. Jonizacija:

HOCl→H+ +OCl-stvaraju se hipohloriti OCl-Hipohloriti deluju fatalno na bakterije

Dezinfekcija sa hipohloritom

Ca(OCl)2 + 2H2O→2HOCl + Ca(OH)2

Kalcijum hiplohorit kalcijum hidroksid

NaOCl + H2O→ HOCl + NaOH

natrijum hiplohorit Hipohlorasta kiselina Natrijum hidroksid

stvaraju se hipohloriti OCl-

hipohlorasta kiselina reaguje sa organskim materijama prisutnim u vodi stvarajući nepoželjna jedinjenja –hlorfenole, trihalometane, itd.

prolazi kroz ćelijsku opnu, napada i razara enzimski sistem u citoplazmi, a vezuje se i za aminogrupe aminokiseline

Dezinfekcija amonijakom

U prisustvu NH3, dolazi do stvaranja hlor amina:

NH3 +HOCl→ HN2Cl + H2O

HN2Cl + HOCl→ NHCl2 + H2O

NHCl2 + HOCl→ NCl3 + H2O

pri pH 8.5 nastaje monohloraminpri pH 4 .4 – 5 nastaje samo dihloramin- pri pH ispod 4.4 nastaje smeša mono – i dihloramina.- na pH 7 količina mono- i dihloramina su jednake.

Oksidacija Fe i CN-

• Dezinfekcija hlorom i jedinjenima hlora se pored uklanjanjapatogenih organizama koristi I za oksidaciju gvožđa I cijanida:

OCl- + CN-→CNO- + Cl-

2 Fe2+ + Cl2 → 2Fe3+ + Cl-

• Hlor sa organskim jedinjenjima može da gradi kancerogenajedinjenja te se vode koje sadrže organske materije(naročito huminske kiseline) ne smeju dezinfekovati sahlorom

Cijanatni jon

Dezinfekcija ozonom

• Ozon je agresivan oksidacioni agens te je u dezinfekcijiizuzetno efikasan

• On se proizvodi neposredno pre primene iz suvogvazduha ili kiseonika u generatorima gde se između eletroda vrši konverzija kiseonika u ozon:

• Najširi primenu pored dezinfekcije iima za uklanjanje:– Boje

– Mirisa I ukusa

– Fe I Mn

– Fenola

– Cijanida

100% je skuplji od hlora

• Postupak dezinfekcije vode ozonom se zasniva na propuštanju ozoniranog vazduha, odnosno vazduha u kojem je kiseonik pod dejstvom električnog pražnjenja preveden u troatomski oblik O3. Molekul ozona je bogat energijom, pa je termodinamički nestabilan. Ozon se lako raspada na molekulski i nascentni kiseonik:

O3↔O*+O2+1000kJ

PRIMENA OZONA

PREDNOSTI

• ozon utiče na organoleptički kvalitet vode (uklanja komponente koje vodi daju ukus i miris vode);

• - oksiduje gvožđe, mangan i sulfide;

• - ozon može u pojedinim slučajevima da poboljša proces pripreme vode za piće i poveća stepen uklanjanja mutnoće;

• - ozon spada u najefikasnija dezinfekciona sredstva i zahteva kratko vreme kontakta;

• - efikasniji je od hlora, hlor-dioksida i hloramina za inaktivaciju virusa, Cryptosporidium i Giardia.

• - u odsustvu bromida ne formiraju se halogeni supstituisani dezinfekcioninusprodukti;

• - nakon tretmana vode ozonom kao rezidual se jedino javlja samo kiseonik.

NEDOSTACI

• dolazi do formiranja dezinfekcionih nus-produkata: aldehida, ketona, a u slučaju prisustva bromida, bromata (Somborska voda) i niza bromovanih

dezinfekcionih nus-produkata;• - početna cena za ozonizaciju je

visoka;• - generacija ozona zahteva visoku

energiju i mora se generisati na licu• mesta;• - ozon je jako korozivan i toksičan.

• Uobičajno, je i gotovo obavezno, da posle ozonizacije vodu treba podvrgnuti filtarciji na granulisanom aktivnom uglju. Na taj način postižu se dva efekta:

• Prvi je uklanjanje štetnih produkata ozonizacije,

• drugi ostvarivanje biohemijske razgradnje organske materije.

Fizička dezinfekcija

• UV zračenje:

Postiže se emitovanjem UV zraka pomoću živine lampe

Vrlo je skupa I ne primenjuje se kao česta metoda

Dezinfekciju UV zracima ometa:

• prisustvo velikog broja različitih komponenti zadezinfekciju

• Suspendovane materije

• Gvožđe

Prednosti: ne menja sastav I kvalitet vode, ne utiče namiris I ukus- primenjuje se u prehrambenoj industriji

Za razliku od mnogih dezinfekcionih sredstava, UV zračenje ne inaktivira mikroorganizme preko hemijske interakcije. Ono ih inaktivira preko apsorpcije svetlosti, koja uzrokuje fotohemijske reakcije na komponentama esencijalnim za ćelijsku funkciju. Kako UV svetlost prodire kroz ćelijski zid mikroorganizma, energija reaguje sa nukleinskim kiselinama i ostalim vitalnim ćelijskim komponentama, rezultujući povredu ili smrt izloženih ćelija. Postoji obilje dokaza koji potvrđuju da, ako dovoljna doza UV energije dođe do organizma, UV zračenje može da dezinfikuje vodu do bilo kog potrebnog stepena

POSTROJENJE ZA UV DEZINFEKCIJU

https://news.wttw.com/2016/03/23/worlds-largest-ultraviolet-disinfection-facility-tackles-chicago-river

Proizvodnja vode za piće iz podzemnihvoda

• Za pijaću vodu mogu se prerađivati podzemne I površinske vode

• Podzemne vode, kao I površinske imaju određenekarakteristike:

podzemne vode najčešće sadrže veće količine Fe, NH3 i MnI rastvorene gasove CO2, CH4 i ponekad H2S

Da li će se za piće razmatrati podzemni ili površinski izvorizavisi od kompleksnosti tehnologije koja je potrebna zaprečišćavanje vode što određuje I ekonomski aspekt

Ae

rato

rd

egaz

ato

r

Filt

er

Gasovi

Komprimovanivazduh

Sirova voda

Sredstvo za dezinfekciju

Voda

TEHNOLOGIJA UKLANJANJA gasova, Fe, NH3 i Mn

Fe2+ ------> Fe3+ ------> Fe(OH)3

Ret

enci

ja

Objašnjenje šeme pripreme vode zapiće iz podzemnih voda

• Prvi korak je aeracija/degazacija

• Aeracija se koristi da se izvrši oksidacija Fe i dela Mn

• Istovremeno, aeracijom se može izvršiti I degazacija u zavisnosti od

pH vode, T, pritiska vazduha koji se uvodi, mogu se ukloniti I prisutnigasovi: H2S, CO2, NH3 I dr.

Aeracijom se oksiduje Fe(II) u Fe(III)

Fe2+ ------> Fe3+ ------> Fe(OH)3 teško rastvorno jedinjenje

• Filtracija se najčešće odvija na peščanim filtrima: Uklanja se Fe(OH)3 I MnO2

• U pešćanom filtru se granule peska“manganizuju” tako da se filterski medijumponaša kao katalizator za oksidaciju preostalograstvorenog Mangana.

• Na površini peščanog fiLtra može se formirati flojamonijčnih bakterija koji vrše oksidacijuamonijaka do nitrata.

• Posle filtracije vrši se dezinfekcija vode, najčešćehlorom

Aer

ato

r

Filt

er

Gasovi

Komprimovanivazduh

Sirova voda

Sredstvoza dezinfekciju

Voda

Prisustvo organskih materija u podzemnoj vodi

Fe2+ ------> Fe3+ ------> Fe(OH)3

Ret

enci

ja

Filt

raci

ja n

a ak

tivn

om

ugl

ju

• Organske materije kompleksnog sastava su prisutne u podzemnim vodama koje

• Uklanjanje organskih komponenti vrsi se adsorpcijom na granulisanom aktivnom uglju

• Adsorpcija se vrsi nakom filtracije

Grubiodvajač Taložnik Filtracija

hemikalije

koagulator flokulator

mulj

Dezinfekciono sredstvo

Ulaz vode

Izlaz vode

Prečišćavanje površinske vode u svrhudobijanja vode za piće

Proizvodnja ultračiste vode

• Ultračista voda se proizvodi za specifičnepotrebe: infuzija, injekcije

• Sirovina za ultračistu vodu je voda za piće

• Karaktristike ultračiste vode:

– Provodljivost

– Broj čestica

– Broj bakterija

– TOC (ukupni organski ugljenik)

Ad

sorp

cija

Jon

ska

izm

ena

Rev

ersn

ao

smo

za

UV

d

ezin

fekc

ija

Ult

rafi

ltra

cija

Pitka voda

PRIPREMA VODE ZA KOTLOVE

• Tehnološki procesi, kao I procesi sagorevanja u cilju dobijanja električne/toplotne energijekoriste velike količine vode za proizvodnju PARE

• Para se prouzvodi u kotlovima koji koriste različiteuzvore energije (fosilna goriva)

• Dakle Sirovina je voda: pitka, podzemna ilipovšinska

• Poreklo vode za proizvodnju PARE diktira I tehnloški postupak prečišćavanja vode

• Generalno, voda nakon tretmana treba da imasledeće karakteristike:

– Da minimizira stvaranje taloga u kotlu

– Da minimizira mogućnost pojave korozije u celom sistemu

– Stoga treba ukloniti soli Ca I Mg koji čine ukupnu tvrdoću vode

– Ukloniti korozivne materije: kiseonik I CO2

Taložnik

Sirovavoda

Koagulator

Filtar

Jonoizmenjivači

Degazator

Jonoizmenjivač

Demi voda

Al- Sulfat

• Kotlovksa voda se prečišćava u nekoliko faza:

– Uklanjanje čestica- taložnik

– Uklanjanje čestica-koagulator

– Uklanjanje tvrdoće jonoizmenjivači

– Uklanjanje gasoca: degazator

GRADSKE OTPADNE VODE

Taložnik

Aerobni reaktorTaložnik

Rešetka

Izlazne lamele

Konvencionalna tehnologija za obraduotpadne vode naselja

HLOR

Ulazvode

izlazmulja

vazduh

izlazvode

• Otpadne vode naselja imaju veliki sadržaj suspendovanihmaterija, amonijaka, drugih nutrijenata (P,N) kao I organskih komponenti

• Konvencionalni način prešičćavanje komunalnih otpadnihvoda obuhvata:– Rešetke– Taložnik– Biološku preradu vode sa aktivnim muljem– Dezinfekcija– Linija mulja

– Ovom tehnologijom može da se ukloni I do 95% suspendovanihmaterija I BPK5

Aerobni reaktor

• Zasniva se na sposobnosti mikroorganizama da nekeorganske I neorganske komponente u otpadnoj vodikoriste kao hranu

• Deo materije se oksidiše obrazujući biomasu tj aktivnimulj, a drugi deo odlazi kao CO2, voda, Nitrati…

Biološki reaktor sa aktivnim muljemodređena količina kiseonika za oksidaciju I aktivni mulj se održavaju u suspendovanom stanju kako bi došli u kontaktsa što većom količinom materije za oksidaciju. Nakonoksidacije voda ide na taloženje u taložnik, a deo aktivnogmulja se povratno iz taložnika vraća u reaktor

DEG

AZA

CIJ

A

FILT

RA

CIJ

A

AD

SOR

PC

IJA

Ulazvode

IzlazvodeIzlaz Mulja

vazduh

mikser

amonijak

HLOR

• Ukoliko je potrebno dodatno zbog dostizanjaboljeg kvaliteta moguće je “nadograditi” konvencionalnu tehnologiju:– KOAGULACIJA– TALOŽENJE– UKLANJANJE AMONIJAKA– UVOĐENJE CO2– TALOŽENJE– FILTRACIJA– ADSORPCIJA SA AKTIVNIM UGLJEM I – DEZINFEKCIJA

Pitanja

• Filtracija(pojam, principi, karakteristike filtarskihmedijuma, uredjaji , primena)

• Flotacija (pojam, principi, pomocne materija, uredjaji, primena)

• Aeracija I degazacija (pojam, principi, uredjaji , primena)

• Adsopcija (pojam, principi, uredjaji , primena)

• Jonska izmena (pojam, principi, uredjaji , primena-omekšavanje, dekarbonizacija, demineralizacija)

• Dezinfekcija

Documents

1. Metode uklanjanja grubo Metode za uklanjanje ... vode 22.pdf · – Biološka oksidacija – Filtracija – Elektrohemijske metode Metode za uklanjanje rastvorenih materija: –