1. Modul Uporaba vode Poglavje 5c Ravnanje z odpadno · PDF file- Koagulacija& flokulacija(& sedimentacija, flotacija) • Cilj:Odstranitev suspendiranih snovi, koloidov, naravnih

1. Modul “Uporaba vode” Poglavje 5c “Membranska filtracija” 11

Trajnostni razvoj v komercialnih procesih pranja tekstilij

1. ModulUporaba vode

Poglavje 5c

Ravnanje z odpadno vodoMembranska filtracija

Leonardo da Vinci Project


Vsebina

Ravnanje z odpadno vodo in kakovost odpadne vodeMetode čiščenja odpadne vodeMembranska filtracija: Kako deluje?Membranska filtracija: Kako izbrati pravo tehnologijo?Reverzna osmozaUltrafiltracijaKeramične membraneMembranska filtracija in stroški filtriranjaPredfiltriranje in filtracija delcevPriporočene mejne vrednosti in vzdrževanjeEnostavne filtracijske metode in metode za ponovno uporaboPovzetek


Učni cilji

Učili se boste o osnovah membranske filtracijske tehnologije in kako se lahko uporablja očiščena odpadna voda iz pralnice.

Znali boste izbrati optimalno membransko filtracijsko metodo glede na kvaliteto vode, ki jo čistimo in kvaliteto vode, ki jo želimo doseči po filtraciji.

Spoznali boste, pomembnost predobdelovalnih postopkov za uspešno uporabo membranske filtracije.

Naučili se boste, zakaj in kako je potrebno pravilno vzdrževati membranski filtracijski sistem.

Spoznali boste, kako z enostavno filtracijsko metodo in primernim pralnim procesom prihranimo znatne količine vode.


Ravnanje z odpadno vodo

Želite izboljšati kvaliteto vaše pralne vode ali ponovno uporabiti vodo v vaši pralnici? …in prihraniti denar?

VHODODPADNA

VODA

IZHODVODA


Ravnanje z odpadno vodo - vhod

Sestava odpadne vode se lahko znatno spreminja in vpliva na izbiro primerne metode za čiščenje odpadne vode.

1505-30301012503500Onesnažena

602-1620104001000Normalna

mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L

SSNtotPtotpHBPKKPK

Vir: Vercaemst & Dijkmans, ‘BBT-studie, 1999’.

Ioni težkih kovinOgljikovodikiAOXVlakenca


Ravnanje z odpadno vodo - izhod

Če imate cilj izboljšati kvaliteto vaše pralne odpadne vode ali kvaliteto vaše očiščene vode, potem morate upoštevati sledeče parametre:

- znižanje KPK vrednosti

- nizka vsebnost soli

- ni prisotnih kovin

- ni barvnih pigmentov

- ni biološke aktivnosti


Metode za čiščenje odpadne vode

Verjetno že poznate klasične metode čiščenja odpadnih vod kot so:- Koagulacija & flokulacija (& sedimentacija, flotacija)

• Cilj: Odstranitev suspendiranih snovi, koloidov, naravnih organskih snovi.- Filtracija z aktivnim ogljem

• Cilj: Odstranitev naravnih organskih snovi, kontaminacija z mikroorganizmi.- Oksidacija (ozon, UV, klor, vodikov peroksid)

• Cilj: Razgradnja organskih snovi, dezinfekcija.- Biološke metode

• Cilj: Razgradnja organskih snovi, dušika, železa.- Ionska izmenjava

• Cilj: Mehčanje vode za odstranitev trdote vode.- Destilacija& evaporacija

• Cilj: Odstranitev topil, olj.

V tem modulu se boste učili o membranski filtraciji.


Membranska filtracija: Kako deluje?

Enostavni prikaz odstranitve onesnaženja z uporabo membranskega modula:

Vir: VITO

VTOKVTOK

PERMEAT

PERMEAT

RETENTAT


Membranska filtracija: Kako izbrati pravo tehnologijo?

Ta preglednica prikazuje kako lahko, glede na velikost filtriranega materiala, izberemo pravo tehnologijo.


Membranska filtracija: Kako izbrati pravo tehnologijo?

Kvaliteta permeata je zelo odvisna od izbrane metode filtracije.Spodaj lahko od leve proti desni vidite vzorec vhodne vode, permeata, ki nastane pri ultrafiltraciji in permeata, ki nastane pri reverzni osmozi.

vir: Wehrle

vir: VITO


Reverzna osmoza (RO)

Najmanjši delci (vključno s solmi) se lahko odstranijo z reverznoosmozo, kjer dobimo permeat najvišje kvalitete.


Spiralne RO membrane

Spiralni membranski modul je sestavljen iz ene ali večmembran, ki so ovite okrog perforirane centralne cevi. Permeatprehaja skozi ovito membrano v centralno cev.

source: GE Water Technologies

Vir: GE Water Technologies

Cev permeata

O - obroč

Mrežna rešetkaSpoj

Hrbtna stran membrane

Adhezivna plast Nosilec za permeat

Membrana

Odpadna voda

Odpadna voda

Permeat

Retentat

Retentat


Spiralne RO membrane

Spiralni modul je sestavljen iz ene ali več membran, ki so ovite okrog perforirane centralne cevi. Permeat prehaja skozi membrano. Spiralna oblika modula povzroča prehajanje permeata na notranjo stran.

source: GE Water Technologies

vir: GE Water Technologies


Princip prečnega toka

Koncentracijska polarizacija je pojav pri katerem se v bližini površine membrane pojavi visoko koncentriran sloj akumuliranih molekul.

vir: VITO

Odpadna voda

Permeat

MembranaC vtok



Posledice visoke koncentracijske polarizacije:i) zelo zmanjšan pretok permeataii) difuzija soli skozi membranoiii) obarjanje in odlaganje soli

vir: VITO

C wand

Membrana

Permeat

Odpadna voda

-

-

C bulk



Prečni pretok se zahteva, da se zmanjša koncentracijska polarizacija skozi turbulenco.

vir: VITO

C wand

Membrana

Permeat

Odpadna voda

-

-

C bulk


Reverzna osmoza

Vpliv koncentracijske polarizacije na RO namestitev:

source: VITO

Modul 1

21 3

Odpadna voda

Permeat

Retentat

12 3

50% obnavljanje

75% obnavljanje

85% obnavljanje

Tlačna cev

Vir: VITO


Reverzna osmoza

Primer naprave za reverzno osmozo:

vir: glej:Voda


Reverzna osmoza

Primer naprave za reverzno osmozo:

vir: glej:Voda


Ultrafiltracija

Nečistoče iz delovnih oblačil, kot so emulzije olj in bakterije se lahko odstranijo z ultrafiltracijo.


Ultrafiltracija

Uporaba:- čiščenje odpadne vode nastale pri pranju delovnih oblačil- predobdelava za čiščenje z RO

Kvaliteta odpadne vode:- raztopljene snovi < 50 mg/l- predfiltriranje ± 200 µm

Kvaliteta permeata:- SDI < 2 (“Silt Density Index”oz. “Koloidni indeks)- motnost < 0.1 NTU (Indeks motnosti)- mikroorganizmi – zmanjšanje za log 4 (virusi) do log 6 (bakterije)

Vračanje permeata: 85-95 %


Ultrafiltracija

Primer naprave za ultrafiltracijo:

vir: glej:Voda


Keramične membrane

Keramične membrane so zelo odporen material (kislost, bazičnost, temperatura).

Mikroskopski pogled in struktura ultrafiltracijske membrane:

zgornja plast(TiO2)

srednja plast(TiO2)

nosilecα-Al2O3


Membranska filtracija

Večja kvaliteta permeata pomeni tudi večje stroške filtriranja.

Mikrofiltracija & Ultrafiltracija:• Pretok : 80-100 l/h.m²• Tlak < 1.5 bar, poraba energije 0,1 kWh/m³• Obratovalni stroški : 0.15 - 0.20 EURO/m³

Nanofiltracija:• Pretok : 20 l/h.m²• Tlak < 10 bar, poraba energije ≤ 0.5 kWh/m³• Obratovalni stroški : 0.25 - 0.35 EURO/m³

Reverzna osmoza:• Pretok: 15 l/h.m²• Tlak < 10 bar, poraba energije ~ 0.5 kWh/m³• Obratovalni stroški < 0.4 EURO/m³


Predfiltracija

PREDFILTRACIJA JE NUJNA !!!!!

Uporaba predfiltracije, kot je filtracija delcev je nujna, da prepreči takojšnjo zamašitev membran in tako omogoča predvideno delovanje membran.

Filtracija delcev je npr. ultrafiltracija pred reverznoosmozo ali pred nanofiltracijo.


Filtracija delcev

TLAČNA FILTRACIJA

* kasetni filter

* filter v obliki vrečke

* sito

* avtomatski filter* peščen filter

* filterne preše

* rotirajoči bobnasti filtri

VAKUMSKA FILTRACIJA

* rotirajoči bobnasti filtri s predprevleko* rotirajoči filtri

GRAVIMETRIČNA FILTRACIJA

* statično sito* rotirajoče sito* vibrirajoče sito

CENTRIFUGALNA FILTRACIJA

* centrifuga* dekanter

Za filtracijo delcev obstaja različna oprema:


Filtracija delcev

• Sita (0.2 - 0.25 mm)– Statična sita

• ni gibajočih delov• se mašijo• samočiščenje je drago

– Rotirajoča sita• skoraj se ne mašijo• zanesljiva• draga

– Vibrirajoča sita• vzdrževanje• energija• hrup• zelo učinkovita

1) Dotok odpadne vode2) Sito3) Grobo sito za izločanje snovi4) Izločanje vode skozi rešeto


Ostali mejni parametri delovanja

Mejni parametridelovanja

Obraba Zamašitev,Odlaganje Ostali parametri



Obraba

kisline

baze

aktivni kisik

topila

mikroorganizmi



Odlaganje

zamašitev: kovinski oksidi, koloidi,bio materiali

obloge: CaSO4, CaCO3

obloge: Mg(OH)2

obloge: SiO2


Zamašitev

vir: VITO


Zamašitev

vir: VITO

Redno čiščenje membran s posebnimi pralnimi sredstvi podaljša življenjsko dobo membrane:


Obloge & topnost silicija

source: AKZO PQ

Solubility of silica at ambient temperature as a function of pH.

( SHEIKHOLESLAMI R (1999))

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 5 10 15pH

Solu

bilit

y ( p

pm)

Uporaba primernega pralnega sredstva je bistvenega pomena, ko za čiščenje odpadne vode uporabljamo membranske filtracije.

Uporaba izdelkov, ki preprečujejo nastajanje oblog.


Enostavne filtracijske metode

Z uporabo enostavnih filtracijskih metod se lahko voda ponovno uporabi, rezultat česar je povečan prihranek vode

Uporaba enostavnih filtracijskih sistemov ima tudi svoj pomen, pred uporabo bolj učinkovitih, vendar dražjih membranskih filtracij.


MikrofilterFilterni modul s cevovodi in kontrolno ploščo

-> dobava vode

goste snovi

-> filtrat

<- ponovno izplakovanje

Lint-x Regain


Prihranek vode v L/kg tekstilij, za celotno pralnico

Ponovna uporaba

Mikrofilter


….poraba vode od 2,5 L/kg*

Dostop sveže vode

2 l/kg recov

Glavni rezervoar

A 1000 ltr Back-upB 1000 ltr Back-up

Odvodni kanal

0,5 l/kg sveža voda

Povratni tok

2 l/kg vode

Preša

Rezervoa

LINT-X

B A

*Sanoxy Plus proces


Popolno izvajanje zastavljenih rešitev v vašo pralnico, vodi k maksimalnemu prihranku vode in stroškov.

SANOXYSANOXY Prihodnost Prihodnost pranjapranja

LintLint--X X Obnova vodeObnova vode

SteamSteam--X X Obnova pareObnova pare

HeatHeat--XX Obnova energijeObnova energije

Ponovna uporaba resursov


Membranska filtracija - povzetek

Uporaba membranske tehnologije je zelo odvisna od cene vode

Membranska tehnologija je draga, vendar cena membran pada: - cena/m²: MF/UF: $80 → 10$ NF/RO: 15 $ → 10$- energija: Tlak NF: 7 → 3 bar RO: 12 → 6 bar

Investicijski stroški postanejo zato bolj pomembni

Predhodna obdelava odpadne vode je pomembna

Uporaba pralnih sredstev, ki so ustrezni za membransko filtracijo.

Documents

1. Modul Uporaba vode Poglavje 5c Ravnanje z odpadno · PDF file- Koagulacija& flokulacija(& sedimentacija, flotacija) • Cilj:Odstranitev suspendiranih snovi, koloidov, naravnih