Oczyszczanie ścieków Odnowa wody

1. Oczyszczanie ścieków Odnowa wody • Przez odnowę wody należy rozumieć zespół procesów i metod oczyszczania ścieków w takim stopniu, że mogą być one ponownie użyte jako wody do picia i potrzeb gospodarczych albo nadają im cechy wód naturalnych. • Stosowane są następujące procesy jednostkowe: • adsorpcja, • destylacja, • procesy membranowe • filtracja, mikrofiltracja i ultrafiltracja, • elektrodializa, • odwrócona osmoza, • wymiana jonowa.

2. Oczyszczanie ścieków Odnowa wody Adsorpcja Jako sorbentów używa się najczęściej popiołów lotnych, szlaki, torfu, węgla, koksu i rudy darniowej, węgla aktywnego, żelu krzemionkowego, sorbentów syntetycznych. Rodzaje zanieczyszczeń usuwane w procesie adsorpcji • Rozpuszczalniki aromatyczne • Chlorowane związki aromatyczne • Fenol i chlorofenole • WWA • Pestycydy • Chlorowane niearomatyczne • Węglowodory o dużej masie cząsteczkowej

3. Oczyszczanie ścieków Odnowa wody Utlenianie środkami chemicznymi Do utleniania chemicznego stosuje się głównie chlor, wapno chlorowane, podchloryny i dwutlenek chloru, madmanganian potasu, woda utleniona oraz ozon.

4. Oczyszczanie ścieków Procesy membranowe

5. Oczyszczanie ścieków Procesy membranowe Siłą napędową w większości procesów membranowych jest różnica: Ciśnień, Stężeń, Temperatury, Potencjału elektrycznego. W procesie elektrodializy siłą napędową jest różnica potencjału elektrycznego po obu stronach membrany, przez którą transportowane są jony z roztworu o stężeniu mniejszym do roztworu o stężeniu większym. Roztwór o zmniejszonym stężeniu jonów (rozcieńczony) nazywa się dializatem, zaś roztwór zatężony – solanką.

6. Oczyszczanie ścieków elektrodializa

7. Oczyszczanie ścieków Odwrócona osmoza Odwrócona osmoza służy do oddzielania wody (rozpuszczalnika) od substancji rozpuszczonej o małej masie cząsteczkowej.

8. Oczyszczanie ścieków Odnowa wody - wymiana jonowa 1/ woda surowa 2/ wymiennik wodorowy słabo kwaśny 3/ odgazowywacz 4/ doprowadzenie sprężonego powietrza 5/ odprowadzenie CO2 6/ odprowadzenie wody zdekarbonizowanej do celów ruchowych 7/ wymiennik sodowy 8/ woda zmiękczona

9. Oczyszczanie ścieków Dezynfekcja Dezynfekcja • Celem dezynfekcji jest zniszczenie żywych i przetrwalnikowych form organizmów patogennych oraz zabezpieczenie wody przed wtórnym rozwojem organizmów żywych, głownie bakterii • Dezynfekcja jest najczęściej stosowana na końcu układu oczyszczania Fizyczne metody dezynfekcji wody • Gotowanie i pasteryzacja wody • Promieniowanie ultrafioletowe • Ultradźwięki Chemiczne metody dezynfekcji wody • Chlorowanie (chlor, podchloryn sodowy, dwutlenek chloru, chloroaminy) • Ozonowanie • Dezynfekcja bromem lub jodem

10. Schemat oczyszczania ścieków

11. Ścieki przemysłowe Ścieki przemysłowe: 1.      Kopalnie i zakłady wzbogacania kopalin 2.      Przemysł metalowy 3.      Przemysł energetyczny 4.      Zakłady rafineryjno- petrochemiczne 5.      Przemysł chemiczny 6.      Przemysł spożywczy

12. Ścieki przemysłowe Kopalnie węgla kamiennego i brunatnego rodzaj ścieków: -         wody dołowe stężenie jonów chlorkowych i siarczanowych 600 – 42 000g/m3, zawiesiny i bakterie. -         ścieki poprodukcyjne z wydobycia i wzbogacania węgla – główne zanieczyszczenie to zawiesiny wody dołowe cedzone filtracja w piaskownikach  koagulacja  sedymentacja  filtracja powstałych zawiesindezynfekcja  odwrócona osmoza lub elektrodializa.

13. Ścieki przemysłowe • Przemysł metalowy – galwanizernie. • Ścieki: • z mycia i odtłuszczania • z trawienia • chromowe • cyjankowe • wody popłuczne • Ad.1. emulsja oleju w wodzie, • Destabilizacja emulsji ( koagulacja chemiczna) odolejanie metodą flotacji lub techniką membranową.

14. Ścieki przemysłowe galwanizernie Ad.2. Roztwór wodny kwasu i soli metali. Oczyszczanie: - siarczan żelaza (II): Neutralizacja za pomocą wodorotlenku wapnia połączona z jednoczesnym utlenianiem żelaza do FeIII Fe2+ + OCl- + 5H2O Fe(OH)3 + Cl- + 4H+ Fe(OH)3 suszenie magnetyt - roztwory soli Ni, Cu, Zn a) Alkalizowanie do wytrącenia wodorotlenków, zatężane za pomocą mikrofiltracji. b) Oddzielanie metali na jonitach.

15. Ścieki przemysłowe galwanizernie • Ad.3. Roztwór zawierający Cr (VI) • Regeneracja • Roztwory popłuczne zawierające chrom (VI). • Oczyszczanie: • Redukcja Cr (VI) do Cr (III) – reduktory – związki S(IV) – dwutlenek siarki, wodorosiarczyn, siarczyn i pirosiarczyn sodu (100%!) • 2H2CrO4 +3NaHSO3+ 2H2SO4 = Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + NaHSO4 + 5H2O • Neutralizacja • Cr2(SO4)3 + 2H2SO4 + 4Ca(OH)2 = 2Cr(OH)3 + 4CaSO4 + 2H2O

16. Ścieki przemysłowe galwanizernie Ad.4. Zawierają sole i cyjanki metali: np.. miedź, cynk, kadm, srebro, złoto. Oczyszczanie: a) Utlenianie chlorem Na2Zn(CN)4 + 4Cl2 + 2H2O = 4CNCl + Zn(OH)2 + 2NaCl + 2HCl Chlorocyjan w środowisku zasadowym 2CNCl + 4NaOH = 2NaCNO + 2NaCl + 2H2O Cyjanian sodu reaguje z chlorem 2NaCNO + 3Cl2 + 2H2O = 2CO2 + N2 + 2NaCl + 4HCl b) Utlenianie ozonem lub wodą utlenioną NaCN + O3 = NaOCN + O2 2NaCNO + 3O3 + H2O = 2NaHCO3 + N2 + 3O2

17. Ścieki przemysłowe • Zakłady rafineryjno-petrochemiczne. • Rodzaj ścieków: • Zużyte wody chłodnicze • Ścieki poprodukcyjne – silnie zanieczyszczone produktami naftowymi, katalizatorami, produktami pośrednimi i końcowymi. • Wody opadowe z terenu zakładu - silnie zaolejone. • Oczyszczanie: • Mechaniczne – wydzielenie produktów naftowych ( odolejanie, koagulacja i klarowanie) • Oczyszczanie biologiczne

19. Osady ściekowe Produkty końcowe oczyszczania ścieków woda oczyszczona osad ściekowy

20. Osady ściekowe Przeróbka osadów ściekowych: 1) częściowe odwodnienie (zagęszczanie) 2) stabilizacja osadów: metody biologiczne: tlenowa stabilizacja lub fermentacja metanowa metody chemiczne 3) ponowne odwodnienie (suszenie)a) grawitacyjnie, np. na poletkach lub lagunach osadowychb) mechanicznie, np. za pomocą pras lub wirówek.Utylizacja osadu:1) spalanie2) wykorzystanie w rolnictwie3) na wysypisko śmieci

21. Osady ściekowe Fermentacja metanowa Fermentacja metanowa: gdzie CxHyOz jest zastępczą formułą zanieczyszczeń organicznych

22. Osady ściekowe Fermentacja metanowa

23. Osady ściekowe Fermentacja metanowa

24. Oczyszczanie biogazu

25. Oczyszczanie biogazu • Usuwanie CO2 • płukanie w wodzie • płukanie w glikolu etylenowym • membrany

26. Odpady stałe Gospodarka odpadami stałymi - całokształt działań zmierzających do maksymalnego odzysku z odpadów substancji nadających się do zawrócenia do procesów wytwórczych, bądź do ponownego ich wykorzystania oraz maksymalnego zmniejszenia ilości odpadów, które po uprzedniej detoksykacji mogą być składowane w środowisku. Unieszkodliwianie odpadów polega na poddaniu ich procesom przekształcenia biologicznego, fizycznego lub chemicznego w celu doprowadzenia ich do stanu, który nie stwarza zagrożeń dla życia lub zdrowia ludzi oraz dla środowiska.

27. Odpady stałe • W godpodarce odpadami przemysłowymi stosuje się następujące operacje: • selektywnej zbiórce odpadów w miejscu ich powstania, • ponowne wykorzystanie odpadów do produkcji tych samych wyrobów (recykling), lub jako surowców wtórnych do produkcji innych ; • przetwarzanie i unieszkodliwienie odpadów (chemiczne lub biologiczne np. kompostowanie odpadów organicznych, produkcja biogazu i nawozu organicznego; spalanie odpadów - produkcja energii cieplnej i / lub elektrycznej. • bezpiecznym dla środowiska składowaniu na wysypiskach, hałdach, w zbiornikach.

28. Odpady stałe - przetwarzanie Recyklingjest to doprowadzenie zużytych materiałów do stanu pozwalającego na ponowneich wykorzystanie. Rodzaje recyklingu 1 - recykling chemiczny, 2 - recykling materiałowy.

29. Odpady stałe - przetwarzanie • Kompostowanie – jest to utylizacja odpadów organicznych, pochodzących z odpadów przemysłu chemicznego i przemysłu rolno-spożywczego; dodawany może być również osad z oczyszczalni ścieków. • Kompostowanie przebiega w dwóch etapach: • w pierwszym – odpady ulegają fermentacji w zamkniętych zbiornikach (tzw. biostabilizatorach), w których powstaje świeży kompost i jako produkt uboczny metan, który jest zbierany i zwykle wykorzystywany do ogrzewania instalacji; • w drugim – świeży kompost ulega dojrzewaniu w warunkach tlenowych

30. Odpady stałe - przetwarzanie Zalety kompostowania: 1)  Recyrkulacja na dużą skalę rozkładalnych organicznych składników odpadów komunalnych, 2)   Zmniejszenie o 30 – 50% ilości odpadów kierowanych na wysypiska, 3) Unieszkodliwianie odpadów pod względem sanitarno–epidemiologicznym 4)      Metoda jest do przyęcia pod względem ekonomicznym, 5)  Produkt kompostowania jest wartościowym materiałem, przydatnym do wielu celów, jest między innymi bazą substancji humusowych niezbędnych dla zapewnienia urodzajności gleb (w Polsce ok. 60% gleb ma niedomiar humusu),

31. Odpady stałe - przetwarzanie • Powstały kompost może być wykorzystywany: • w rolnictwie i leśnictwie, jeżeli nie zawiera substancji szkodliwych (np. metali ciężkich), • do rekultywacji wysypisk i terenów zdegradowanych.

32. Odpady stałe - składowanie • Bezpieczne składowanie – polega na deponowaniu odpadów na wysypiskach zorganizowanych w taki sposób, aby zagwarantować jak najmniejszy negatywny wpływ na wszystkie elementy środowiska. • przygotowanie terenu składowiska ma na celu: • ograniczenie zanieczyszczenia powietrza, • wyeliminowanie zanieczyszczenia gruntu, wód powierzchniowych i podziemnych.

33. Odpady stałe - składowanie • Przygotowanie wysypiskapolega na wykonaniu specjalnych: • instalacji odgazowania • uszczelnień niecki składowiska z warstw gruntu słabo-przepuszczalnego i geomembran • drenaży zbierających wody odciekające ze składowiska oraz wody opadowe; • oczyszczalni wód odciekowych. • Po zakończeniu eksploatacji wysypisko musi być poddane rekultywacji, która polega na wykonaniu: • uszczelnienia od góry ekranem z tworzywa sztucznego, • przykrycia składowiska warstwą gruntu i kompostem (najczęściej uzyskiwanym z przerobu odpadów), • wprowadzeniem roślinności (gatunki odpowiednie dla warunków gruntowo-wodnych i jakości środowiska).

34. Odpady stałe - składowanie