1. No category

STROKOVNI PRISPEVKI
Avtor:
Damijan Povodnik
Ponovna uporaba očiščene industrijske odpadne
vode z uporabo membranskih filtracij
Predstavitev rezultatov razvojnega projekta EUREKA
1 Uvod
Damijan Povodnik,
Varstvo okolja, Vodja Centralne čistilne
Zaradi onesnaževanja v preteklosti predstavlja onesnaženost okolja s težkimi
kovinami velik ekološki in gospodarski problem v večini držav EU in tudi v
Sloveniji.
Strokovnjaki iz Gorenja smo razmišljali o tem, da bi se odpadna voda iz
tehnologij lakiranja, emajliranja in galvaniziranja, ki se po očiščenju trenutno
izpušča v reko Pako, lahko z dodatnimi postopki čiščenja uporabila kot
vir potrebne vode v teh tehnologijah površinske obdelave in bi s tem
nadomestila večji del potrebne pitne vode, ki se odvzema naravi.
Kot smo že predstavili v GIB-u št. 10-12/2012, smo v Gorenju v letu 2010
skupaj s strokovnjaki Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze
v Mariboru (FKKT, UM) in tujim partnerjem, zasebnim podjetjem Pantarein
bvba iz Belgije, ki je specializirano za izvajanje membranskih filtracij, uspeli
pridobiti evropska sredstva za sofinanciranje prijavljenega razvojnoraziskovalnega projekta Eureka: Ponovna uporaba očiščene industrijske
odpadne vode z uporabo membranskih filtracij (Reuse of purified industrial
waste water using membrane filtration - IWW-REUSE).
Namen projekta, ki se je zaključil junija 2013, je bil natančnejša proučitev
in potrditev možnosti uporabe membranskih tehnologij s kombinacijo
ultrafiltracije in nanofiltracije oz. reverzne osmoze za čiščenje po klasičnem
postopku predhodno očiščene odpadne vode do takšne mere, da bo
zadostila pogojem za ponovno uporabo v proizvodnji Gorenja.
Namen razvojno-raziskovalnega
projekta EUREKA je bil proučiti
možnosti ponovne uporabe
odpadne vode za potrebe v
podjetju
Projekt je bil prvotno načrtovan za obdobje 24-ih mesecev. Pričetek izvajanja
projekta je bil s strani ministrstva preložen za štiri mesece, tako da smo z
izvajanjem pričeli 1. 11. 2011. Skladno s tem je bila potrebna prilagoditev
obsega načrtovanih del v posameznih fazah.
Z morebitno realizacijo projekta uvedbe ponovne uporabe očiščene
odpadne vode v proizvodnjo Gorenja želimo zmanjšati obremenjevanje
okolja na dveh področjih:
t na vhodu kot zmanjšana poraba naravnih virov, v našem primeru pitne
vode in
t na izhodu kot zmanjšanje obremenjevanje okolja, zaradi bistveno
manjše količine izpuščenih odpadnih vod v reko Pako.
Podjetje bo s tem lahko tudi zmanjšalo znesek za plačevanje okoljskih
dajatev in zaradi še bolj odgovornega odnosa do okolja povečalo svoj ugled
v širšem in ožjem okolju.
Cilji projekta so bili:
t potrditev možnosti ponovne uporabe oz. reciklaže odpadne vode za
potrebe v podjetju (oddelki površinske zaščite, sanitarna voda, hladilni
sistemi);
t določitev potrebne membranske tehnologije, vključno z
dimenzioniranjem, za nadgradnjo obstoječega sistema z UF/NF in RO
membransko filtracijo;
t ugotovitev realne ocene stroškov investicije za nadgradnjo obstoječega
sistema z UF/NF oz. UF/RO membransko filtracijo ter obratovalnih
stroškov.
Projekt je vodila in koordinirala dr. Irena Petrinič iz Univerze v Mariboru,
Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo, člani projektnega tima iz
Gorenja pa smo aktivno sodelovali v vseh fazah izvajanja projekta, vodilno
vlogo pa smo imeli predvsem pri praktičnem izvajanju laboratorijskih
testiranj na filtrirnih celicah in na pilotni napravi.
Projekt smo izvajali v sklopu mednarodnega programa Eureka. Za izvedbo
projekta pa smo prejeli sofinanciranje s strani Ministrstva za izobraževanje,
znanost in šport v višini 56.250,63 EUR.
1
LETNIK 22. ŠT. 7-9/2013
STROKOVNI PRISPEVKI
2 Membranske filtracije
Membranski procesi so filtracijski
postopki, pri katerih je za
ločevanje snovi uporabljena
selektivno prepustna membrana
Membranski procesi so filtracijski postopki, pri katerih je za ločevanje snovi
uporabljena selektivno prepustna membrana. Membrana določene snovi
zadrži, nekatere pa prepušča.
Ko govorimo o membranskih filtracijah, ne govorimo samo o filtriranju,
kot ga poznamo pri klasičnem pojmovanju, ko s pomočjo filtra iz tekočine
odstranjujemo netopne snovi. Pri membranskih filtracijah so pore v »filtrih«
tako majhne, da lahko pri reverzni osmozi, kot najbolj fini znani membranski
filtraciji, odstranimo tudi skoraj vse v vodi topne snovi.
Najbolj običajna je delitev membranskih filtracij glede na velikost por, saj s
tem določamo tudi kakovost produkta - permeata. Delimo jih na:
t mikrofiltracijo – MF (velikost por 100–1000 nm);
t ultrafiltracijo – UF (velikost por 10–100 nm);
t nanofiltracijo – NF (velikost por 1–10 nm) in
t povratno osmozo – RO (velikost por <1 nm);.
Meja med posameznimi membranskimi filtracijami ni pri vseh avtorjih enako
definirana.
Prikaz tega, kaj zadržijo posamezne mehanske filtracije, si lahko ogledamo na
Sliki 1.
Slika 1: Shematski prikaz
membranske filtracije
3 Možnosti ponovne uporabe očiščene industrijske
odpadne vode v Gorenju
V Gorenju uporabljamo za svoje namene pitno vodo, ki nam jo dobavlja
Komunalno podjetje Velenje. Glede na namen jo uporabljamo kot:
t hladilno (cca 21%),
t tehnološko (cca 41%),
t sanitarno vodo (cca 38 %) in v manjših količinah za
t druge namene (zalivanje, pranje, čiščenje …).
Ocenjeni deleži porabe tehnološke vode v Gorenju so razvidni iz Tabele 1.
Tabela 1: Poraba tehnoloških vod
v Gorenju
lakiranje PPA
lakiranje KA
lakiranje HZA
emajliranje KA
galvaniziranje
Delež porabe tehnološke vode (%)
13,0
2,8
28,2
38,2
17,9
Onesnažene tehnološke vode se očistijo v lastni centralni čistilni napravi
(CČN) in se po očiščenju izpuščajo kot očiščene industrijske odpadne vode
v reko Pako.
2
LETNIK 22. ŠT. 7-9/2013
STROKOVNI PRISPEVKI
3.1 Zahteve kakovosti za tehnološko vodo, ki se uporablja v Gorenju
V vseh oddelkih površinske zaščite uporabljajo kot vir vode za potrebe
tehnoloških postopkov pitno vodo, ki jo dobavlja Komunalno podjetje
Velenje. Voda ima relativno nizko trdoto (cca 6 ºdH) in izpolnjuje osnovne
zahteve, ki jih postavljajo tehnologi za nemoteno obratovanje linij za
predobdelavo in obdelavo. Tam, kjer tehnologija zahteva višjo kakovost
vode, jo pripravljajo z dodatnim čiščenjem s povratno osmozo ali ionsko
izmenjavo (praviloma je zahtevana kakovost tako pripravljene vode
prevodnost <50 ali celo <20 µS/cm).
4 Eksperimentalni del
4.1 Shema delovnih faz in časovna razporeditev
V nadaljevanju so podane delovne faze in naloge za celo obdobje izvajanja
projekta (20 mesecev). Tabela 2 prikazuje aktivnosti projekta.
Tabela 2:Pregled delovnih faz in
aktivnosti
Faza
projekta
Delovne faze
Naloge
Rezultati
WP1: Pregled
literature in
karakterizacija
industrijske
odpadne vode
WP 2:
Karakterizacija
polimernih
membran
Task 1.1: Pregled
literature
Task1.2: Kemijske
analize odpadne
vode
Task 2.1: Učinek UF/
NF/RO membran
Effect of UF/NF/RO
membrane nature
(membrane material
and MWCO)
Task 3.1: Učinki
na karakteristike
filtriranja
t1PSPǏJMPPUSFOVUOFN
stanju
t1PEBULJPLFNJKTLJI
parametrih za odpadno
vodo
t.8$0
t[FUBQPUFODJBM
tTUJǏOJLPU
Definicijska
faza
WP 3: Izvajanje
laboratorijskih
testiranj s
pomočjo UF, NF
in RO tehnik
Izvajalna
faza
WP 4: Namestitev Task 4.1:
Raziskovanju
UF/NF pilot ne
prilagojena pilotna
naprave
naprava
Task 4.2: Monitoring
operativnih
parametrov (pretok,
tlak, TMP, …)
Task 5.1. Določanje
WP 5:
optimalnih pogojev
Optimizacija in
modeliranje UF/ filtriranja
Task 5.2: Vrednotenje
NF/RO pilotne
različnih načinov
naprave in
čiščenja membran
optimizacija
postopka čiščenja
membran
WP 6: Vodenje
in koordinacija
projekta
3
Task 6.1: Priprava
poročila za vsako
nalogo.
Task 6.2:
Koordiniranje
sestankov s partnerji.
Task 6.3:Delovanje
kot stalna kontaktna
točka za vse partnerje
projekta
LETNIK 22. ŠT. 7-9/2013
Vpliv na obratovalne
parametre (vpliv
hitrosti toka, časovno
spreminjanje hitrosti toka
permeata)
tWQMJWUSBOT
membranskega tlaka,
tWQMJWEFMPWOF
temperature,
tWQMJWIJUSPTUJEJOBNJǏOF
ali cross-flow filtracije
t0WSFEOPUFOKFQPEBULPW
obratovalnih parametrov
t0QUJNBMOJQBSBNFUSJ
obratovanja
t0WSFEOPUFOKFPCOPWJUWF
permeabilnosti s
kemičnim čiščenjem
t*[CPSOBKVǏJOLPWJUFKÝFHB
načina čiščenja membran
t*[CPSOBKVǏJOLPWJUFKÝFHB
načina čiščenja membran
Izdelava tehnološkega
izvedbenega načrta
projekta.
STROKOVNI PRISPEVKI
4.2 Definicijska faza izvajanja projekta
Prvo obdobje projekta je zajemalo predvsem fazo definicije. S postopki,
ki so podrobno razloženi v poročilu projekta, smo z uporabo specifičnih
laboratorijskih naprav določili optimalne parametre, pomembne pri
postavitvi pilotne membranske filtracije.
Vzorec odpadne vode za nadaljnjo obdelavo z membransko filtracijo smo
zajemali na iztoku iz CČN. Izvajali smo membransko filtracijo z uporabo
različnih membran ter ob tem spremljali učinkovitost čiščenja vzorca in
mašenje membrane ter določili najučinkovitejši način čiščenja membran.
Med izvajanjem membranskih filtracij smo preučevali tudi gostoto
volumskega toka polimernih membran v odvisnosti od vhodnega tlaka
in hitrost pretoka v odvisnosti od obratovalnega časa ter spremljali padec
pretoka na enoto površine v odvisnosti od časa filtriranja.
Pred izvajanjem membranske filtracije z NF in RO membranami smo vzorec
predhodno filtrirali z UF membranami, da smo preprečili takojšnje mašenje
membran.
Med izvajanjem vsake filtracije smo izmerili prevodnost in KPK v vzorcu in
permeatu.
Grafično je na Sliki 2 prikazana učinkovitost čiščenja med posameznimi
filtracijami z določeno membrano. Pričakovano smo največjo učinkovitost
čiščenja dosegli z RO membrano. Vzporedno so na grafu prikazane
maksimalne vrednosti prevodnosti v permeatu, ki jih odčitamo na
sekundarni osi.
Slika 2: Učinkovitost
zmanjševanja prevodnosti v
permeatu posameznih membran
Povprečna učinkovitost čiščenja z membranami glede na zmanjšanje KPK
vrednosti v permeatu je prikazana z naslednjim grafom (Slika 3).
Slika 3:Učinkovitost zmanjšanja
KPK v permeatu pri filtraciji z
različnimi membranami
Tekom izvajanja membranskih filtracij je bila narejena fizikalno-kemijska
analiza celotnega spektra parametrov, ki ga redno opravljajo na čistilni
napravi. Ugotovili smo, da smo pri membranski filtraciji z RO membrano
dosegli dosti nižjo vrednost koncentracije parametrov v permeatu,
predvsem sulfatov, KPK in fluora v primerjavi z NF oz. UF membranami.
Ugotovili smo tudi, da je možnost uporabe teh vrst membran, glede
na fizikalno-kemijske karakteristike te odpadne vode, realna. Mašenje
membran, ob ustrezni uporabi čistilnih sredstev in izbiri čistilnega
postopka, ne bi smel biti velik problem.
Glede na zahtevano čistost permeata smo se odločili, da se bomo
v drugem sklopu projektnega dela osredotočili na RO membrane v
kombinacije predobdelave z UF membranami.
4
LETNIK 22. ŠT. 7-9/2013
STROKOVNI PRISPEVKI
4.3 Implementacijska faza izvajanja projekta
Na podlagi dobljenih meritev in delovnih izkušenj iz prvega dela projekta
smo v tem delovnem sklopu postavili pilotno napravo z membransko enoto
za čiščenje odpadne vode iz čistilne naprave s pomočjo ultrafilitracije (UF) in
reverzne osmoze (RO) (Sliki 4 in 5) do take mere, da bo primerna za ponovno
uporabo v procesih proizvodnje. Pri tem smo optimizirali obratovalne
pogoje membranske enote z namenom zmanjšanje obratovalnih stroškov
ob hkratnem zagotavljanju maksimalne učinkovitosti čiščenja.
Slika 4: Pilotna naprava
ultrafiltracije (UF)
Slika 5: Pilotna naprava reverzne
osmoze (RO)
Fizikalno-kemijsko predobdelana voda iz CČN Gorenje se je zbirala v
posebnem rezervoarju, iz katerega se je preko visokotlačne črpalke vodila
na ultrafiltracijske membranske module. Nastali permeat po ultrafiltraciji
se je zbiral v zbirni posodi, koncentrat iz ultrafiltracije pa se je vračal nazaj
v rezervoar odpadne vode. Na reverzno osmozo se je preko visokotlačne
črpalke črpal permeat iz UF. V dotok na RO membrano sta se kontinuirano
dozirala antiskalant ter biocid za zmanjševanje mašenja por na membrani.
Postavitev sistema čiščenja odpadne vode iz iztoka iz čistilne naprave je
prikazana na naslednji shemi (Slika 6).
Slika 6:Shematski prikaz procesa
čiščenja z membransko filtracijo
5
LETNIK 22. ŠT. 7-9/2013
STROKOVNI PRISPEVKI
V Tabeli 3 so prikazane povprečne vrednosti pretoka permeata iz UF
in RO naprave ter celoten čas obratovanja pilotnih naprav in količina
proizvedene vode tekom obratovanja.
Tabela 3: Povprečne vrednosti
pretokov in seštevek
proizvedene količine permeata
in celoten čas obratovanja
Parameter
enota
ultrafiltracija
reverzna osmoza
čas obratovanja
h
1.142,50
1.121,70
količina proizvedene
vode
L
120.859
74.785
povprečni pretok
permeata
L/h
105,8
66,7
Slika 7 prikazuje časovno ovrednotenje delovanja pilotnih naprav, izraženo
v deležih. Časovna perioda zajema trajanje od zagona pilotnih naprav (22.
4. 2013) do izklopa pilotnih naprav (21. 6. 2013).
Slika 7: Časovno ovrednotenje
delovanja pilotnih naprav
UF del pilotne naprave
Med izvajanjem procesa ultrafiltracije smo dnevno spremljali obratovalne
parametre:
t pretok permeata,
t pretok cirkulacije,
t tlak koncentrata.
Za dosego optimalnega pretoka permeata se se vršili in spreminjali
postopki kemičnega čiščenja membran. Za kemično čiščenje membran
so se uporabljali alkalni reagent (Ultrasil 110), oksidativni reagent (NaOCl)
ter reagent z nizkim pH (Ultrasil 73). S spremljanjem padca pretoka
permeata je bilo ugotovljeno, da je potrebno vsaj trikrat tedensko čiščenje
ultrafiltracijskih membran. Preizkušenih je bilo več kombinacij čiščenja.
Najučinkovitejša metoda čiščenja je predstavljena v Tabeli 4.
Tabela 4: Najučinkovitejša
kombinacija čiščenja UF
membran
1. čiščenje z vodo (5min)
2. kislinsko čiščenje + HCl do pH 1 (30 min)
3. počakati 30 min
4. kislinsko čiščenje (30 min)
5. spiranje z vodo (2 x 5min)
6. bazično čiščenje (30 min)
7. spiranje z vodo (1 x 5 min)
RO del pilotne naprave
Na pilotni napravi RO smo dnevno spremljali obratovalne parametre:
t tlak pred in za mehanskim filtrom,
t tlak pred in za RO membrano,
t pretok permeata in koncentrata,
t pretok cirkulacije.
Na napravi smo imeli možnost spreminjanja vstopnega tlaka, ki je vplival
na pretok permeata in pretok cirkulacije. Spreminjali smo lahko tudi
stopnjo čiščenja (Recovery).
Med obratovanjem se je vzdrževal vstopni tlak med 5 in 8 bar. Tlačna
razlika pa je bila med 0,5 in 1 barom.
6
LETNIK 22. ŠT. 7-9/2013
STROKOVNI PRISPEVKI
Za kemično čiščenje membran smo uporabljali alkalni reagent (Ultrasil
110), oksidativni reagent (Oxonia) ter reagent z nizkim pH (Ultrasil 73).
Najučinkovitejša metoda čiščenja je predstavljena v Tabeli 5.
Tabela 5: Najučinkovitejša
kombinacija čiščenja na RO
membrani
1. čiščenje z vodo (1x)
2. kislinsko čiščenje (30 min) + HCl do pH 1,5
3. počakati 30 minut
4. kislinsko čiščenje (30 min)
5. čiščenje z vodo (2 x)
6. bazično čiščenje (30 min)
7. čiščenje z vodo (1 x)
Fizikalno kemijske analize vzorcev vode
Vršila se je tudi fizikalno kemijska analiza vzorcev vode. Vzorčenje na
napravah se je izvajalo po razporedu, prikazanem v Tabeli 6.
Tabela 6: Razpored vzorčenja
Parameter
vtok na UF
napravo
prevodnost
1 x dnevno, zjutraj
pH vrednost
1 x dnevno, zjutraj
KPK
1 x tedensko, prvi delovni dan v tednu, zjutraj
permeat UF
permeat RO
koncentrat
RO
Prevodnost odpadne vode na iztoku iz čistilne naprave je bila v povprečju
od 2300 µS/cm do 3500 µS/cm. V permeatu po ultrafiltraciji ni prišlo
do opaznega zmanjšanja prevodnosti, medtem ko se je v permeatu iz
reverzne osmoze vrednost prevodnosti zmanjšala na povprečno od 60 µS/
cm do 200 µS/cm.
KPK vrednost v odpadni vodi na iztoku iz čistilne naprave je bila v
povprečju med 100 in 150 mg/L O2. Največja KPK vrednost v UF permeatu
je bila 126 mg/L, medtem ko je bila v RO permeatu vrednost večinoma pod
mejo detekcije (<10 mg/L O2).
V našem primeru nastane problem zaradi visokih KPK vrednosti v
koncentratu iz RO, ki bi se naj izpuščal iz CČN, saj so vrednosti v nekaj
primerih presegale dovoljene mejne vrednosti za izpust v reko.
Izvedeni so bili tudi 24-urni odvzemi vzorcev vode, v katerih so bile v
laboratoriju Analizne kemije, Gorenje, d.d., izvedene obširne analize
parametrov. V vzorcu permeata iz UF smo bili posebej pozorni na
koncentracije parametrov, ki imajo velik vpliv na mašenje membrane
(koncentracije barijevih ionov, sulfatnih in kalcijevih ionov).
V Tabeli 7 so prikazane povzete povprečne vrednosti vtoka na RO (iztok iz
CČN oziroma permeat iz UF) in iztoka iz RO (permeat iz RO), iz katerih smo
lahko izračunali učinek odstranjevanja posameznih komponent, izražen v
procentih.
7
LETNIK 22. ŠT. 7-9/2013
STROKOVNI PRISPEVKI
Tabela 7:Učinek čiščenja
reverzne osmoze v primerjavi
z iztokom iz centralne čistilne
naprave
Parameter
enota
pH vrednost
Iztok iz CČN- Permeat RO- Učinek
povp.
povp.
čiščenja
8,20
7,94
prevodnost*
µS/cm
2605
188
92,80%
Celokupna
trdota*
°dH
44,3
0,225
99,49%
Karbonatna
trdota*
°dH
9,3
0,47
94,95%
HCO3-*
mg/L
202,9
10,1
95,04%
Fe celokupni
mg/L
0,49
0,025
94,90%
Ni celokupni
mg/L
0,11
0,025
76,56%
Ba celokupni*
mg/L
0,34
0,05
85,29%
Ca celokupni*
mg/L
284
1,29
99,54%
K celokupni*
mg/L
84
4,7
94,38%
Mg celokupni*
mg/L
14,05
0,085
99,40%
Na celokupni*
mg/L
364
16,43
95,49%
Si celokupni*
mg/L
3,72
1,0
73,15%
Sr celokupni*
mg/L
0,67
0,005
99,26%
Amonijev dušik
(NH4+ -N)
mg/L
0,24
0,05
79,17%
Celotni fosfor (P) mg/L
0,40
0,02
94,97%
Fluorid (F-)
mg/L
3,8
0,18
95,36%
Nitratni dušik
(NO3--N)
mg/L
2,6
0,25
90,38%
Sulfat (SO42-)
mg/L
879,5
5
99,43%
KPK
mg O2/L
100
15
85,00%
BPK5
mg O2/L
39,5
1,5
96,20%
*meritve UF permeata
za rezultate pod mejo detekcije je uporabljena vrednost »meja detekcije/2«
Učinek čiščenja RO je zadovoljiv, saj v povprečju dosega 95 % učinkovitost
odstranjevanja. V nekaterih primerih (Ni, Si in amonij) učinkovitost pade
tudi pod 80 %, kar pa je odvisno od začetne koncentracije snovi. Hkrati
pa je izmerjena vrednost pri niklju in amoniju pod mejo detekcije, zato je
lahko ta učinek tudi večji. Kakovost očiščene vode dosega zahteve in je
primerna za ponovno uporabo le-te v proizvodnji kot nadomestilo pitne
vode.
Tudi fizikalno-kemijske analize vzorcev so pokazale na prekomerno
koncentracijo (mejna vrednost za izpust v reko) nekaterih parametrov v
koncentratu iz RO. Parametri, ki presegajo mejno dovoljeno vrednost za
izpust v reko, so bili sulfati, KPK, strupenost na vodne bolhe ter celotni
fosfor.
Poizkusna postavitev pilotne naprave RO je potrdila možnost uporabe le-te
za čiščenje industrijske odpadne vode z namenom ponovne uporabe na ta
način dodatno očiščene odpadne vode v proizvodnji.
Vodna bilanca
Glede na lanskoletne povprečne meritve porabe pitne vode smo izdelali
vodno bilanco. Poraba tehnološke vode po oddelkih površinske zaščite je
prikazana v Tabeli 8.
8
LETNIK 22. ŠT. 7-9/2013
STROKOVNI PRISPEVKI
Tabela 8: Poraba vode v
proizvodnji Gorenja, d.d. v letu
2012
Tehnološka voda
Količina
odpadne vode,
izpust na CČN
(m3/leto)
Delež
uporabljene
demin. vode <
20 µS/cm (m3/
leto)
Delež
uporabljene
vode < 360 µS/
cm (m3/leto)
lakiranje KA
2.133
427
1.706
emajliranje KA
29.340
lakiranje HZPA
21.657
4.331
17.326
lakiranje PPA
9.980
1.996
7.984
linija kromanja
Galvana
13.797
1.380
12.417
skupaj
76.906
8.134
68.773
Potencialna količina
vode za ponovno
uporabo
ob 65 %
izkoristku RO
49.989 m3/leto
ob 75 %
izkoristku RO
57.680 m3/leto
29.340
V proizvodnji Gorenja, d.d. se v oddelkih površinske zaščite uporabljata
pitna voda (< 360 µS/cm) in demineralizirana pitna voda (< 50 µS/cm).
Nadgradnja obstoječe čistilne naprave bi lahko v prvi fazi (glede na
pridobljene podatke tekom projekta) v cenovno najugodnejši varianti
zagotavljala vodo za nadomestitev porabe pitne vode v proizvodnji
lakiranja HZPA in na liniji kromanja Galvana (Tabela 9), ki sta lokacijsko
najbližja obrata CČN.
Tabela 9: Možnosti vračanja
očiščene vode v ponovno
uporabo v lakirnico HZPA in
linijo kromanja Galvana, glede
na porabljene količine vode v
letu 2012
Tehnološka voda
Količina
odpadne vode,
izpust na CČN
(m3/leto)
Delež
uporabljene
demin. vode <
20 µS/cm (m3/
leto)
Delež
uporabljene
vode < 360 µS/
cm (m3/leto)
lakiranje HZPA
21.657
4.331
17.326
linija kromanja
Galvana
13.797
1.380
12.417
skupaj
35.454
5.711
29.743
Potencialna količina
vode za ponovno
uporabo
29.743 m3/leto
38,7 % očiščene vode glede na celotno količino
izpuščene vode iz CČN
Z nadgradnjo čistilne naprave bi lahko v prvi fazi zagotovili povprečno
med 29.000 in 30.000 m3/leto očiščene vode in s tem nadomestili porabo
pitne vode v omenjeni proizvodnji, hkrati pa v koncentratu, ki bi iztekal iz
CČN, ne bi presegali dovoljene mejne vrednosti za izpust v reko.
5 Zaključek
Tehnologija reverzne osmoze za
čiščenje iztoka iz CČN zadostuje
zahtevam kakovosti očiščene
vode, ki bi lahko nadomestila
porabo pitne vode v oddelkih
površinske zaščite
Ob implementaciji reverzne osmoze za čiščenje iztoka iz CČN Gorenje, d.d.,
se je z dobljenimi meritvami dokazalo, da omenjena tehnologija zadostuje
zahtevam kakovosti očiščene vode, ki bi lahko nadomestila porabo pitne
vode v oddelkih površinske zaščite.
Tehnologija ravno tako omogoča ekonomično delovanje, kar
predvidevamo glede na potrebe kemičnega čiščenja membran, ki je
predstavljalo približno 7,4 % časa med obratovanjem RO naprave ter 13 %
časa med obratovanjem UF naprave.
Tekom izvedbe čiščenja odpadne vode s pilotno UF/RO napravo smo
prišli do zaključka, da koncentrat, ki nastaja pri RO filtraciji po veljavnih
9
LETNIK 22. ŠT. 7-9/2013
STROKOVNI PRISPEVKI
predpisih, v primeru, da izvedemo maksimalno možen odvzem čiste vode,
ni primeren za izpuste v reko Pako.
Najverjetnejše možnosti ravnanja glede koncentrata, ki nastaja pri RO
stopnji:
t uvesti dodatno stopnjo čiščenja koncentrata (obrajanje, absorpcija,
ionska izmenjava ...);
t odvzem (in vračanje) samo takšne količine vode, da bodo vsi parametri
pod MDK, z ustreznim zmanjšanjem stopnje čiščenja RO naprave (v
našem primeru ≤40);
t izpust v komunalno kanalizacijo (po letu 2017 oz., ko bo to mogoče) ter
t poizkusiti izvesti dogovor z zakonodajalcem o dovolitvi izjeme, saj se
emisija snovi v primerjavi s sedanjim stanjem ne bi povečala.
Za dosego kakovosti demineralizirane vode (<20 oz. 50 µS/cm)
predlagamo dodatne možnosti:
t na obstoječih napravah za pripravo demineralizirane vode uporabiti kot
surovino vodo iz ponovne uporabe,
t preizkusiti še drugo vrsto RO membran,
t vključiti dodatni modul RO membrane kot dvostopenjsko reverzno
osmozo (razširjena predvsem pri čiščenju industrijskih odpadnih voda),
ali
t naknadna obdelava permeata (ionski izmenjevalec ...).
S projektno nalogo smo dokazali učinkovito delovanje tehnologije čiščenja
po klasičnem postopku predhodno očiščenih odpadnih vod iz Gorenja,
d.d., z reverzno osmozo, ob uporabi ultrafiltracije kot stopnje predobelave
čiščenja odpadne vode, primernih za ponovno uporabo v oddelkih
površinske zaščite v Gorenju, d.d.
Glede na stalno zaostrovanje zahtev po kakovosti izpustov, zaradi višanja
cen porabe pitne vode in zaradi stalnih zahtev po zmanjšanju njene porabe
je realizacija tehnologije smiselna in potrebna.
10
LETNIK 22. ŠT. 7-9/2013