Čištění odpadní vody a využití studené vody: Moderní technologie

Koncepce opětovného využití odpadních vod a dešťových vod nabývá v poslední době většího významu. Nutností se tyto systémy stávají i v Evropě, kde prozatím takový tlak na znovuvyužití šedých a dešťových vod nebyl. Hlavně administrativní budovy a hotely jsou již často projektovány s využitím šedých a dešťových vod, standardem je to v budovách s nízkoenergetickým standardem.

Projekt „Využití šedých a dešťových vod v budovách“ je řešen v rámci programu ALFA, Technologické agentury České republiky, pod číslem TA01020311, na kterém spolupracuje firma ASIO, spol. s r.o. a VUT Brno.

Recyklace šedé vody

Hlavním důvodem pro recyklaci „šedých“ vod (vody ze sprch a koupelen) je především to, že jsou minimálně znečištěny a jejich úprava není zas až tak náročná, navíc lze s výhodou využít tepla, které je v nich obsaženo. Důvodem pro dělení vod v tomto případě je tedy hlavně oddělení šedé vody, na rozdíl od projektů decentralizovaného čištění odpadních vod, kde se hlavně odděluje moč (žlutá voda) za účelem snížení množství nutrientů na odtoku - viz realizované projekty DESAR nebo SWITCH.

Dalším důvodem proč se touto otázkou zabývat, je otázka prestiže a zavádění systémů hodnocení (certifikace) budov z hlediska jejich vlivu na životní prostředí. Certifikace se provádí dle několika systémů, např. LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) nebo BREAM (Building Research Establishment Assessment Method). Všechny systémy hodnocení by měly motivovat projektanty budov, aby hledali úspory nejen ve vytápění a chlazení budov, ale aby se zaměřili i na oblast vodního hospodářství budovy.

Šedá voda dostala svoje pojmenování podle nezaměnitelného zbarvení a zahrnuje splaškové odpadní vody neobsahující fekálie a moč, které odtékají z umyvadel, praček, van, sprch, dřezů apod. [2, 3]. Recyklovanou šedou vodu (zejména z koupele) je možné po úpravě využívat jako vodu provozní (tzv. bílá voda) např.

Čtěte také: Tlaková Myčka 14mm pro Odpady

Zvýšená produkce šedých vod je zejména v hotelech, bazénech, saunách, restauracích a podobných zařízeních. Spotřeba vody ve tříhvězdičkovém hotelu je kolem 150 l/(EO‧d), v pětihvězdičkovém pak 1000 l/(EO‧d). Rozsah je dán vybavením hotelu, zejména ho ovlivňuje přítomnost wellness centra, sauny, bazénu a způsobu udržování kuchyně [22].

Z tab. 2 je zřejmé, že pro šedé vody je specifické zejména kolísání hodnot spojené s rozličným životním stylem. I zevrubná analýza nám odhalí, že nejméně zatížené jsou vody ze sprch a mytí, a oproti tomu šedé vody z kuchyní jsou díky vyšším obsahům organických zbytků a nerozpuštěných látek hodně zatížené. Z těchto poznatků se pak dá vycházet a šedou vodu dělit na vhodnou a podmíněně použitelnou pro recyklaci. Použitelná je tedy voda z oblastí umyvadel, van a sprch a podmíněně použitelná kuchyňská a z myček na nádobí [6].

V České republice podrobnější předpis pro využití šedých vod chybí. Prozatím lze využít zahraničních předpisů, např.

Pro větší objekty je standardem biologické čištění, separace nerozpuštěných látek a jejich hygienické zabezpečení. V minulosti to byly spíše extenzivnější postupy - aktivace s plovoucím nosičem a písková filtrace. Dnes už většina výrobců nabízí biologický reaktor s membránovou separací (MBR) - příklad schématu je na obr. 3, a to z důvodu nižších prostorových nároků (úspora až 50 % plochy). Někdy je součástí i hygienické zabezpečení, i když membrány samy o sobě tuto schopnost již mají.

Využití tepla z odpadní vody

Při dnešních cenách energií, jsou provozovatelé nuceni snižovat provozní náklady a tím udržitelnost provozu. Recyklace tepla ze šedých vod je jedním ze způsobů jak snížit náklady na ohřev TUV (teplá užitková vody), provozní teplé vody, popřípadě na vytápění objektu.

Čtěte také: Bezpečná manipulace s hydroxidem sodným při čištění odpadu

Odebírání tepla z odpadní vody můžeme provádět buď lokálně, nebo centrálně. O volbě, kterou metodu použít rozhoduje průtok odpadní vody. Pro menší aplikace a rodinné domy, je investičně zajímavější lokální rekuperace tepla, která reaguje na aktuální spotřebu. Lokální systémy rekuperace tepla jsou založeny na principu odebírání tepla z odtékající vody, která předehřívá studenou vodu do sprch nebo jiných aplikací.

Centrální systémy jsou vhodné pro větší objekty, které produkují větší množství šedých vod. U těchto aplikací, kde je odběr vody kolísavý, se voda shromažďuje v akumulační jímce, která slouží jako zdroj tepla pro primární okruh tepelného čerpadla. Úskalím tohoto řešení je, že nemůžeme vodu ochladit pod bod mrazu. Pokud bychom nechali tepelnému čerpadlu odebírat teplo z šedé vody bez kontroly teploty, tak se může stát, že jímka zamrzne.

Ve stejné nádrži, kde je nainstalován předčisticí filtr, je zpravidla rovněž řešeno i biologické čištění na principu nárůstových kultur. Biomasa je narostlá na speciální plovoucí filtrační náplni s velkým specifickým povrchem. Membránovou jednotku AQUALOOP je možno sestavit z několika modulů podle velikosti nátoku a to až do počtu šesti membránových modulů. Vestavěné čerpadlo saje vodu přes membránu a tlačí ho přes hadici permeátu do nádrže vyčištěné vody.

Reverzni osmoza a filtrace vody

Reverzní osmóza je fyzikální proces, při kterém dochází k průchodu čištěné vody membránou a odebírání rozpuštěných anorganických pevných látek (například solí). Je to opak přírodního jevu, proto název reverzní - obrácená osmóza. V domácnosti k tomu dochází průchodem vody z vodovodu při běžném tlaku vodovodního rozvodu. Na membráně (tenké jako celofán) dojde k rozdělení protékající vstupní vody na čistou část (produkt neboli permeát), který prochází molekulárními póry membrány a pokračuje do zásobníku.

V systému RO může být použito těchto vstupních filtrů několik. Nejčastěji se používají filtry pro sedimenty. Ty slouží k odstranění bahna, špíny a dalších sedimentů. Jako výstupní filtry jsou většinou používány filtry s aktivním uhlím (buď v podobě granulí nebo bloku).

Čtěte také: Kvalitní čistič odpadu: Recenze

Z důvodu šetření vodou mají systémy RO automatický uzavírací ventil. Pokud se naplní nádrž systému (to se liší v závislosti na vstupním tlaku vody), tento ventil se uzavře a k membráně nemůže přitékat další voda. Čištění vody je tak přerušeno. Uzavřením ventilu se rovněž přeruší odvádění vody a nečistot do výlevky. Po vypuštění vody kohoutem RO dojde k poklesu tlaku v nádrži a otevření uzavíracího ventilu.

Průtok vody membránou RO je regulován omezovačem průtoku. Pomáhá udržovat tlak na vstupní straně membrány. Bez kontroly průtoku by bylo produkováno pouze velmi malé množství pitné vody, protože veškerá vstupní voda by vlivem menšího odporu protékala rovnou do odpadu.

Odstranění specifických látek

• Odstranění dusičnanů: Odstranění dusičnanů se provádí průtokem vody přes filtr s iontoměničovou náplní (anexem), která se po určité době musí propláchnout neboli zregenerovat roztokem soli (chloridem sodným).
• Změkčování vody: Ke změkčování vody se používá změkčovací filtr. Voda přechází přes tzv. iontoměnič. Při průchodu tvrdé vody vrstvou iontoměniče se vyměňují kationty Ca2+ a Mg2+ obsažené v tvrdé vodě za sodík nebo vodík v iontoměniči.
• Železitá voda: Norma pro pitnou vodu stanovuje meznou hodnotu pro železo v iontové formě 0,2 mg/l. Železo způsobuje problém svým špiněním - prádla, sanitárního zařízení i dalších nádob na vodu.
• Arsen ve vodě: Jedná se o toxickou látku, jejíž nadlimitní koncentrace mohou způsobovat závažná chronická onemocnění, ekzémy a alergie. Hrozí i choroby srdce, arsen prokazatelně zvyšuje onemocnění rakoviny kůže.
• Zápach: Je způsoben rozpuštěnými plyny ve vodě, jeho příčina je různá, může značně zesílit po ohřevu. V redukčním prostředí v hlubinných vrtech může voda zapáchat po sirovodíku (zkažená vejce), v povrchových studních naopak mohou být přítomny bahenní plyny.

Vysokotlaké čističe: Horkovodní vs. studenovodní

Horkovodní vysokotlaký čistič (tlaková myčka s ohřevem vody) pro ohřev vody využívá vestavěný spirálový průtokový výměník tepla (kotel) s hořákem. Díky vysoké teplotě vody dokáže účinněji rozpouštět mastnotu a olejové nečistoty - podobně jako při mytí nádobí horkou vodou se mastnota lépe rozpouští a odplavuje. Studenovodní vysokotlaký čistič naproti tomu nemá ohřev - čistí pouze tlakem studené vody (případně s pomocí detergentu).

Teplota vody má zásadní vliv na rychlost i účinnost čištění. Podle Sinnerova kruhu (teplota, čas, chemie, mechanické působení) patří teplota mezi čtyři faktory, které společně určují výsledek čištění. Orientačně každé zvýšení teploty o 10 °C zdvojnásobuje rychlost chemické reakce, zvýšení o 20 °C ji zrychlí až čtyřnásobně.

Horká voda lépe odmašťuje: pokud zkusíte studenou vodou smýt silnou mastnotu, často se jen vytvoří mikročástice tuku (jakési „zmýdelnatělé“ kousky), které se roztáhnou po povrchu jako film podobný vosku. Naproti tomu horká voda tuky a oleje emulguje (tj. rozptýlí ve vodě), takže je skutečně odplaví a nezůstanou mastné zbytky. Další výhodou teplé vody je, že čištěný povrch zůstává zahřátý, a tudíž rychleji schne.

Specifickou výhodou horké vody je částečný dezinfekční účinek. Vyšší teploty pomáhají redukovat množství mikroorganismů - například při 60 °C klesá počet bakterií zhruba o 90 %, při 80 °C až o 97 % v parním režimu (150 °C) lze dosáhnout téměř sterilního výsledku na hladkých površích.

Oblasti použití

• Mastnou a olejovitou nečistotu: dílenské podlahy, motory a součásti strojů zanesené olejem, nářadí od maziv, filtry, grily, udírny apod.
• Odolné usazeniny a připáleniny: například odstraňování asfaltu či dehtu z povrchů, starých nátěrů, sazí z kotlů, připálené zbytky v kotlích a pecích.
• Silně znečištěnou techniku v průmyslu a zemědělství: stavební stroje obalené směsí hlíny a oleje, traktory, kombajny a zemědělské mechanismy s nánosy maziv, podvozky a motory kamionů pokryté mastnou nečistotou.
• Provozovny s požadavkem na hygienu: potravinářské výroby (jatka, mlékárny, pivovary), kuchyně a jídelny, zemědělské chovy (kurníky, vepříny), zdravotnictví apod.
• Zimní údržbu a mytí v mrazu: teplá voda pomáhá rychleji rozpouštět silniční sůl, bláto a zimní nečistoty na podvozcích a karoseriích.

Pohon strojů: elektrický vs. spalovací

Studenovodní vysokotlaké myčky mohou být poháněny elektromotorem (na běžné síťové napětí 230 V, u profesionálních strojů na 400 V) - takové najdou uplatnění všude tam, kde je k dispozici elektřina, zejména v interiérech nebo v městské zástavbě kvůli nulovým emisím. Pro terénní práci se vyrábějí studenovodní čističe se spalovacím motorem (nejčastěji benzínovým, někdy naftovým). Ty jsou zcela nezávislé na elektrické síti, vhodné například pro čištění na staveništích, v zemědělských areálech bez elektřiny nebo pro komunální úklid ve městě.

U horkovodních vysokotlakých čističů je situace složitější, protože je potřeba řešit pohon čerpadla i ohřev vody. Většina běžných horkovodních strojů má elektromotor (230 V nebo 400 V) pro pohon čerpadla a naftový hořák s integrovaným spalovacím kotlem pro ohřev. Tyto stroje tedy vyžadují přívod elektřiny (typicky cca 3-11 kW příkonu pro motor) a zároveň nádrž na naftu pro hořák, případně napojení na externí nádrž.

tags: #čištění #odpadní #vody #studená #voda #technologie

Oblíbené příspěvky:

• Střední Morava: Přírodní poklady
• Řešení povodňového rizika v Nové Včelnici
• Odpadové poplatky v Dolních Břežanech
• Výklad o české přírodě
• Fakta o jednoezových bombičkách