Blog

Co nastane v případě, že na Slovensku v důsledku oteplování výrazně poklesne hladina vod?

Řešením tohoto problému může být aplikace systému ZeroLiquidDischarge (ZLD).

Téma, kterému se budu věnovat v tomto článku, není zatím v našich geografických podmínkách výrazným problémem. Zkuste si však představit situaci, že se z nějakých příčin klima na našem území změní tak, že budeme mít horká léta, v zimě už nebude žádný sníh, srážky budou ojedinělé a pokud přece nastanou, budou to nárazové deště. V takovém případě by se bohatství naší malé země - voda - mohla stát nedostatkovou surovinou.

Hladiny řek a jezer by klesly, některé by vyschly, čehož důsledkem by byl i pokles hladin podzemních vod. Co by následovalo?

Co když stát nařídí šetření vodou - nepoužívat vodu na zalévání, tekoucí vodu z kohoutku pouštět pouze v určitých hodinách během dne…? A co náš průmysl? Možná by se to týkalo i firmy, ve které pracujete.

Fabriky s nedostatkem vody jsou u nás sci-fi, jinde realitou

Jak může továrna pracovat s minimálním objemem vody? Zbytečná sci-fi představa? V mnoha zemích je to realita. Státy Afriky, Indie, Mexiko či dokonce Kalifornie a mnoho jiných bojuje s tímto problémem doslova každý den.

Proto existují takzvané bezodtokové továrny (ZeroLiquidDischarge - ZLD), využívající procesy, které zajišťují na konci průmyslových procesů nulový odtok. Jednodušeji řečeno - z továrny neodtéká žádná odpadní voda.

Tím, že legislativa stále tlačí na důsledněji zpracování znečištěných vod, je tento princip stále více a více využíván. Užitečným může být zejména na místech, kde je voda nedostatkovou surovinou.

Bezodtoková továrna ve vizích společnosti Hydrotech

Naše společnost Hydrotech spolupracovala s vícero slovenskými i zahraničními zákazníky, kteří se věnovali potravinářské výrobě. Zabývali jsme se zpracováním jejich odpadních vod a nemálo našich návrhů se i reálně uvedlo do praxe. Jedním z příkladů je podnik na výrobu bioetanolu.

* Poznámka: Bioetanol je etanol vyroben technologií alkoholového kvašení z biomasy - obvykle z rostlin, které obsahují větší množství škrobu a sacharidů.

tovarenIlustrační fotografie. Zdroj: Shutterstock

Podívejme se, zda by tento podnik "přežil" při extrémním nedostatku vody.

  1. Na vstupu každého takového podniku je vypěstována rostlina (obilovina, ovoce, zelenina a podobně). Když projde procesem kvašení a destilací, vzniká etanol a odpad s vysokým obsahem vody a biologických látek. Zpracování odpadního proudu je nesmírně důležité, zajímavé a v nemálo případech i nákladné. Tento biologický zbytek s různou směsí látek se v továrně vede do odstředivky, kde se oddělí tuhá část od kapalné.tovaren
  2. Dalším stupněm je odparka. Zde se kapalný odpad zahustí a spolu s tuhou složkou z odstředivky se vede do sušárny. Z ní vystupuje produkt, kterým se díky svému obsahu může dále krmit dobytek nebo používat jako hnojivo. Ve zmíněné odparce je využitím tepla získaného spálením zemního plynu většina vody a těkavých organických látek odvedena ve formě par.

  3. Po ochlazení získaný kondenzát s ještě poměrně vysokým obsahem organických látek míří do anaerobního reaktoru. Na tomto místě, které je vyhřívané na 37 ° C, jsou přítomny anaerobní bakterie. Na život využívají energii získanou štěpením organických látek v odpadní vodě, a tím ji čistí. V první fázi jsou organické látky štěpeny na jednodušší složky s kratšími řetězci, snadněji dostupné mikroorganismům. Finální práci zajišťují metanogenní bakterie, jejichž produktem je bioplyn složen z oxidu uhličitého a energeticky bohatého a zajímavého metanu. Produkce plynu je velmi velká, a tak se plyn skladuje a postupně spaluje v kotlích továrny, čímž se podílí na tvorbě tepla a šetří provozní náklady společnosti. Přestože se bavíme o jednotkách procent z celkového spotřebovaného množství plynu, toto množství není zanedbatelné.

  4. Voda odtékající z biochemického reaktoru není vhodná pro vypouštění do řeky, a proto musí následovat ještě jeden stupeň čištění opět využívající bakterie, nyní však jiného druhu a charakteru. Přiváděním vzduchu do směsi odpadní vody a bakterií se vytváří prostředí na aktivitu těchto mikroorganismů, kterou odpadní vodu vyčistí na hodnoty schválené místními vodohospodářskými úřady jako vhodné k vypouštění do řeky.

A co kdyby se použitá voda z továrny nevypouštěla do řeky?

Pokud by nastala hypotetická situace, kterou jsem zmiňoval v úvodu, právě v tomto bodě by přišel prostor pro využití ZLD technologií. Ty by zajistily takové parametry vody, jaké by byly potřebné v počáteční fázi zmíněného výrobního procesu, a voda by se dala znovu využít.

Zkusím velmi stručně aplikovat ZLD procesy na náš konkrétní případ.

  • Z továrny vychází dobře známý produkt - bioetanol a odpadní proudy, jejichž součástí je i proud odpadních vod. Ten by se již výše zmíněným postupem mohl a nemusel předčišťovat.
  • Právě prvním stupněm ZLD procesů bývá předčištění, které má zajistit odstranění větších nečistot. Dalším krokem bývá reverzní osmóza nebo jiný membránový proces, který separuje vyčištěnou vodu, přetištěny přes membránu s velmi malými otvory (nano/mikro metry), a zároveň izoluje zkoncentrovanou vodu plnou znečišťujících látek (organické polymery, soli, ionty a podobně).
  • Tím, že se oddělilo velké množství čisté vody, je objem dále zpracovávané směsi už výrazně menší. Tímto krokem se zajistí intenzivní šetření energie v dalším stupni technologie - v odparce. Ta vyžaduje nezanedbatelné množství zemního plynu, který se spálí a vzniklým teplem se zbytek odpadní vody rozdělí na kondenzát (čistou vodu) a zkoncentrováný zbytek.
  • Posledním krokem bývá krystalizace, která zabezpečí odstranění solí a ostatních zbytkových látek. Ty se odvodní a následně se mohou odvést na skládku odpadů nebo do procesu opětovné výroby (recyklace surovin).

tovarenIlustrační fotografie. Zdroj: Shutterstock

Benefit pro společnost by spočíval minimálně ve třech následujících bodech:

  1. Pokud se v továrně používá recyklovaná voda z procesu výroby, automaticky se nemusí do továrny přivádět stejný objem vodovodní vody, za kterou se samozřejmě platí. Běžně se v průmyslu spotřebují desítky až stovky metrů krychlových denně, které takovou cestou dokážeme nahradit.
  2. Druhou výhodou se stává částečná nezávislost společnosti, ať už v důsledku využívání vlastní recyklované vody, nebo výrobou zmíněného bioplynu.
  3. Třetí výhodou je zbavení se potřeby sledovat a jakýmkoli způsobem se zabývat legislativou, která kontroluj vypouštění odpadních vod do přírody. Zabývání se pokutami za její nedodržování se tak stává bezpředmětným.

Význam a důležitost i takových technologií potvrzuje dopad na samotnou přírodu. Právě k ní se ZLD systémy chovají ohleduplně, neboť využívají pouze tolik materiálu a surovin, kolik potřebují, respektive i méně, než potřebují.

Zároveň díky patří těm odborníkům, kteří zajišťují rozvoj i na místech světa, kde lidé nemají tolik štěstí jako my, alespoň co se týká množství a kvality vod. Nechme se jimi inspirovat a hledejme řešení v možná i beznadějně vypadajících situacích.

Autor: Ing. Matúš Palguta, chemický technolog

Další blogy

ČTĚTE VÍC

Zvýšení koncentrace kyslíku v nádržích ČOV

5.5.2020

Hydrotech získal nový projekt na rekonstrukci části aerobního čištění odpadních vod. Jedná se o klíčový úsek, který zabezpečuje...

ČTĚTE VÍC

Spojené národy chtějí uchovat vodu pro budoucí generace. Jak brání prohlubující se vodní krizi?

14.5.2019

Během letošních oslav Mezinárodního dne vody začaly Spojené národy iniciativu, která potrvá celé jedno desetiletí.