CS219572B1 - Sposob úpravy vod obsahujúcich organické látky pre pitné účely - Google Patents

Description

219 572 (54) Sposoh úpravy vod obsahujúcich organické látky pre pitné účely 1

Vynález sa týká sposobu úpravy vod zne-čistěných organickými látkami pre pitnéúčely, využitím biologicko-sorbčných vlast-ností roznych sorbentov. V súčasnom období sa na odstraňovanieorganických látek z vody používajú rožnepostupy. Sú to predovšetkým prevzdušňova-nie, ozonizácia a použitie tlakových, dvo-řených, pomalých alebo rýchlych piesko-vých filtrov. V klasické) vodárenskej praxisú dnes používané rožne druhy náplní a ichkombinácií. Pri použití náplňových druhovfiltrov, plněných najčasíejšie pieskom, vzni-ká na ich povrchu biologická blana, silnéoživená mikroorganizmami. Prvořadou pod-mienkou vyhovujúceho oživenia je přítom-nost kyslíka v pritekajúcej vodě, pričomčistenie prehieha různými biologickými,chemickými a fyzikálnymi procesmi. V bio-logické) vrstvě působením přítomných orga-nizme v sa část organických látok minerali-zuje. Zvýšením stupňa znečistenia upravo-vané] vody dochádza k zvačšeniu nárastovbiologické] blány, čo má za následok zvýše-nie filtracného odporu a rožne iné prevádz-kové ťažkosti.

Počet a stupeň znečistenia zdrojov vodyurčených na úpravu pre pitné účely stálenarastá, čo sposobuje zvýšený nárok a po-žiadavky na upravárenské technologie. Tie-to nároky nie sú zamerané len na zlepšeniesenzorických vlastností vody, ale aj na od-stránenie značného množstva reziduálnychorganických látok, ktorých bolo vo vodáchuž identifikovaných viac ako 2000, a z kto-rých desiatky sú evidované ako karcinogen-ně látky. Z vyššie uvedených dovodov klasické pies-kové filtre už v plnom rozsahu nemůžu za-bezpečit požadovaná kvalitu vody a přistu-puje sa k náročným postupom úpravy vody.Je to predovšetkým budovanie umělých vsa-kovacích objektov, ktoré využívajú prirodze-né filtračně schopnosti vhodných geologic-kých formáclí. Vhodným umiestnením zá-chytných objektov vooi vsakovacím je mož-né dosiahnuť uspokojivý stupeň čistenia. Vy-budovanie takéhoto objektu však vyžadujeznačné náklady a záběr půdy, pričom niekaždé územie je možné k tomuto účelu vy-užit. Rovnako tiež nie každé znečistenie jemožné takýmto sposobom odstránit Přistu-puje sa preto k použitiu ozónu na oxidáciumolekúl organických látok, čo je proces in-vestičně a energeticky značné náročný.Zbytkové látky — resp. ich fragmenty, tvo-ria v následnom stupni — chlorácii značnémnožstvo škodlivých organochlórových, pře-vážné alifatických uhlovodíkov — halometá-nov. Taktiež prevzdušňovanie vzduchom pri-náša pozitivně výsledky len v případe me-čistenia niektorými, l'ahko prchavými roz-pustnými uhlovodíkmi. 2 " ’

Dočisťovanie takto predupravených vod sarobí prevažne na filtroch s áktívnym uhlím,pričdm tieto filtre v niektorých prípadochuž aj samotné postačujú na celý procesúpravy vody. Nevýhodou klasických ótvore-ných alebo aj tlakových filtrov je potřebarelativné častého vypierania, ktorým sa rozrne suspenzie a nárasty lipňúce na povrchučastíc plesku alebo aktívneho uhlia odstra-ňujú. Pri aktívnom uhlí je to naviac strataabsorpčně] kapacity, takže celu náplň třebapoměrně za krátký čas napr. termicky re-generovat Vzniká tým značná spotřeba ak-tívueho uhlia, spůsobená znehodnotením ná-plně, sktorú je potřebné stále doplňovat. Sa-motná termická regenerácía je značné ná-kladná a len málo užívateTov má ekonomic-ké možnosti tento uzavretý cyklus v plnejmiere uplatnit.

Určité zvýšenie účinnosti filtrov, . predo-všetkým však filtrov s áktívnym uhlím jémožné dosiahnuť použitím menších prieto-’kových rýchlostí, čo však na druhéj straněsposobuje zváčšenie rozmerov zariadenia ainvestičných nákladov na ich náplň. Zníže-ním prietokov dochádza tiež k zváčšeniúnárastov mikroorganizmov.

Nevýhody týchto postupov odstraňuje po-stup úpravy vod obsahujúcich organickélátky pre pitné účely, kterého podstata spo-čívá v tom, že upravovaná voda sa konti-nuálně privádza do styku so sorbentom vofluidnej vrstvě, pričom sorbent sa vo vzno-se s výhodou udržuje privádzaním vzduchua) alebo plynného kyslíka, pričom upravenávoda sa vedie ďalej do nepohyblivej náplněsorbentu. Ako vhodný sorbent pre postuppódia vynálezu sa s výhodou použije aktiv-ně uhlie, sorbenty na báze styréndivinylbeh-zénových kopolymérov, sorbenty na báze.polyesterov a) alebo sorbenty s chemickyviazanými n-alkánmi s počtom uhlíka 10až 30. Sposob úpravy vody podlá vynálezuje ďalej význačný prídavkom sorbentovalebo aspoň jedného zo sorbentov v množ-·štve 0,1 až 20 -vztaženo na objem reakč-ného priestoru prevzdušňovaného reaktora;pričom sa výhodné použijú práškové aj ale-bo granulované sorbenty.

Počas procesu úpravy vody dochádza ksorpci! organických látok na použitý sor-bent, pričom tieto látky slúžia mikroorganiz-mom ulpeným na povrchu častíc sorbentuako substrát. Tieto mikroorganizmy počasúpravy vody vzhladom na optimálně pod-mienky rozvoja získajú rozhodujúcl podielna odbúraní organických látok. Použitý sor-bent zásluhou svojich fyzikálně chemickýchvlastností sposobuje skoncetrovávanie orga-nických látok, takže tieto sa v prevzdušňo-vano-m systéme mikroorganizmami rýchleodbúravajú. Vzniká tým koncentračný spádorganických látok k časticiam sorbentu na 219 572 3 jednej straně a ich odbúravanie mikroor-ganizmami na druhéj straně, pričom súčas-ne nastává regenerácia sorpčných vlastnostía kapacity sorbentu. V případe přítomnosti biologicky ťažkoodbúratelných látok sa před reaktor s pre-vzdušňovanou fluidnou vrstvou sorbentu za-raduje obvykle ozonizácia, ktorou sa dosiaih-ne ich fragmentizácia. Vzhíadom na bio-šorpčnú kapacitu použitého systému, diochá-dza k dostatočnému odstráneniu znečisťu-jucich látok z upravovanej vody, takže tátovyhovuje ikritériám pře pitné vodu.

Podstatnou výhodou navrhovaného sposo-bu úpravy vody pře pitné účely je potřebarelativné malého množstva sorbentu, kte-rého množstvo je dané veíkosťou provzduš-něného reaktora, druhu znečistenia a druhupoužitého sorbentu.

Na pripo jenom obrázku je schematickyznázorněné zariadenie k prevádzaniu spo-sobu podl'a vynálezu. Skládá sa z prevzduš-ňovaného reaktora 1 s priestorom 2 prefluidnú vrstvu sorbentu, přívodu 3 upravo-vanej vody a vstupu 4 vzduchu a] alebokyslíka, Na zachytenie neodsedimentovanýchčastíc sorbentu a na vyrovnáváme kvalityupravenej vody je do zostavy zaradený po-malý tlakový filter 5, s náplňou 6 aktívnehouhlia. Účinnost navrhovaného postupu úpravyvůd pre pitné účely podlá vynálezu je naj-lepšie demonstrovaná na nasledujúcich prí-kladoch konkrétného spůsobu podlá vyná-lezu. Přiklad 1

Podzemná voda znečistěná leteckým pet-rolejem o koncentrácii uhlovodíkov 0,443mg. I-1 bola vedená do prevzdušňovacej ná-drže o objeme 15 litrov, v ktorej bolů 270 gaktívneho uhlia so střednou veíkosťou čas-tíc 2 mm. Prietok vody zariadením bol 1,5litra. min"1, čas zdržania 10 min, objemprivádzaného vzduchu 0,2. min-1. Výsledkydosiahnuté po jednomesačnom zapracovanísystému sú zhrnuté v nasledujúcej tabulke.Příklad 2

Povrchová voda z vodárenskej nádrže vy-kazujúca obsah uhlovodíkov nedefinované- 4 ho původu v množstve 0,07 mg.l"1 bolaprivádzaná do prevzdušňovacej nádrže o ob-jeme 10 m3, v ktorej bolo 34 kg práškovéhoaktívneho uhlia, čo objemovo zodpovedá0,5 %. Prietok vody zariadením bol 1,6 l.s'1 a objem privádzaného- vzduchu 0,1m3.min"1. Výsledky dosiahnuté po ustále-ní a zapracovaní systému sú zhrnuté tiežv nižšie uvedenej tabulke. Příklad 3

Povrchová voda z bagroviska s obsahomropných uhlovodíkov v množstve 0,779mg. i-1 bola vedená do prevzdušňovaciehoreaktora o objeme 1 m3, v ktorej bolo 10 kg4 styrén-divinylbenzénového kopolyméru. Prie-tok vody zariadením bol 1,5 1. množstvaprivádzaného vzduchu 0,2 m3. min"1. Vý- sledky sú zhrnuté v nasledujúcej tabulke. Příklad Obsahuhlovo-díkov(mg. I"1) Zníženie (%) vstup výsitup 1 0,443 0,053 88,0 2 0,070 0,005 92,0 3 0,779 0,075 90,0

Koncentrácia uhlovodíkov bola stanovenáspektrofotometricky v UV oblasti spektra.

Využítie vynálezu je možné na zdrojoch,resp. na úpravniach vůd, kde v důsledkuhavárie došlo k znečisteniu upravovanej vo-dy, ako aj pri výstavbě nových úpravní, kte-ré majú zdroj vody s trvale zvýšeným obsa-hom organických látok.

Podstata vynálezu zostane zachovaná ajpři inej zostave upravujúcej vodu na vstu-pe alebo výstupe z prevzdušňovacieho re-aktora, popřípadě inou zostavou zabezpe-čujúcou zachytenie neodsedimentovanýchčastíc sorbentov a vyrovnáme kvality vodyna výstupe z reaktora, připadne inou kon-štrukciou prevzdušňovacieho reaktora.

Claims (4)

1. 5 6 219 S72 PREDMET VYNALEZU

   1. Spdsob úpravy vod obsahujúcich orga-nické látky pre pitné účely význačné tým,že upravovaná voda sa kontinuálně privádzado styku so sorbentom vo fluidnej vrstvě,pričom sorbent sa vo vznose s výhodouudržuje privádzaním vzduchu a) alebo plyn-ného kyslíka a upravená voda sa vedie ďa-lej do nepohyblivej náplně sorbentu.
2. 2. Sposob podlá bodu 1 význačný tým,že ako sorbent sa použije aspoň jedna látkazo skupiny zahrnujúcej aktivně uhlie, sty- rén-divinylbenzénový kopolymér, sorbentyna báze polyesterov a sorbenty s chemickyviazanými n-alkánmi s počtom uhlíkov 10až 30.
3. 3. Sposob podlá bodu 1 a 2 význačnýtým, že sa použije 0,1 až 20 % sorbentu,vztaženo na objem reakčného priestoru pre-vzdušňovaného reaktora.
4. 4. Sposob podlá bodov 1 až 3 význačnýtým, že sa použijú granulované a) alebopráškové sorbenty. 1 výkres