1 / 68

Víztisztítás ultraszűrésel

Víztisztítás ultraszűrésel. Membrántechnológiák a víztisztításban. Víztisztítás. Általános érvényű alapelvek. Oldott anyagot az ultraszűrő membrán eltávolítani nem tud!! Minden eltávolítandó szennyeződést oldhatatlan formába (csapadék) kell vinni

woody
Download Presentation

Víztisztítás ultraszűrésel

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Víztisztítás ultraszűrésel

  2. Membrántechnológiák a víztisztításban

  3. Víztisztítás Általános érvényű alapelvek Oldott anyagot az ultraszűrő membrán eltávolítani nem tud!! Minden eltávolítandó szennyeződést oldhatatlan formába (csapadék) kell vinni A membránfelület nagy, melyen a mikroorganizmusok elszaporodnak A membrán felülete sérülékeny, mechanikai behatástól óvni kell A membránok soha nem száradhatnak ki

  4. Nyersvíz 20 - 30 perces flokkuláció Media Filtration ülepítés 5 - 10 perces Flokkuláció UF UF Membrán vs. Konvencionális technológia Konvencionális technológia Tisztított víz Tisztított víz Nyersvíz Ultaszűrés

  5. Víztisztítás Technológiai lépések • Előszűrés (0,1-0,5 mm) - membránvédelem • Előkezelés • Oxidáció: Fe, Mn és részben szervesanyag eltávolítás • pH beállítás jobb szerves anyag (szín) eltávolítás • Koaguláció & flokkuláció zavarosság és szerves anyag eltávolítás • Adszorpció (PAC) szag és íz eltávolítás • Szűrés (lebegő anyag eltávolítás) • (ülepítés+) Homokszűrők (gravitációs vagy nyomás alatti) • Membránokkal • Utókezelés • pH beállítás („biztonságos víz”) • Fertőtlenítés: patogén mikroorganizmusok eltávolítása • Adszorpció (GAC) THM és/vagy szín/íz eltávolítás

  6. Víztisztítás Előszűrés (Lebegőanyag eltávolítás) Miért kell eltávolítani: • A klasszikus lebegőanyag a membránra káros (abrazív) hatású lehet • Eltávolítása mechanikai úton a legmegfelelőbb: • Ülepítés (a vízkivétel után közvetlenül) • Az ülepítéstől függetlenül előszűrés (0,1-0,5 mm résmérettel) • Felszíni vizek esetén rácsokat is kell alkalmazni

  7. Víztisztítás Oxidáció (vas, mangán eltávolítás) Miért kell eltávolítani: • A tápanyagul szolgál a baktériumoknak • Kellemetlen színt, szagot, ízt kölcsönöz a víznek • Eltávolítása: Oxidáció • Oxidáló anyagok: • KMnO4(2 mg KMnO4/1 mg Mn2+)MnO2 csapadék, mely membrán eltömődést okozhat, lehetőleg kerülni kell, más alternatív oxidáló szer alkalmazása javasolt • Hypo: Hosszú reakció idő, nem okoz membrán eltömődést, de THM képződhet • Hidrogén peroxid: Hosszú reakció idő, nem okoz membrán eltömődést, nincs THM képződés • Klór dioxid: Nagyon jó oxidáló szer, nincs membrán eltömődés, sem THM képződés • Ózon: Nagyon jó oxidáló szer, nincs membrán eltömődés, de krakkolja a szerves anyagokat, elősegítve a THMképződést (THM prekurzor képződés)

  8. Víztisztítás Szerves anyag (KOI) eltávolítás Miért kell eltávolítani: • A tápanyagul szolgál a mikroorganizmusoknak • Kellemetlen színt, szagot, ízt kölcsönöz a víznek • Eltávolítása: • Koaguláció, Flokkuláció: • Elsősorban a nem oldott szerves anyagokat távolítja el, de bizonyos mértékű, 5-15% oldott (KOI) eltávolítás is lehetséges. • pH beállítással (csökkentéssel) a szerves anyag eltávolítását fokozni lehet

  9. Koaguláció nélkül Koagulációval Víztisztítás Zavarosság (kolloid) eltávolítás Miért kell eltávolítani: • A kolloid mérete a membrán pórusok méretéhez közeli, azaz 0,01-0,1 µ, ezért nehezen eltávolítható eltömődést okoz. • Eltávolítása: • Koaguláció • Flokkuláció

  10. Víztisztítás Koaguláció-Flokkuláció

  11. Víztisztítás Flokkuláció ideje

  12. Az ultraszűrés alkalmazási módjai

  13. Coagulant Oxidáló szert Fe & Mneltávolítás UF Előkezelés Ülepítő UF UF UF Alkalmazási lehetőségek Direkt szűrés (Zavarosság és Pathogen eltávolítás) Koaguláció (Szerves anyag eltávolítás) Zavarosság,Pathogen és szerves anyag eltávolítás

  14. UF Direkt szűrés • Zavarosság, lebegőanyag és pathogenekeltávolítása • Nincs koaguláció flokkuláció • Oxidáció lehetséges • A permeátum zavarossága <0.1 NTU, függetlenül a nyersvíz zavarosságától (Oxidálószer) • Alkalmazhatóság: • Zavarosság:<5 NTU • Lebegőanyag: <10mg/l • KOI< 5mg/l Koncentrátum

  15. Vegyszer gyorsbekeverés statikus keverővel Nincs ülepítés A legelterjedtebb alkalmazás Gyakorlatilag minden felszíni víz esetén alkalmazandó Koaguláció+ flokkuláció + UF Koaguláns Oxidáló szer Flokkuláció UF

  16. A lebegő anyagok és a koagulált kolloidok nagy része az ülepítés során eltávolításra kerül Kisebb membrán terhelés, magasabb fluxus Főleg akkor kerül alkalmazásra, ha már az ülepítő létezik (egy régi – hagyományos – rendszer átalakítása során) Koaguláns Flokkuláció Ülepítő UF Koaguláció+ flokkuláció+ ülepítés+ UF

  17. Az oxidáció pillanatreakció, statikus keverő elegendő Főleg felszín alatti víz esetén, ahol a zavarosság <1-2 NTU. Oxidáló szert UF Fe & Mn eltávolítás

  18. Együttes eltávolítás: • Vas, • Mangán • Arzén • Ammónia A nitrifikáció az ammónia oxidálása nitriten keresztül nitráttá

  19. A folyamat • Levegőztetés • (ammónia oxidáció - Nitrosomonas, Nitrobacter) • Mangán (II) vas(II) és arzén (III) oxidációja(permanganát, Klór dioxidvagy hidrogén peroxid) • Arzén(V) Koaguláció (Fe2(SO4)3) • Up flow nyomás alatti szűrés • Biztonsági szűrés (Homokszűrés vagy UF) • Zagyülepítésés visszavezetés • Iszapsűrítés, deponálás

  20. PFD of ZENON-VITAQUA Technology

  21. Nitrifikációs technológia a gyakorlatbanPélda Biztonsági szűrő Nitrifikáló oszlopok Vegyszeradagolók Légtelítő Feladó szivattyúk

  22. Levegőztetés az ammónia tartalom függvényében NH3 < 1,5 mg/l 1,5mg/l < NH3 Atmoszférikus levegőztetés Nyomás alatti levegőztetés 1.NH3 + 1.5 O2 + Nitrosomonas → NO2- + H2O + H+ 2.NO2- + 0.5 O2 + Nitrobacter → NO3- 3.NH3 + O2 → NO2− + 3H+ + 2e− 4.NO2− + H2O → NO3− + 2H+ + 2e−

  23. A metán hatása a nitrifikációra Metanotróf, vagy metán-oxidiáló baktériumok, először H2O2 képeznek, ami oxidálja a metánt metiloamintképezve.B CH4 NH3 O2 CH3OH H2O2 Metanotróf CH3NH2 Metiloaminextrém toxikus és mutagén hatású a baktériumokra.

  24. Metán tartalom • 201/2001 Korm. Rend. Alapján a limit: 8 l/m3 • Biológiai ammónia eltávolítás esetén a limit: 0,2 l/m3 • Eltávolítása: • Gáztalanítás a kútfejnél • Gáztalanítás a légtelítőben • Külön gáztalanítás a légtelítő előtt: • Ejektor • Fúvókák • Töltetes gáztalanító (biofilm jöhet létre)

  25. Praméter Nyersvíz Norma Tisztított víz <6 mg/l 200μg/l <30 μg/l Fe Mn <2 mg/l 50 μg/l <20 μg/l As <300 μg/l 10 μg/l <10 μg/l 6 mg/l 0,5 mg/l <0,02 mg/l NH4+ 10 mg/l 0,5 mg/l <0,02 mg/l NO2- KOIps 30 mg/l 5 mg/l <5 mg/l Az eljárás alkalmazhatósága

  26. IvóvíztisztításUtókezelés • pH beállítás („biztonságos víz”) • Korrózió védelem: pH=7,8-8,2 • Fertőtlenítés: patogén mikroorganizmusok eltávolítása • Nincs „ölendő” mikroorganizmus • Kevesebb fertőtlenítő szer • Adszorpció (GAC) • THM és/vagy • szín/íz eltávolítás

  27. A klórdioxid alkalmazhatósága A klórdioxid klorát iont képez, aminek a mennyisége az ivóvízben limitált: 2ClO2+ 2OH- = ClO2-+ ClO3-+ H2O Az OTH az alábiak szerint szabályozza a klórdioxid alkalmazhatóságát:

  28. víztisztításMikrobiológia komponensek eltávolítás hatásfokának összehasonlítása

  29. Tipikustisztított víz adatok Paraméter Tisztított víz Nem kimutatható < 1/100mL < 1 mg/L < 0.2 NTU 50-95% eltávolítás koagulációval 45-75% eltávolítás koagulációval < 5 részecske/mL Giardia and Cryptosporidium Coliszám Lebegő anyag Zavarosság Szín KOI Részecske szám Ivóvíztisztítás

  30. Intenzív Hagyományos Flokkuláció 3.250 m2 Membrán Ülepítés 1.115m2 Szűrés 11.150 m2 Példa Egy 190.000 m3/d kapacitású telep helyigénye

  31. Bemerülő, vákuum alatt működő membránok az víztisztításban Membrane Modules Membrane Train Membrán szál Modul Kazetta Technológiai sor ZW1000.avi ZW500.avi

  32. Nyitott szelep Zárt szelep Bemerülő, vákuum alatt működő membránokelvi működése BP szelep Folyamati szivattyú Membrán Kiadó szelep Permeátum szívó szelep Permeátum BP tartály

  33. Üzemeltetési lehetőségekRészleges ürítés A tank20%-a kerül leürítésre CF=5-6 Ha nincs lehetőség a teljes ürítésre 20-45 min Szűrés Dekoncentráció

  34. Üzemeltetési lehetőségekTeljes ürítés köztes BP CF=3-4 ~3000 mg/L TSS) Periodikus BPlevegőztetéssel 1-3 hours Szűrés Dekoncentráció

  35. Üzemeltetési lehetőségekDepozitMód • CF=1 • ~3000 mg/L TSS • BWésürítés • Ürítés ideje: 45-120 s 1-2 hours Szűrés Dekoncentráció

  36. Membránok a gyakorlatban Nyomás alatt működő membránok Membrán szál Modul Rack Sor

  37. ZW1500 elements

  38. NaOCl Citromsav Membránok a gyakorlatban Folyamati ábra (PFD) Permeátum Feladás Feladó szivattyú 500 micron Előszűrő Hulladékvíz BPszivattyú éstartály Levegőztetés ZW1500 Membrane Rack CIP szivattyú és tank SMBS NaOH Neutralizáció - opció

  39. Ipari víztisztítás

  40. Ipari víztisztításFelhasználás lehetőségek • Hűtővíz előállítás • Használati/ipari meleg víz előállítás • Technológiai víz előállítás • Kazántápvíz • Ultratiszta víz előállítás

  41. hűtővíz WWTP Ultrafiltration Hűtővíz • Elvárások: • minimálislebegő anyagtartalom • minimálisfrissvíz igény • Víz visszaforgatási lehetőség • Források: • Felszíni víz • Tisztított komm. szennyvíz • Tisztított ipari szennyvíz • Tipikus folyamatok: • Direkt szűrés (DF) • Harmadlagos tisztítás (TT) • Koaguláció(EC

  42. Kazántápvíz • Kazántápvíz • Elvárások: • Alacsony oldott anyag koncentráció • Alacsony vezetőképesség • Környezetbarát technológia • Források: • Felszíni víz • Felszín alatti víz • Tisztított komm. szennyvíz • Tisztított ipari szennyvíz • Tipikus folyamatok: • Ultraszűrés (UF) & • ReverseOsmosis (RO) • EDI

  43. Technológiai és ultratiszta víz • Elvárások: • Gyakorlatilag oldott anyag mentes legyen • Források: • Felszíni víz • Felszín alatti víz • Tisztított komm. szennyvíz • Tisztított ipari szennyvíz • Tipikus folyamatok: • Ultraszűrés • Fordított ozmózis (RO) • Elektrodialízis Az ultratiszta víz ellenállása: >16 MΩ (<0,06 µS)

  44. Fordított ozmózis

  45. Ozmózis Az oldószer mozgása a félig áteresztő membránokon, a koncentráció függvényében Pozm Félig áteresztő membrán Nagyobb koncentráció Kisebb koncentráció

  46. Fordított ozmózisAz olószer mozgása a félig áteresztő membránokon, a koncentráció függvényében P > Pozm Félig áteresztő membrán Nagyobb koncentráció Kisebb koncentráció

  47. Fordított ozmózisA működés elve Feladás Permeátum A feladott víz egy része jut át a membránokon. Koncentrátum

  48. Az ozmózis nyomás Posm = C x R x T • C = Oldatkoncentráció (mol) • R = Egyetemes gázállandó (Regnault szám) • 0,0821 l atm/mol 0K • 8,134 J/mol 0K • T = Hőmérséklet (Kelvin fok) Példa: C = 1 mol/l R = 0,0821 l atm/mol 0K T = 293 K0 (20 0C) Posm = C x R x T Posm =1 mol/l*0,0821 l atm/mol0K *293 0K = 24 atm (bar)

  49. Az ozmózis nyomásTCF – Temperature Correction Factor TCF – Hőmérséklet korrekciós faktor, ami a hőmérséklet hatását mutatja a membrán transzportációs folyamatban A transzport ráta kb. 3%-al csökken Celsius fokonként. Számolása: TCF= 1/exp(2700*(1/273+t)-1/298)) t= Hőmérséklet 0C

More Related