Czwarty etap oczyszczania jest rozszerzeniem konwencjonalnego oczyszczania ścieków, które wykracza poza procesy mechaniczne (pierwszy etap), biologiczne (drugi etap) i chemiczno-fizyczne (trzeci etap). Służy do eliminacji substancji śladowych i mikrozanieczyszczeń, takich jak pozostałości farmaceutyczne, hormony, pestycydy, mikrodrobiny plastiku lub inne związki organiczne i nieorganiczne, których konwencjonalne procesy nie są w stanie całkowicie usunąć ze ścieków. Chroni to wrażliwe ekosystemy wodne i zapewnia lepszą jakość wody.
Spis treści
Tło technologiczne czwartego etapu oczyszczania
Czwarty etap oczyszczania obejmuje wysoko rozwinięte technologie, które są specjalnie zaprojektowane do usuwania substancji śladowych i mikrozanieczyszczeń o niskim stężeniu, ale dużym wpływie na środowisko. Substancje te, takie jak pozostałości farmaceutyczne, hormony, pestycydy, mikrodrobiny plastiku lub chemikalia przemysłowe, przedostają się do ścieków i stanowią poważne zagrożenie dla zbiorników wodnych i ekosystemów. Stosowane procesy łączą procesy fizyczne, chemiczne i biologiczne w celu osiągnięcia maksymalnej wydajności oczyszczania.
1. adsorpcja na węglu aktywnym
Adsorpcja na węglu aktyw nym to sprawdzona technologia usuwania zanieczyszczeń organicznych ze ścieków. Węgiel aktywny wiąże zanieczyszczenia na swojej porowatej powierzchni, skutecznie usuwając je z fazy wodnej.
Technologia:
- Sproszkowany węgiel aktywny (PAC):
Sproszkowany węgiel aktywny jest dozowany bezpośrednio do ścieków, a następnie usuwany przez filtrację lub sedymentację. Proces ten jest szczególnie odpowiedni w przypadku zmiennych obciążeń, ponieważ dozowanie można elastycznie dostosować do stężenia zanieczyszczeń. - Granulowany węgiel aktywny (GAC):
Granulowany węgiel aktywny jest stosowany w filtrach adsorpcyjnych zainstalowanych na stałe. Ścieki przepływają przez złoża węgla aktywnego, gdzie zanieczyszczenia są adsorbowane. GAC nadaje się do zastosowań ciągłych ze stabilnym obciążeniem.
Obszary zastosowania:
- Usuwanie zanieczyszczeń organicznych, takich jak pestycydy, pozostałości leków i hormony.
- Redukcja związków o intensywnym smaku i zapachu, zwłaszcza w strumieniach wody procesowej.
Zalety:
- Wysoce skuteczny w wiązaniu wielu zanieczyszczeń organicznych.
- Możliwość elastycznej integracji z istniejącymi systemami.
- Szeroki zakres zastosowań, od komunalnych oczyszczalni ścieków po procesy przemysłowe.
Wady:
- Węgiel aktywny wymaga regularnej regeneracji lub wymiany, co wiąże się z kosztami.
- Jeśli woda jest silnie zanieczyszczona, proces adsorpcji może stać się nieefektywny, ponieważ pojemność węgla aktywnego szybko się wyczerpie.
Zdjęcie: Nasze filtry wielowarstwowe ALMA FIL z filtrami z węglem aktywnym ALMA FIL AK.
2. ozonowanie
Ozonowanie to proces utleniania chemicznego, który wykorzystuje ozon (O₃) jako silny środek utleniający do rozkładania zanieczyszczeń organicznych. W procesie tym złożone cząsteczki są rozkładane na mniejsze, często bardziej biodegradowalne związki.
Technologia:
- Ozon jest wytwarzany z tlenu za pomocą wyładowań elektrycznych i wdmuchiwany do ścieków. Tam reaguje bezpośrednio z zanieczyszczeniami lub generuje wtórne produkty utleniania, takie jak rodniki hydroksylowe, które mają jeszcze silniejszą moc utleniania.
- Produkty uboczne, takie jak bromiany, które mogą powstawać podczas utleniania bromku, muszą być zminimalizowane poprzez odpowiednie kontrole procesu.
Obszary zastosowania:
- Usuwanie mikrozanieczyszczeń organicznych, takich jak hormony, leki, chemikalia przemysłowe i pestycydy.
- Poprawa degradowalności substancji, które są trudne do biodegradacji przed biologiczną obróbką końcową.
Zalety:
- Bardzo wysoka wydajność w rozkładzie zanieczyszczeń organicznych.
- Szybki czas reakcji i łatwa integracja z istniejącymi procesami oczyszczania ścieków.
Wady:
- Wysokie zapotrzebowanie na energię do produkcji ozonu.
- Potrzeba środków technicznych w celu kontroli produktów ubocznych, takich jak bromian.
3. zaawansowane procesy utleniania (AOP)
AOP są jednymi z najbardziej zaawansowanych procesów utleniania i wykorzystują generowanie rodników hydroksylowych (OH-) do utleniania zanieczyszczeń o wysokiej reaktywności. Rodniki te rozkładają nawet uporczywe związki organiczne, które są trudne lub niemożliwe do rozbicia przy użyciu innych procesów.
Technologie:
- Ozon i nadtlenek wodoru (O₃/H₂O₂): Połączenie to zwiększa powstawanie rodników hydroksylowych, co zwiększa skuteczność utleniania.
- Światło UV z ozonem lub nadtlenkiem wodoru (UV/H₂O₂): Światło UV przyspiesza powstawanie rodników hydroksylowych i umożliwia rozkład złożonych cząsteczek.
Obszary zastosowania:
- Degradacja trwałych zanieczyszczeń organicznych, takich jak chemikalia przemysłowe, pestycydy i farmaceutyki.
- Poprawa biodegradowalności, szczególnie w połączeniu z procesami biologicznego przetwarzania.
Zalety:
- Szerokie zastosowanie dla szerokiej gamy zanieczyszczeń.
- Skuteczny nawet przy bardzo niskich stężeniach substancji śladowych.
Wady:
- Wysokie zużycie energii i złożona obsługa.
- Wymaga precyzyjnego monitorowania procesu i starannego planowania systemu.
Zdjęcie: System UV w połączeniu z dozowaniem środków utleniających, takich jak nadtlenek wodoru, w celu usunięcia substancji śladowych(ALMA OXI UV)
4. proces membranowy
Procesy membranowe wykorzystują bariery fizyczne do usuwania zanieczyszczeń ze ścieków. Nanofiltracja (NF) i odwrócona osmoza (RO) odgrywają kluczową rolę w czwartym etapie oczyszczania.
Technologia:
- Nanofiltracja (NF):
Usuwa cząsteczki i molekuły średniej wielkości, w tym jony wielowartościowe i związki organiczne. - Odwrócona osmoza (RO):
Wykorzystuje półprzepuszczalne membrany do zatrzymywania prawie wszystkich rozpuszczonych substancji, w tym soli, mikrozanieczyszczeń i zanieczyszczeń organicznych.
Obszary zastosowania:
- Produkcja wody o wysokiej czystości do zastosowań przemysłowych.
- Usuwanie zanieczyszczeń organicznych, metali ciężkich i soli ze ścieków.
Zalety:
- Bardzo wysoki współczynnik retencji zanieczyszczeń.
- Umożliwia odzyskiwanie i ponowne wykorzystanie wody.
Wady:
- Wysokie zapotrzebowanie na energię ze względu na wymagane ciśnienie.
- Skoncentrowany atak wymagający dodatkowego leczenia.
Zdjęcie: Nasz system odwróconej osmozy ALMA OSMO do usuwania śladowych i mikrozanieczyszczeń
Obszary zastosowania czwartego etapu czyszczenia
Czwarty etap oczyszczania jest stosowany głównie w przemyśle i na obszarach, gdzie zanieczyszczenie substancjami śladowymi jest szczególnie wysokie lub gdzie należy chronić wrażliwe zbiorniki wodne:
Ścieki przemysłowe:
- Ścieki z przemysłu chemicznego, farmaceutycznego i spożywczego często zawierają związki, które są trudne do rozbicia i nie mogą być całkowicie usunięte za pomocą konwencjonalnych procesów.
- Technologie takie jak odwrócona osmoza i adsorpcja na węglu aktywnym są stosowane w celu zapewnienia zgodności z wymogami prawnymi.
Miejskie oczyszczalnie ścieków:
- W komunalnych oczyszczalniach ścieków, które oczyszczają ścieki zawierające pozostałości farmaceutyczne i mikrodrobiny plastiku, czwarty etap jest ważnym krokiem w kierunku zmniejszenia zanieczyszczenia środowiska.
Ponowne wykorzystanie wody:
- Oczyszczanie ścieków do ponownego wykorzystania w procesach przemysłowych lub do nawadniania w regionach o niedoborze wody.
Perspektywy na przyszłość
Wprowadzenie czwartego etapu oczyszczania wynika z wymogów prawnych i rosnącego nacisku społecznego na ochronę wody. Przyszły rozwój obejmuje
- Optymalizacja efektywności energetycznej: Zmniejszenie zapotrzebowania na energię w procesach takich jak ozonowanie i AOP.
- Integracja z istniejącymi oczyszczalniami: Opracowanie opłacalnych rozwiązań w zakresie modernizacji istniejących oczyszczalni ścieków.
- Innowacyjne materiały: dalszy rozwój membran i materiałów adsorpcyjnych w celu poprawy wiązania określonych zanieczyszczeń.
Wnioski
Czwarty etap oczyszczania stanowi znaczący postęp w oczyszczaniu ścieków, odpowiadając na rosnące wyzwania związane z substancjami śladowymi i mikrozanieczyszczeniami. Jakość wody ulega zrównoważonej poprawie dzięki ukierunkowanemu wykorzystaniu zaawansowanych technologii, takich jak adsorpcja na węglu aktywnym, ozonowanie, AOP i procesy membranowe. Stanowi to istotny wkład w ochronę środowiska i zabezpieczenie wysokiej jakości zasobów wodnych dla przyszłych pokoleń.
Aby uzyskać więcej informacji na temat naszych produktów, prosimy skontaktować się z nami w dowolnym momencie!
