Filtrovateľné látky sú pevné častice a suspendované látky, ktoré sa nachádzajú vo vode alebo odpadovej vode a ktoré je možné zachytiť mechanickými filtračnými postupmi. Tieto látky zahŕňajú širokú škálu častíc, ako je piesok, bahno, organické látky, tuky, oleje a anorganické tuhé látky. Parameter filtrovateľných látok je kľúčovým ukazovateľom fyzického znečistenia vody a odpadových vôd a často sa používa pri čistení odpadových vôd a úprave vody na hodnotenie účinnosti filtračných a čistiacich procesov.
Obsah
Technické pozadie
Určenie filtrovateľných látok sa zvyčajne vykonáva gravimetrickou metódou. Pri tom sa vzorka vody preleje cez štandardizovaný filter s veľkosťou pórov 0,45 µm. Filtrovateľné látky zostávajú na filtri, ktorý sa následne vysuší a zváži, aby sa určilo množstvo tuhých látok. Toto množstvo sa uvádza v mg/l a predstavuje dôležitý parameter na charakterizovanie znečistenia vodného systému.
Filtrovateľné látky možno rozdeliť do nasledujúcich kategórií:
- Hrubé látky: Hrubšie tuhé látky, ako je piesok alebo štrk, ktoré sa pomerne rýchlo usadzujú a dajú sa odstrániť jednoduchým preosievaním alebo sedimentáciou.
- Znečisťujúce látky: jemnejšie častice, ktoré zostávajú suspendované v kvapaline a musia byť odstránené filtráciou alebo flotáciou.
- Organické a anorganické látky: Filtrovateľné látky môžu byť organického pôvodu (napr. biomasa, tuky) aj anorganického pôvodu (napr. minerálne tuhé látky).
Význam parametra pre dimenzovanie čistiarní odpadových vôd
Množstvo a druh filtrovateľných látok v odpadovej vode má veľký vplyv na konštrukciu čistiarní odpadových vôd. Rozhodujúcim faktorom je, aké filtračné metódy a mechanické separačné postupy sa musia v zariadení použiť, aby sa zabezpečilo účinné čistenie.
1. Mechanické predčistenie:
Filtrovateľné látky sa zvyčajne odstraňujú už v prvej fáze čistenia odpadových vôd, a to mechanickým predčistením. Táto fáza zahŕňa použitie rebríkov, sít a lapačov piesku. Vysoký obsah filtrovateľných látok vyžaduje robustnú konštrukciu týchto mechanických čističiek, aby sa odľahčili nasledujúce biologické a chemické procesy. Zariadenia, ktoré sú navrhnuté na veľké množstvá filtrovateľných látok, musia obsahovať dostatočne dimenzované sedimentačné nádrže alebo bubnové sito, aby sa pevné látky mohli efektívne oddeľovať.
Foto: Príklad vetraného lapača piesku, ktorý odstraňuje usadzujúce sa hrubé tuhé látky, ako aj plávajúce a mastné látky. Zariadenie je súčasťou predúpravy nášho zariadenia ALMA BHU BIO.
2. Filtračné technológie:
V závislosti od zaťaženia odpadových vôd filtrovateľnými látkami sa používajú rôzne filtračné technológie:
Viacvrstvové filtre:
Hrubé filtrovateľné látky sa často odstraňujú pomocou viacvrstvových filtrov, štrkových filtrov alebo pieskových filtrov ( napr. náš ALMA Fil). Tieto filtre majú vysokú retenčnú kapacitu pre suspendované látky a často sa používajú v terciárnej fáze čistenia.
Mikrofiltrácia a ultrafiltrácia:
Jemné látky, ktoré nie je možné úplne odstrániť konvenčnou filtráciou, sa spracúvajú membránovými procesmi. Mikrofiltrácia a ultrafiltrácia sú schopné odstrániť z vody častice až do veľkosti mikrometrov a nanometrov. Tieto procesy sú obzvlášť dôležité, ak sa odpadová voda má recyklovať alebo vypúšťať do citlivých vôd.
Foto: Viacvrstvové filtre v nádržiach z GFK. Nádrže z GFK môžu byť naplnené rôznymi filtračnými materiálmi, ako napr. štrkom, aktívnym uhlím alebo upraveným sklom (ALMA Fil).
3. Flotácia:
Pri flotácii, nazývanej aj flotácia tlakovou relaxáciou, sa do odpadovej vody vpustia jemne rozptýlené vzduchové bubliny, ktoré sa priľnú k suspendovaným látkam a vytlačia ich na povrch, kde sa odoberú. Tento proces je vhodný najmä na odstraňovanie mastných alebo olejových organických častíc, ktoré plávajú v odpadovej vode a ťažko sedimentujú.
Foto: Flotácia s uvoľnením tlaku s rúrkovým flokulačným zariadením na zrážanie, neutralizáciu a flokuláciu zložiek odpadových vôd (ALMA NeoDAF)
4. Vplyv na spracovanie kalu:
Filtrovateľné látky prispievajú k tvorbe kalu, pretože oddelené tuhé látky sa zvyčajne ďalej spracúvajú na kal. Vysoký obsah filtrovateľných látok zvyšuje množstvo primárneho kalu, ktorý musí byť spracovaný v nasledujúcich krokoch procesu, ako je odvodňovanie a stabilizácia kalu. Preto je presná znalosť obsahu filtrovateľných látok nevyhnutná na zabezpečenie správneho dimenzovania zariadení na spracovanie kalu v čistiarni odpadových vôd.
Foto: Odvodňovanie kalov pomocou komorového filtračného lisu (ALMA CFP)
5. Terciárna a kvartárna fáza – odstránenie mikropolutantov
V terciárnej a kvartérnej fáze sa odpadová voda ďalej čistí, aby sa odstránili mikropolutanty, ako sú rezíduá liekov, pesticídy a hormonálne zlúčeniny. Tu sa používa filtrácia aktívnym uhlím, ozonizácia alebo UV ošetrenie. Tieto postupy sú zamerané na rozklad najmenších stopových látok, ktoré zostávajú vo vode aj po biologickom a chemickom čistení.
Foto: Filter s aktívnym uhlím vyrobený v nádržiach z GFK (ALMA Fil AK)
5. Prevádzkové náklady a energetická účinnosť:
Čím vyšší je obsah filtrovateľných látok, tým viac energie a údržby je potrebné na prevádzku filtračných a separačných procesov. Pravidelné spätné preplachovanie a čistenie filtrov je nevyhnutné na udržanie efektívnosti zariadenia. Preto je potrebné zohľadniť parameter filtrovateľných látok aj pri ekonomickom hodnotení konštrukcie a prevádzky zariadenia.
Praktické príklady
Potravinársky priemysel: Pri spracovaní mlieka vznikajú veľké množstvá organických filtrovateľných látok, ako sú tuky a bielkoviny. Pred biologickým čistením odpadových vôd musia byť tieto látky oddelené v špeciálnych odlučovačoch tukov a flotačných zariadeniach , aby sa zabezpečila účinnosť nasledujúcich krokov čistenia.
Papierenský priemysel: Pri výrobe papiera vznikajú veľké množstvá vláknitých filtrovateľných látok. Tieto vlákna musia byť oddelené bubnovými sitami a pieskové filtre , aby sa zabránilo upchatiu zariadení a aby sa zabezpečila kvalita odpadových vôd pred ich vypúšťaním do vôd.
Galvanický priemysel: Pri povrchovej úprave kovov vznikajú anorganické tuhé látky, ktoré sa odstraňujú sedimentáciou alebo mikrofiltráciou z odpadových vôd. Vysoký podiel filtrovateľných látok môže v tomto prípade viesť aj k zníženiu zaťaženia ťažkými kovmi, ak sú tieto viazané na suspendované látky.
Záver
Filtrovateľné látky zohrávajú kľúčovú úlohu pri návrhu a prevádzke čistiarní odpadových vôd. Množstvo týchto tuhých látok výrazne ovplyvňuje výber mechanických a fyzikálnych separačných procesov a má vplyv na kapacitu filtračných systémov, zariadení na spracovanie kalu a celkovú účinnosť zariadenia. Starostlivá analýza filtrovateľných látok je nevyhnutná na stanovenie optimálnych filtračných metód a prevádzkových podmienok, aby sa zabezpečilo dodržiavanie zákonných predpisov a efektívna prevádzka zariadenia.
