Čištění odpadních vod z povrchových úprav kovů použitím nanočástic železa

Datum: 8.5.2014
V procesech povrchové úpravy kovů vznikají nevyhnutelně jako vedlejší produkt odpadní vody, které obsahují značný podíl kontaminantů a nežádoucích složek. Tyto látky jsou škodlivé životnímu prostředí i zdraví člověka.

Jedná se především o vysoké koncentrace těžkých kovů, organické znečištění, kyanidy a nerozpuštěné látky. Těžké kovy se vyznačují vysokou toxicitou a karcinogenitou. V odpadních vodách jsou dle typu povrchové úpravy zpravidla zastoupeny kadmium, chrom, měď, nikl, stříbro, zinek nebo olovo. Pro jejich odstranění jsou nejčastěji aplikovány metody koagulace, flokulace a sedimentace. Každý krok probíhá v samostatné nádrži a v celém procesu čištění je nutné v několika stupních upravovat hodnotu pH [1, 2]. Vysoké objemy produkovaného chemického kalu jsou kvůli obsahu těžkých kovů nebezpečné a toxické a je nutné je před uložením na skládku stabilizovat. Zneškodnění kalů zvyšuje celkové náklady čistírenského procesu o 50 – 200 %, přičemž zneškodnění stabilizovaného materiálu je o 50 – 70 % levnější než odpadu nebezpečného [3]. V současné době je proto snahou najít nové, efektivní, hospodárné a přitom ekologicky šetrné metody nakládání s tímto typem odpadních vod.

Limitní koncentrace specifických polutantů z povrchové úpravy kovů ve vodě vypouštěné do kanalizace uvádí Nařízení vlády 23/2011 Sb. o ukazatelích a hodnotách přípustného znečištěnípovrchových vod a odpadních vod, náležitostech povolení k vypouštění odpadních voddo vod povrchových a do kanalizací a o citlivých oblastech, které dále definuje v Tabulce 2 emisní standardy propřípustné hodnoty znečištění pro odpadní vody vypouštěné z vybranýchprůmyslových odvětví podle CZ-NACE. Tabulka zahrnuje i oddělení 25.61 zabývajícíse povrchovou úpravou a zušlechťováním kovů rozdělených do jednotlivýchpodskupin dle použité technologie na povrchovou úpravu kovů včetně plastů,tepelnou úpravu kovů, smaltování a lakování.

Použití technologie na bázi nulamocného železa pro odstranění těžkých kovů a kyanidů

Firma ASIO, spol. s r.o. se zabývá vývojem a výrobou kompletní inovativní technologie pro čištění komunálních i průmyslových odpadních vod, která využívá k odstranění široké škály rezistentních polutantů nanočástice nulamocného železa (NZVI). V současné době se soustředíme na aplikaci této formy železa na odstranění perzistentních složek z vod z průmyslové výroby. Nulamocné železo je díky svým mimořádným redukčním schopnostem a vysoké reaktivitě úspěšně aplikovatelné v technologiích sanace podzemních i povrchových vod, kde efektivně odstraňuje širokou škálu polutantů včetně těžkých kovů. Na základě této praxí ověřené účinnosti jsme přistoupili k aplikaci nulamocného železa pro odstranění klíčových kontaminantů z odpadních vod z povrchové úpravy kovů. Pozornost zaměřujeme především na těžké kovy a kyanidy a jejich odstranění z oplachových vod  po  pomědění, pochromování, pozinkování a poniklování. Naším cílem je zjištění účinnosti odstranění těžkých kovů, nalezení optimálních dávek NZVI a určení vhodné doby reakce s kontaminanty pro jejich efektivní odstranění. Vedle základních laboratorních testování provádíme ověření i na speciálně vyvinutém poloprovozním reaktoru na NZVI, který svým technickým řešením vyhovuje požadavkům na materiálovou odolnost a konstrukční vybavení. Produkty reakce nanočástic železa s toxickými složkami odpadních vod jsou netoxické, jedná se tedy o ekologicky šetrnou technologii, která, ačkoliv je teprve ve stádiu vývoje, představuje do budoucna perspektivní alternativu k tradičním způsobům nakládání s tímto typem odpadních vod.  Výsledky měření na reálných odpadních vodách byly prezentovány v rámci našeho příspěvku na konferenci "Projektování a provoz povrchových úprav".

Poděkování

Technologický výzkum a vývoj je řešen s použitím účelové podpory Ministerstvaprůmyslu a obchodu projektu TIP s ev.č. FR-TI3/196 – „Pokročilé technologiehygienického a toxikologického zabezpečení odtoku z čistíren odpadních vod.“

Jana MATYSÍKOVÁ1, Michal DOŠEK1,2, Ondřej ŠKORVAN1,3, Marek HOLBA1,4
1
– ASIO, spol. s r.o.,Kšírova 552/45, 619 00 Brno

2 – Mendelova univerzita v Brně, Zemědělská 1/1665, 613 00 Brno
3 -VŠCHT Praha, Technická 5, 166 28 Praha 6 - Dejvice
4– Botanický ústav AV ČR, Lidická 25/27, 657 20 Brno

Tento článek byl již v plném znění publikován ve sborníku ke konferenci „Projektování a provoz povrchových úprav“ (březen 2013).

Použitá literatura

[1] ČSN 75 6505 (756505) Zneškodňování odpadních vod z povrchových úprav kovů a plastů. 1991. 28 s.
[2] Charerntanyarak L. Heavy metals removal by chemical coagulation and precipitation. 1999. Water science and technology. Volume 39, Issues 10–11, s. 135-138.
[3] Sultan, I. A. Treating Metal Finishing Wastewater. 1998.  A Quachem Inc. Environmental Technology(Technical report). March/ April issue.

 

Kontakty

ASIO, spol. s r.o.
Kšírova 552/45
619 00 Brno
ID datové schránky: 9nwzka6

ASIO NEW, spol. s r.o.
Kšírova 552/45
619 00 Brno
ID datové schránky: z9g8vaw

tel.: 548 428 111
e-mail: asio@asio.cz