Skládkové výluhy

Kontaktní osoby

Photo: Ing. Marek Holba, Ph.D.
Ing. Marek Holba, Ph.D.
Tel.: 548 428 129
Mobil: 606 610 347
E-mail: holba@asio.cz

Kombinovaný elektrochemický proces na čištění skládkových výluhů

Projekt „Kombinovaný elektrochemický proces na čištění skládkových výluhů“ s pracovním názvem CleanLeachate byl řešen s finanční podporou sedmého rámcového programu Evropské Unie pro podporu malých a středních firem v letech 2010 – 2012.

Projekt CleanLeachate si kladl za cíl přinést na trh automatizované, modulární a mobilní zařízení na čištění skládkového výluhu, které je, vzhledem k nové elektrolytické cele a snížení reakční doby, účinnější a méně nákladné než ostatní v současnosti používané postupy.

Výluhy ze skládek se vyznačují velkou různorodostí ve složení, závisející na druhu odpadů, stáří a klimatických podmínkách. Jedním ze společných rysů průsakových vod je vysoká koncentrace amoniakálního dusíku, která může dosáhnout až 20 000 mg/l. Ze všech toxických látek, přítomných ve skládkových vodách, je amoniakální dusík jako hlavní dlouhodobý polutant, který se díky své stabilitě i za anaerobních podmínek typicky v těchto vodách hromadí a je také primární příčinou akutní toxicity. V koncentracích vyšších než 100 mg/l je amoniakální dusík vysoce toxický pro vodní organismy.  

Složení typické průsakové skládkové vody

Obr. 1: Složení typické průsakové skládkové vody


Tradiční způsoby čištění průsakových vod se dělí do dvou hlavních skupin:
(a) Biodegradace - zahrnující aerobní procesy (laguny, aktivační procesy, SBR) a anaerobní procesy
(b) Chemické a fyzikální metody - oxidace, absorpce, srážení, nebo stripování. Mezi nové metody patří membránové bioreaktory a reverzní osmóza. Tyto jsou porovnány v následující tabulce z hlediska jejich účinnosti.

Elektrochemické metody jsou jedny ze slibných pokročilých metod, které mohou být využity pro čištění skládkových vod. Rychlost přísunu elektronu se vyjadřuje jako elektrický proud a oxidační/redukční síly jako elektrochemický potenciál (resp. napětí elektrického článku). Výhoda těchto metod spočívá v možnosti separace elektrodových reakcí, což umožňuje realizovat jinak neproveditelné, nebo těžce proveditelné reakce. Další výhody spočívají v jejich všestrannosti, selektivitě a minimalizaci průniku chemikálií do životního prostředí.

Koordinátorem projektu byl německý Fraunhofer IGB a druhým zástupcem vědeckovýzkumné sféry byl španělský CRIC S.A.. Na projektu se dále podílely čtyři malé a střední firmy. Vedle ASIO, spol. s r.o. ještě holandské Magneto Special Anodes B.V., anglický Enitial a německý EUT.

Projekt CleanLeachate proto reprezentuje nový přístup k pokročilým oxidačním procesům, ve kterém se OH radikály jako oxidační činidlo produkují elektrochemicky přímo anodickým rozkladem skládkové vody určené k čištění. Elektrochemická generace hydroxylových radikálů eliminuje potřebu jakýchkoliv chemikálií, což přispívá k udržení celkových provozních nákladů na co nejnižší úrovni. U skládkových vod je proto cílem odstranění CHSK tzv. přímou studenou elektrochemickou oxidací (neboli mineralizací organického substrátu). K jejímu dosažení je zapotřebí elektrodového materiálu s vysokým přepětím kyslíku. Diamantové elektrody dopované borem vykazují nejvyšší přepětí pro produkci kyslíku z vody a zároveň vykazují také vysokou chemickou a mechanickou odolnost.        

Elektrody byly v naší elektrolytické cele umístěny na obou stranách membrány, jak je znázorněno na obrázku a výluh se přivádí nejprve do styku s anodou a poté s katodou. Reakce na katodě budou využity k odstranění jak organických polutantů, které nepodléhají oxidačním reakcím na anodě, tak nebezpečných látek vznikajících jako vedlejší produkty těchto anodických procesů.


 Z předchozího výzkumu zaměřeného na elektrolýzu odpadních vod z automobilového průmyslu vyplývá, že snížení CHSK je doprovázeno vznikem a nárůstem koncentrace chloridových iontů a AOX (halogenované organické sloučeniny). Zatímco CHSK je odstraněno s vysokou účinností, přítomnost chloridových iontů v elektrolytu způsobuje vznik AOX v počátečních fázích snižování koncentrace CHSK, jak je znázorněno v grafu. Nicméně AOX se v přítomnosti OH radikálů rovněž rozkládají, což způsobuje, že jejich koncentrace posléze také klesá. Diamantové elektrody dopované borem vykazují rovněž vysoké přepětí pro katodickou produkci vodíku, což umožňuje provedení redukčních reakcí na katodě s vysokou účinností. Těchto reakcí je možné využít právě k odstraňování AOX, které můžou vznikat během oxidačních procesů ve výluzích obsahujících zvýšené množství chloridových iontů.

Technologie CleanLeachate má potenciál využití i v jiných oblastech, jako například v potravinářském průmyslu (odpadní vody z mléčné výroby, výroby masa, drobů a zeleniny), pivovarnickém průmyslu (tekuté odpady), petrochemickém průmyslu a zpracování celulózy, papírenském průmyslu (kaly), farmaceutickém průmyslu a dalších.

 

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