WPŁYW ZASOLENIA I TEMPERATURY ODCIEKU SKŁADOWISKOWEGO NA WYDAJNOŚĆ INSTALACJI ODWRÓCONEJ OSMOZY

1.Wpływ zasolenia na pracę instalacji R/O

Jedną z metod oczyszczanie odcieku składowiskowego jest metoda odwróconej osmozy. Stosując specjalne moduły membranowe; dyskowe lub kombinowane moduły ST f-my ROCHEM¹⁾ z powodzeniem  można oczyścić odcieki charakteryzujące się bardzo dużym ładunkiem zanieczyszczeń organicznych i dużym zasoleniem.

W zależności od ładunku organicznego oraz zasolenia montowane są jedno lub wielostopniowe instalacje oczyszczania odcieku składowiskowego pracujące przy ciśnieniach; 35, 70 a nawet 140 barów. Prawidłowo zaprojektowana instalacja odwróconej osmozy pozwala dla danego ładunku uzyskać współczynnik rozdziału: permeat/koncentrat rzędu 75/25.

Instalacje wielostopniowe dobierane są wówczas, gdy mamy do czynienia z bardzo dużym ładunkiem zanieczyszczeń (zanieczyszczenia organiczne i nieorganiczne) lub gdy stawiane są bardzo wysokie wymogi jeśli chodzi o stopień czystości permeatu (rzadkość w przypadku odcieków składowiskowych).

Z upływem czasu składowisko w naturalny sposób „starzeje się”. Składowane odpady ulegają powolnemu rozkładowi - mineralizacji, co skutkuje zmiana składu chemicznego odcieku . Zauważalny jest wyraźny wzrost składników nieorganicznych, a zmniejszenie zawartości związków organicznych. Stanowi to „wyzwanie” dla membran osmotycznych. Także koncentrat zawracany w polskich realiach na składowisko przy złym rozprowadzaniu zwiększa zasolenie odcieku.

Utrzymanie założonej wydajności instalacji wiąże się z koniecznością zwiększenia ciśnienia roboczego (pogorszenie jakości produkowanego permeatu ) lub pogorszeniem współczynnika rozdziału, co nie jest korzystne z punktu widzenia ekonomicznego.

Biorąc pod uwagę wiele czynników takich jak; warunki klimatyczne, typ składowiska/rodzaj składowanych odpadów, gospodarkę wewnątrz zakładową na składowisku, można z pewnym przybliżeniem przewidzieć mineralizację składowiska i zaprojektować taką instalację oczyszczania odcieku, która z powodzeniem będzie spełniała swoje zadanie przez wiele lat lub poprzez modernizację zapewni skuteczne oczyszczanie odcieku mimo wzrostu zasolenia odcieku.

 Przez określenie: gospodarka wewnątrz zakładowa, rozumiemy w tym wypadku: prawidłowe odprowadzanie koncentratu na składowisko. Działanie takie w pierwszych latach daje wymierne korzyści, ponieważ na składowisko jest zawracany cały ładunek organiczny, wspomagający wytwarzanie biogazu. Bardzo ważne jest, aby koncentrat był rozprowadzany równomiernie na całej powierzchni składowiska, a jego droga do miejsc zbierających odciek, była jak najdłuższa. Pozwoli to na zatrzymanie nie tylko związków organicznych (produkcja biogazu) lecz także częściowe zatrzymanie soli mineralnych, powodujących gwałtowny wzrost zasolenia odcieku.

Poniżej przedstawiamy wyniki pracy jednostopniowej instalacji R/O w Przedsiębiorstwie EKODOLINA w Łężycach zaprojektowanej dla przewodnictwa właściwego odcieku rzędu 24 000 µS/cm. Z czasem przewodnictwo właściwe odcieku składowiskowego wzrosło (okresowo) nawet do 40 000 µS/cm, co wpłynęło niekorzystnie na pracę instalacji. Eksperyment przeprowadzono przez 30 godzin nieprzerwanej pracy dla bardzo zasolonego odcieku, o przewodnictwie właściwym rzędu 40 000 µS/cm. Podczas sprawdzania parametrów pracy instalacji R/O wykonano test polegający na rozcieńczeniu odcieku permeatem, aby uzyskać parametry jak w średnio zasolonym odcieku spod składowiska.

Jak wynika z tabeli (kolumna 6) zmniejszenie przewodnictwa właściwego ma zdecydowany wpływ na parametry pracy instalacji R/O. Zmniejszeniu ulega ciśnienie robocze, a współczynnik rozdziału: permeat/ koncentrat osiąga wartość zaprojektowaną tj. 68/32. Wzrosła również jakość produkowanego permeatu – przewodnictwo właściwe permeatu zmalało z ok. 300 µS/cm do ok. 90 µS/cm.

 2.Wpływ temperatury odcieku na pracę instalacji R/O

Wielu z dostawców instalacji R/O (prawdopodobnie w celach marketingowych) pomija w swoich ofertach informację, że na sprawność pracy instalacji R/O ma wpływ temperatura odcieku.

W ofertach jest z reguły zapis, że instalacja została zaprojektowana dla konkretnej temperatury, z reguły 15⁰C; rzadko podane są informacje jak zmieniają się parametry pracy instalacji przy zmianie temperatury odcieku.

Powszechnie wiadomym jest, że szybkość/wydajność wszystkich procesów fizykochemicznych związana jest z temperaturą. W instalacjach R/O zmiana temperatury o 1⁰C zmienia wydajność instalacji o ok. 2-3%. Zmiana taka nie jest liniowa jednak z pewnym przybliżeniem można założyć, że obniżenie temp. odcieku o 1⁰C zmniejsza wydajność procesów o ok.3%.

Zbiorniki retencyjne odcieków bardzo często są budowane jako naturalne otwarte zbiorniki . W okresach: zima/wiosna dochodzi do wychłodzenia odcieku nawet do temperatury ok. 5⁰C.

Aby zapobiec nadmiernemu wychłodzeniu odcieku, stosuje się różne rozwiązania;

- przykrywanie zbiorników retencyjnych,

- budowa pośrednich podziemnych zbiorników retencyjnych,

-podgrzewanie odcieku przed wprowadzeniem na instalację R/O.

Projektant powinien przewidzieć wielkość zbiornika retencyjnego, sposób zabezpieczenia przed nadmiernym wychłodzeniem tak aby z jednej strony zapewnić ciągłość pracy instalacji oczyszczania odcieku, a z drugiej strony poprzez długotrwałe przechowywanie odcieku w zbiorniku nie doprowadzić do wychłodzenia oraz aby nie doszło do wtórnych niekorzystnych reakcji.

Uwagi:

             1) moduły f-my ROCHEM są kombinacją modułu dyskowego i spiralnego, o około trzykrotnie większej powierzchni filtracji i prawie trzykrotnie większej wydajności z jednego modułu.

P.HU. ORTOCAL s.c. A.Matlak B.Adamczak

www.ortocal.pl, e-mail:biuro@ortocal.pl

Ul. Międzychodzka 7a/103

60-371 Poznań