Využití sorbentů k odstranění zbytkové koncentraci niklu v upravené odpadní vodě

Jana Bártová

Diplomová práce

Utilization of Sorbents to Remove Residual Nickel Concentration in the Treated Wastewater

Anotace:

Předložená závěrečná práce řeší možnost využití biosorbentu, kterým je směs šišek z jehličnatých stromů k odstranění rizikových kovů obsažených v nebezpečném odpadu, který je likvidován v neutralizační stanici. Původně byla pozornost věnována nejproblémovějšímu kovu, kterým byl nikl, avšak sledována byla také účinnost testovaného sorbentu při odstraňování i dalších přítomných kovů, kterými byly zinek, měď a železo. Sledovány byly i další předepsané parametry pro vypouštění upravené odpadní vody do kanalizace. Jednalo se především o hodnotu pH, rozpuštěné anorganické soli (RAS), nerozpuštěné látky (NL) a chemická spotřeba kyslíku chromanovou metodou. Nejprve byl sorbent testován v laboratoři ve vsádkovém režimu. Na základě laboratorních zkoušek s reálnou odpadní vodou bylo prokázáno, že biosorbent lze použít k odstranění rizikových kovů. Za daných podmínek došlo po 20 min k odstranění 96 % niklu a 19 % zinku v případě použití aktivovaného sorbentu hydroxidem sodným o koncentraci 0,1 mol l-1. Při použití neaktivovaného sorbentu bylo odstraněno 93 % niklu a 31 % zinku. Rovněž v rámci provozních zkoušek se testovaný sorbent osvědčil. Byl použit na předúpravu nebezpečného odpadu v přípravné jímce, kde došlo k významnému snížení koncentrace rizikových kovů. Avšak ani po neutralizaci nesplňovala upravená voda emisní limity pro vypouštění do kanalizace. Směs šišek byla proto použita ve filtrační jednotce, která byla zařazena před Parshallův žlab. Po průchodu filtrační jednotkou, která byla vytvořena ze směsi šišek, se koncentrace všech sledovaných parametrů snížila na minimu a hodnoty splňovaly předepsané emisní limity. Směs šišek z jehličnatých stromů je použitelná pro dočištění celkem 10 000 l odpadní vody tak, aby vyhovovala emisním limitům pro vypouštění do kanalizace ZKL. Pak již jeho účinnost klesala a byla nutná jeho výměna. Nicméně použitý biosorbent lze ještě dále použít k zahuštění zbytkového kalu v jímce na předúpravu odpadů, což přispívá ke snížení celkových nákladů pro odstraňování zbytkového nebezpečného odpadu, který je tak přeměněn z kapalného na tuhý.

Abstract:

The submitted thesis deals with the possibility of using biosorbent, which is a mixture of cones from coniferous trees to remove hazardous metals contained in hazardous waste, which is disposed of in the neutralization station. Originally, attention was paid to the most problematic metal, which was a nickel, but the efficacy of the tested sorbent in removing other metals, such as zinc, copper and iron, was also monitored. Other prescribed parameters for the discharge of treated wastewater into the sewer system were also monitored. These were mainly pH, dissolved inorganic salts (RAS), suspended solids (NL) and chemical oxygen demand by the chromate method. First, the sorbent was tested in the laboratory in batch mode. Laboratory tests with real wastewater have shown that the biosorbent can be used to remove hazardous metals. Under the given conditions, 96% nickel and 19% zinc were removed after 20 min when using an activated sorbent with 0.1 mol l-1 sodium hydroxide. Using unactivated sorbent, 93% nickel and 31% zinc were removed. The sorbent tested has also proved its worth in the field tests. It was used for the pre-treatment of hazardous waste in the preparation pit, where the concentration of hazardous metals was significantly reduced. However, even after neutralization, the treated water did not meet the emission limits for discharges into sewers. The cone mixture was therefore used in a filter unit upstream of the Parshall trough. After passing through the filter unit, which was made of a mixture of cones, the concentration of all monitored parameters decreased to a minimum and the values met the prescribed emission limits. The mixture of cones from coniferous trees is usable for the treatment of a total of 10,000 litres of wastewater in order to meet the emission limits for discharges into the ZKL sewerage system. After that, its efficiency decreased, and it was necessary to replace it. However, the biosorbent used can still be used to densify the residual sludge in the waste treatment pit, which contributes to reducing the overall cost of removing residual hazardous waste, which is thus converted from liquid to solid waste.

Klíčová slova

likvidace nebezpečného odpadu, biosorpce, směs šišek, biosorbenty

Keywords

hazardous waste disposal, biosorption, cone mix, biosorbents

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2020

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 25. 6. 2020
• Vedoucí: Eva Pertile
• Oponent: Zuzana Kolářová

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Hornicko-geologická fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Nerostné suroviny / Zpracování a zneškodňování odpadů