Membránové procesy při čištění vody pomáhají chránit životní prostředí

Jedním z hlavních záměrů organizátora konference je vytvářet příznivé prostředí pro vzájemné propojování akademické sféry s průmyslem. Nabízí příležitost pro manažery a podnikatele najít mezi mladými vědci a výzkumníky nové spolupracovníky. V letošním roce navíc konference rozšířila svůj oborový zájem z oblasti základních membránových separačních procesů a jejich uplatnění v průmyslových procesech na celou oblast průmyslové a komunální ekologie zařazením témat souvisejících s vodním hospodářstvím a emisemi škodlivých látek do ovzduší.

Témata konference MEMPUR 21

Předseda vědeckého výboru prof. Ing. Petr Mikulášek, CSc., představil obecná témata dvoudenní konference i vysoce odborná témata pojednávající např. o uzavřených cyklech vodního hospodářství a zpracování koncentrátů, o implementaci membránových procesů, nových postupů a technologií, které zvyšují kvalitu membránových procesů. Prezentace zahrnovaly výsledky výzkumů nejenom z oblasti separačních membránových procesů, ale rovněž i nových materiálů, nakládání s odpady (kapalnými i plynnými), sanací ekologických zátěží, včetně dekontaminačních technologií (mechanické, fyzikální, chemické, biochemické, biotechnologické a kombinované membránové metody) uplatňovaných při inovačních technologiích pro životní prostředí. Po vydatných přednáškách se diskutovalo kromě daných témat rovněž o možnostech chemie trvale udržitelné, vysoce inovativní, a to nejen v národním kontextu.

Digitalizace vodního hospodářství

Za jedno ze stěžejních očekávaných témat lze označit změny v legislativě Evropské unie (EU), na něž bude nutné co nejdříve reagovat. Čeká nás nové programové období a s ním celá řada novinek. Trvá do konce roku 2027, přičemž realizace projektů financovaných v tomto období se předpokládá až do roku 2029. Tématu se zhostil ve své přednášce Jakub Doležal z firmy SEWACO a za zásadní prioritu, která přesahuje dané programové období, označil digitalizaci vodního hospodářství VODA 4.0, jakožto součást širší strategie PRŮMYSL 4.0, a základní strategii EU GREEN DEAL.

„Pro oblast vodního hospodářství jsou v rámci těchto strategií přijímána nová legislativní a další opatření, která mají logicky dopad i do podmínek hospodaření s vodou. Aplikace požadavků digitalizace vodního hospodářství je významným nástrojem, který efektivně napomůže realizaci těchto nově formulovaných požadavků i v oblasti vodního hospodářství, tj. nejenom z hlediska podmínek objemového nakládání s vodami a s plněním podmínek na kvalitu vod, jejich opakované využívání, ale i na energetickou náročnost celého procesu nakládání s vodami,“ uvedl Jakub Doležal a dále přítomné seznámil s aktuálně platnými podmínkami a závaznými strategiemi, které budou v průběhu let 2021–2023 zavedeny do českého legislativního řádu a národních standardů a norem; prezentoval i potenciální možnosti financování projektů digitalizace vodního hospodářství, včetně několika příkladů realizace strategie VODA 4.0.

Hospodaření s vodu pomáhají membránové procesy

Většina přednášejících dále konstatovala, že stávající česká legislativa opětovného využívání vyčištěné odpadní vody nijak zvlášť nepřeje a změna je v tomto směru více než nutná. Jako dobrý příklad uvádí Monika Heřmánková z Divize vodního hospodářství akciové společnosti MEGA Izrael, kde recyklují neuvěřitelných 87 % odpadní vody a u pitné vody tvoří ztráty pitné vody ve vodovodní síti pouze 7 %; na rozdíl od středoevropského prostoru, kde ztráty vody ve vodovodní síti tvoří třetinu.

„Platforma Průmysl 4.0 přináší nové možnosti pro aplikaci membrán v sektoru vodárenství, kdy pokročilé technologie umožňují zlepšit produkci či instalovat bezodpadové technologie s minimálním zatížením životního prostředí. Na druhou stranu je vždy nutné pečlivě posuzovat, zda je ekologická stopa recyklace vody kladná či záporná a zda je smysluplné posouvat parametry čištění odpadní vody stále dál a dál. Dnes už není problém vyčistit odpadní vodu na vodu destilovanou přes čtyřstupňovou technologii obsahující ultrafiltraci, reversní osmózu, dočištění na aktivním uhlí a dezinfekci. Emise spojené s tím, že vyrobíte další chemikálii a připočtení ekologické stopy na dopravu přidávají mínusové body. Projektanti a technologové mají v tomto ohledu velkou odpovědnost,“ uvedla dále ve svém příspěvku Monika Heřmánková.

Nové technologie jsou ekologické

Z výkladu přednášejících je patrné, že membránové procesy mají přes sebou zářnou budoucnost. Splňují všechny parametry moderních technologií včetně přísných ekologických parametrů. Lze je podle slov odborníků začlenit do stávajícího způsobu čištění vod jako nový prvek zvyšující významně kvalitu vyčištěné vody, mohou tvořit i jádro zcela nové technologie.

„Volba vhodné membránové technologie je určena požadavky na kvalitu výstupního proudu a složením proudu vstupního. Nejznámějšími membránovými procesy jsou mikrofiltrace, ultrafiltrace, nanofiltrace a reversní osmóza, jejichž hnací silou je změna tlakového gradientu. Významný sektor tvoří elektromembránové procesy, především elektrodialýza, membránová elektrolýza, elektroforéza, elektroosmóza a elektrodeionizace využívající jako hnací sílu gradient elektrického potenciálu. Patří sem i dialýza a separace plynů, využívající změny gradientu chemického potenciálu,“ upřesňuje Ing. Luboš Novák, CSc., majitel skupiny firem MEGA a.s. a shrnuje také výhody a nevýhody membránových procesů.

Jednoznačnou předností je podle jeho slov minimalizace prostorových nároků a zvýšení výkonu bez nutnosti navýšení objemů hlavních zařízení. Jako koncový prvek technologické linky má tak začlenění membránových procesů své opodstatnění například u čištění komunálních odpadních vod v citlivých oblastech, kdy odstraňují z velké části mikrobiologické znečištění, pesticidy a farmaka. V průmyslových aplikacích upozorňuje Luboš Novák na jejich potenciál k získávání cenných surovin z odpadní vody nebo jiných médií. Moderním trendem je jejich využití například v konceptu ZLD (Zero-Liquid-Discharge), což je proces úpravy navržený k odstranění veškerého kapalného odpadu ze systému.

Nevýhodou membránových procesů je dle odborníků jejich vyšší náročnost na odbornost obsluhy; vznik kapalných odpadů (zasolených koncentrátů), jejichž následné zpracování či likvidaci je třeba řešit nejlépe během projektové fáze; je zde i omezená životnost membrán (výměna každých 5–10 let v závislosti na kvalitě vstupního media, postupné zanášení membrán (snižování toku permeátu v čase). Odborníci doporučují volbu membránových procesů vždy konzultovat a případně shlédnout i několik případových studií. Třeba těch, které vycházejí z aktuální praxe MEGA a.s., Divize vodního hospodářství.

K membránovým procesům se chystají další akce

Organizátorem konferencí je Česká membránová platforma (CZEMP). Její výkonný ředitel Ing. Miroslav Strnad hodnotí letošní ročník jako velmi vydařený: „Návštěvnost byla sice kvůli aktuální epidemiologické situaci nižší, okolo stovky účastníků, ale diskuse membránové komunity se díky tématu VODA rozprostřela do mnoha dalších oblastí. Chceme v tomto tématu i nadále pokračovat. Potvrdilo se nám, že je to správná cesta…“

Také Univerzita Pardubice si klade za cíl uspořádat více takovýchto setkání či alespoň nabídnout své odborníky a vědce. Společně již hovoří o dalším ročníku konference MELPRO 2022 (Mezinárodní konference zaměřená na membránové a elektromembránové procesy) a dalším ročníku MEMPUR 2023. Ve hře je i uspořádání světové konference EUROMEMBRANES 2024 v Praze.

Foto: organizátor konference MEMPUR
Přednášky a další informace lze najít na internetových stránkách organizátora (http://www.czemp.cz/cs)