Úpravy vody v průmyslu

Voda a průmysl

Voda má v průmyslu mnoho využití. Asi každému se vybaví mytí a čištění, jednak samotného zařízení, jednak surovin pro výrobu. Vysokou spotřebu vody má tradičně průmysl potravinářský, kde je voda ve velké většině případů základní surovinou pro výrobu, dále papírenský, textilní nebo energetický. Voda slouží jako reaktant, či rozpouštědlo vstupních a vznikajících látek, dále transportuje materiál, přenáší energie a odvádí přebytečné teplo v parních a chladících okruzích. Nesmíme zapomínat ani na zemědělství. Je zkrátka vidět, že bez vody by celý moderní svět vůbec nemohl fungovat. Pro jednotlivé aplikace je však zapotřebí různá kvalita této nepostradatelné suroviny. Jedna úprava vody stačí např. pro oplach lahví v potravinářství a jiná pro výrobu léku ve farmacii.

Vlastní studna a využití dešťové vody

Pro menší podniky nebo restaurace a hotely může být výhodná vlastní studna. Je pravda, že náklady na vrt nebo na sanaci staré neudržované studny mohou být vysoké, ale v mnoha případech to za vlastní zdroj vody stojí.

Další možností je akumulace dešťové vody do vlastních nádrží nebo tzv. umělých lagun. Dešťová voda se nejčastěji využívá v zemědělství, ale pokud je vhodně upravena a vyčištěna mohou jí používat i další podniky jako jsou například prádelny. Využití umělých lagun je ale problematické, protože ty jsou podle zákona vodními díly a tudíž se na ně vztahují přísnější legislativní požadavky. Výhodnější jsou proto tzv. retenční nádrže pro zachytávání dešťové vody, protože ty zákon za vodní díla nepovažuje, tudíž není třeba mít žádné povolení pro nakládání s vodami pro usazení a provoz takové nádrže. Bonusem je též ochranná funkce retenčních nádrží. Ty jsou totiž schopny zadržet vodu z přívalových dešťů a ochránit tak provoz před vytopením.

Recirkulace vody

V současnosti se do popředí dostávají technologie založené na recirkulaci vody. Recirkulace je přitom možná i v případě technologických vod, záleží však na konkrétním podniku. V podnicích, kde to hygienické předpisy umožňují (typicky se jedná o strojní nebo sklářský průmysl) se dnes už realizují systémy, které v prvním kroku znečištěnou technologickou vodu vyčistí, a v druhém kroku jí vrací zpět do výrobního procesu. Pokud nelze vodu dokonale vyčistit a vrátit zpět do výrobního cyklu, nemusí to ještě znamenat, že se pro ni nenajde využití.

Lze ji použít například na zalévání nebo oplachování. Podmínkou umožňující recirkulaci vody jsou samozřejmě dobře zvládnuté technologie odstranění nečistot. Za tímto účelem se nejčastěji používá hrubší či jemnější forma mechanické filtrace, ale jednotlivé provozy vyžadují další typy čištění – ve sklářských provozech to může být například sedimentace využívaná pro odstranění zbytků skelného prachu z vody apod.

Recirkulační okruhy jsou nedílnou součástí atomových i tepelných elektráren, přičemž platí, že v uzavřeném okruhu jsou ztráty vody odparem minimální. Takový uzavřený okruh je též výhodnější než průtočný s externím zdrojem, kterým v případě mnoha provozů bývá řeka. Není totiž závislý na jejím průtoku, který může v obdobích sucha kolísat nebo být dokonce nedostatečný.

Oblastí, kde se úspěšně prosadily technologie založené na recirkulačních systémech jsou technické akvakultury využívané pro intenzivní chov ryb a dalších mořských živočichů. Pěkným příkladem využití odpadních vod v takovém systému je pěstování rostlin tzv. v hydroponii. Dusíkaté látky vyloučené rybami totiž představují živiny pro rostliny.

Změkčování

Změkčení vody v průmyslu, tedy odstranění minerálních látek (typicky vápenatých a hořečnatých sloučenin) je jednou z nejčastějších úprav vody v průmyslu. Minerální látky se totiž mohou usazovat v rozvodech, ucpávat filtry, reverzní osmózy a podobná zařízení. Tyto úsady snižují účinnost zařízení a časem ho mohou úplně zničit a vyřadit z provozu. I zdánlivě taková maličkost, jakou je odstranění přebytečných minerálních látek z vody, může pomoci prodloužit životnosti a výkonnost zařízení a tím pádem snížit dlouhodobé ekonomické náklady.

Změkčení vody dnes v některých případech zajišťuje reverzní osmóza. V průmyslových aplikacích je většinou její hlavní nevýhoda to, že se jedná o neselektivní metodu odstraňující z vody všechny minerální látky (i ty, které jsou v pitné vodě žádoucí). Často je naopak nutné upravit vodu tak, aby byl celkový obsah rozpuštěných minerálních látek co možná nejnižší.

Nejpoužívanější metodou změkčování vody je bezesporu iontová výměna. Tato metoda už selektivní je, k odstranění nežádoucích iontů se používá iontoměničová pryskyřice, jež v různých formách nachází své uplatnění v mnoha odvětvích úpravy vody. V případě změkčování vody se jedná o silně kyselý katex, tedy látka schopná vyměňovat na ní „uchycené“ kationty za jiné, které jsou rozpuštěné ve vodě. V tomto případě dochází k výměně vápenatých a hořečnatých kationtů za kationty, které k tvrdosti vody významně nepřispívají, typicky za ionty sodíku.

Odpadní vody

Odpadní vody mohou v závislosti na typu průmyslového závodu obsahovat různorodé množství látek a jen málokdy je lze efektivně využít jako v případě vod z akvakultur, které je možno použít pro pěstování rostlin v hydroponii. Do vody se dostávají různá impregnační média, brusiva, organické kapaliny, problémem jsou také silně kyselé vody produkované například chemickými čistírnami skla apod. V závislosti na typu nečistot a charakteru odpadních vod je pak nutné odpovídajícím způsobem provést čištění odpadních vod. Tyto procesy zahrnují nejčastěji filtraci (stále se používají klasické pískové filtry nebo filtry plněné aktivním uhlím), již zmíněnou sedimentaci nebo neutralizaci kyselých vod. Pokud to umožňují hygienické předpisy lze část vyčištěné vody vrátit zpět do výroby, jak bylo zmíněno výše u recirkulačních technologií.

Chemikálie

Dosud jsme se zabývali pouze možnostmi recirkulace a šetření vodou, ale životnímu prostředí může významně odlehčit také výměna chemikálií používaných zejména k dezinfekci vody. Například při použití chlordioxidu místo chloru nevznikají nebezpečné trihalomethany, podobně se místo karcinogenních chromanů používaných jako přípravky zabraňující korozi potrubí dnes používají převážně organické polyfosforečnany.

Vodní audit

Podpořit předcházení dopadu sucha na podnikatele se snaží i Ministerstvo průmyslu a obchodu (MPO), přičemž k tomuto účelu má sloužit právě vodní audit. Pod tímto slovním spojením se totiž skrývá komplexní analýza vodního hospodářství daného podniku. Vodní audit cílí zejména na to, jak je v podniku nakládáno s vodními zdroji, vlastní využití vody a také nakládání s odpadními vodami. Vodní audit je plně kompatibilní s metodikou Ministerstva životního prostředí a vzájemně se s ní doplňuje.

MPO se chystá též podpořit technologie umožňující recyklaci vody. Nejen podniky, kde je spotřeba vody tradičně vysoká jako je potravinářský, textilní, papírenský či energetický průmysl, tak budou moci významně ušetřit. Podpora též cílí na optimalizaci spotřeby vody v rámci vlastní činnosti podniku nebo na instalaci uzavřených cirkulačních okruhů.

Audit je určen pro malé až střední podniky. Nejsou vyloučeny ani podniky vlastněné 100% veřejným sektorem. Příjem žádostí běží do 30.6. 2021 a celková výše dotace MPO může pokrýt maximálně 50 % výdajů. Minimální výše dotace je 500 000 Kč, maximální výše 1 milion korun.

Výstupem vodního auditu je tzv. známka Odpovědného hospodaření. Podnik, který prokáže, že nakládá s vodou odpovědně a šetrně, pak například nebude muset v období nedostatku vody přerušovat výrobu. Vodní audit tedy přináší podnikům výhody i v dlouhodobějším horizontu.