Demineralizace důlních vod hnědouhelných lokalit pomocí elektrolýzy.

Abstract

Disertační práce se zabývá aplikovatelností elektrodialýzního membránového procesu při úpravě důlních vod z povrchové těžby hnědého uhlí lokalit Vršany, ČSA, Emerán a Březno. Úvodní části práce jsou věnovány pojednání o důlních vodách, jejich rozdělení a problematice. Stručně jsou charakterizovány zájmové oblasti a úpravny důlních vod Vršany, ČSA, Březno a Emerán, ze kterých pochází testované vzorky, legislativní požadavky pro jejich vypouštění do vod povrchových a současná technologie jejich čištění. Další kapitolu tvoří membránové procesy. Tato kapitola se zaměřuje hlavně na elektrodialýzu (ED) a iontově výměnné membrány. Stručně je charakterizován princip ED, vlastnosti iontový měnných membrán, jejich zanášení při procesu ED, transporty hmoty a vody přes membránu, možnosti zapojení ED do procesu čištění, její uplatnění v praxi a charakteristiky výkonu procesu jako je stupeň odsolení a hmotnostní bilance. Praktická část obsahuje výsledky laboratorních experimentů zaměřených na možnosti demineralizace důlních vod pomocí ED v rámci vsádkových testů ze všech výše zmíněných hnědouhelných lokalit a v rámci polokontinuálního testu z lokality Vršany. U všech vzorků důlních vod byl zkoumán maximální stupeň demineralizace se získáním minimálního objemu koncentrátu, tedy odpadu. Následně byly všechny upravené vody porovnány s legislativními požadavky na jejich vypouštění do vod povrchových, možnosti jejich využití k vodohospodářským účelům a s legislativními požadavky pro pitnou vodu.

This dissertation deals with the application of electrodialysis membrane process in treatment of mine water from brown coal locations Vršany, ČSA, Emeran and Březno in the Czech Republic. The introductory parts are dedicated to the issues of mining waters and their classification, including brief characteristics of the selected areas and mine water treatment plant Vršany, ČSA, Emeran and Březno, from which the examined samples come from. Next, it describes the legislative requirements for the discharge to surface waters and current treatment technology. Membrane processes, discussed in the following chapter, focus mainly on electrodialysis (ED) and ion exchange membranes. It gives the description of ED principles, properties of ion-exchange membranes, membrane fouling, mass transport and water transport through the membrane, involvement of ED in treatment processes, practice application of ED and performance characteristics of ED as a degree of desalination and balance. The experimental part of the dissertation contains results of the implemented laboratory experiments on possible demineralization of the mine water by means of ED in batch tests from samples of all the locations and feed-and-bleed test from samples of location Vršany. The research focuses on obtaining maximum demineralization of mine water and reducing the concentrate (wastes) emerging from this treatment. The quality of the treated water was assessed according to the legislative limits of surface water, the possibility of their use for water management purposes and legislative limits for drinking water.