Využití biocharu v úpravě vybraných odpadních vod a odstraňování zápachu na stokových sítích
Loading...
Date
Authors
Korytář, Ivo
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební
Abstract
Předložená dizertační práce je zaměřena na využití biocharu v oblasti vodního hospodářství. Konkrétně jsem se v rámci svého výzkumu zaměřil na použití biocharu jako adsorbentu pro čištění odpadních vod vzniklých při čištění silničních tunelů a také pro odstraňování zápachu na stokové síti. Při pravidelném čištění silničních tunelů je objem použité vody v rozmezí 30-150 l na běžný metr tunelu. V závislosti na vytížení a provozovaní silničního tunelu obsahuje tato oplachová odpadní voda směs organických a anorganických látek, které pocházejí například z vozidel, povrchu vozovek, technické infrastruktury jako jsou svodidla a svislé a vodorovné dopravní značení a v zimním období také rozmrazovací látky. Přístup k nakládání se značně liší v jednotlivých zemích Evropské unie, a to i přestože tyto odpadní vody obsahují látky, které jsou platnou legislativou hodnoceny jako nebezpečné a zvlášť nebezpečné látky. V rámci svého výzkumu, konkrétně z provedených tří sad sklenicových testů lze usoudit, že biochar je schopný odstranit pomocí adsorpce vybrané znečišťující látky a dosahuje srovnatelných výsledků jako konvenčně používané granulované aktivní uhlí. S ohledem na heterogenní složení těchto odpadních vod je v rámci praktických aplikací nutné vybudování předřazeného čištění oplachových odpadních vod se závěrečným stupněm čištění např. pomocí adsorpce. Sulfan (dříve sirovodík, chemický vzorec H2S), vznikající rozkladem bakterií za anaerobních podmínek je problém pro okolní obyvatele a při spojení s biogenní síranovou korozí i pro samotné provozovatele. Zápachu, konkrétně i sulfanu, se v Evropské unii věnuje několik legislativních předpisů, které stanovují kvalitu ovzduší, maximální limity jednotlivých látek a také princip jejich odstraňování. Z provedeného měření je patrné, že koncentrace H2S v stokové síti dosahuje hodnot, které mohou způsobovat toxický otok plic, cyanózu, vykašlávání krve z dýchacích cest a bezvědomí. Z provedených laboratorních testů i měření v reálných podmínkách je zřejmé, že biochar spolu s konvenčně používaným granulovaným aktivním uhlím byly hodnoceny jako adsorbenty s nejlepšími výsledky. V rámci praktických aplikací se jeví jako vhodné řešení kombinace zamezení vzniku H2S s jejím odstraňováním například pomocí filtrační náplně. Záměrem dizertační práce je zkoumání potenciálu biocharu a možností jeho využití v oblasti vodního hospodářství pro kapalné i plynné medium a srovnání s konvenčně používanými adsorbenty tedy především s granulovaným aktivním uhlím.
This dissertation focuses on the use of biochar in the field of water management. Specifically, my research has focused on the use of biochar as an adsorbent for the treatment of wastewater from the washing of road tunnels and also for odour removal in sewerage. In the regular washing of road tunnels, the amount of water used is in the range of 30-150 litres per linear metre of tunnel. Depending on the load and operation of the road tunnel, this washing water contains a mixture of organic and inorganic substances from, for example, vehicles, road surfaces, technical infrastructure such as bollards and vertical and horizontal traffic signs and, in winter, de-icing materials. The approach to treatment varies considerably from one European Union (EU) country to another, despite the fact that this wastewater contains substances that are classified as hazardous and very hazardous under current legislation. In my research, specifically from three sets of vessel tests carried out, it can be concluded that biochar is capable of removing selected pollutants by adsorption and achieves comparable results to conventionally used granular activated carbon. Due to the heterogeneous composition of this wastewater, practical applications will require a pre-treatment of the washing wastewater with a final treatment step, e.g. by adsorption. Hydrogen sulfide (H2S), produced by the decomposition of bacteria under anaerobic conditions, is a problem for residents and, in combination with biogenic sulphate corrosion, for the operators themselves. Odours, and sulphate in particular, are addressed in the EU by several pieces of legislation that define air quality and maximum limits for individual substances, as well as the principle of their removal. The measurements show that the concentration of H2S in the sewerage reaches levels that can cause toxic lung swelling, cyanosis, coughing up of blood from the respiratory tract, blackouts and unconsciousness. It is clear from the laboratory tests performed and measurements in real conditions that biochar together with conventionally used granular activated carbon were rated as the best performing adsorbents. In practical applications, the combination of H2S avoidance with its removal, for example by means of a filter cartridge, seems to be a suitable solution. The aim of this doctoral thesis is to investigate the potential of biochar and its possible applications in water management for liquid and gaseous media and to compare it with conventionally used adsorbents, in particular granular activated carbon.
This dissertation focuses on the use of biochar in the field of water management. Specifically, my research has focused on the use of biochar as an adsorbent for the treatment of wastewater from the washing of road tunnels and also for odour removal in sewerage. In the regular washing of road tunnels, the amount of water used is in the range of 30-150 litres per linear metre of tunnel. Depending on the load and operation of the road tunnel, this washing water contains a mixture of organic and inorganic substances from, for example, vehicles, road surfaces, technical infrastructure such as bollards and vertical and horizontal traffic signs and, in winter, de-icing materials. The approach to treatment varies considerably from one European Union (EU) country to another, despite the fact that this wastewater contains substances that are classified as hazardous and very hazardous under current legislation. In my research, specifically from three sets of vessel tests carried out, it can be concluded that biochar is capable of removing selected pollutants by adsorption and achieves comparable results to conventionally used granular activated carbon. Due to the heterogeneous composition of this wastewater, practical applications will require a pre-treatment of the washing wastewater with a final treatment step, e.g. by adsorption. Hydrogen sulfide (H2S), produced by the decomposition of bacteria under anaerobic conditions, is a problem for residents and, in combination with biogenic sulphate corrosion, for the operators themselves. Odours, and sulphate in particular, are addressed in the EU by several pieces of legislation that define air quality and maximum limits for individual substances, as well as the principle of their removal. The measurements show that the concentration of H2S in the sewerage reaches levels that can cause toxic lung swelling, cyanosis, coughing up of blood from the respiratory tract, blackouts and unconsciousness. It is clear from the laboratory tests performed and measurements in real conditions that biochar together with conventionally used granular activated carbon were rated as the best performing adsorbents. In practical applications, the combination of H2S avoidance with its removal, for example by means of a filter cartridge, seems to be a suitable solution. The aim of this doctoral thesis is to investigate the potential of biochar and its possible applications in water management for liquid and gaseous media and to compare it with conventionally used adsorbents, in particular granular activated carbon.
Description
Citation
KORYTÁŘ, I. Využití biocharu v úpravě vybraných odpadních vod a odstraňování zápachu na stokových sítích [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Vodní hospodářství a vodní stavby
Comittee
Date of acceptance
2024-09-27
Defence
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení