18.6.6
Praktický příklad prevenčních nástrojů - výroba skleněných
vláken
Ing. Monika Becková
NahoruVýroba skleněných vláken
Výroba skleněných vláken je součástí sklářského průmyslu. Prevenční
projekt byl uplatněn v provoze velkého výrobce skleněných vláken v České
republice, který je součástí nadnárodního konsorcia. Odpadní vody, které při
výrobě vznikají, jsou složeny z lubrikačních, apretačních a oplachových vod.
Zejména znečištění lubrikacemi se významně podílí na zatížení odpadních vod,
protože v lubrikačních lázních převažují organické komponenty. Řešení
problematiky těchto vod pomocí prevenčních postupů bylo v rámci tohoto
konsorcia pilotním projektem.
NahoruCharakteristika procesu
Tenká skleněná vlákna se vyrábějí z bezalkalického hlinito-boritého
skla. Sklovina vytéká z trysek jako vějíř vláken, prochází lehkým vodním
ostřikem a pak přes lubrikační zařízení, které na vlákna nanáší ochranný
lubrikační přípravek. Poté se vlákna sdružují do pramenů, které jsou navíjeny
na vyměnitelnou manžetu v malých úhlech tak, aby vznikl kokon, který usnadňuje
následné odvíjení. Kokon pokrytý lubrikací je mokrý, proto následuje vysušení a
kondicionace. Poté se kokony vláken zpracovávají na prodejné výrobky, například
sklovláknité textilní příze.
Požadované chemicko-fyzikální vlastnosti získávají skleněná vlákna
tím, že se namáčejí do lubrikačních lázní. Lubrikační lázně jsou emulze
polymerů, anionaktivních a neionogenních tenzidů, škrobů, organických
alifatických aminů kvarterizovaných kyselinou octovou a organokřemičitých
sloučenin - silanů, desinfekčních prostředků apod. Jedná se o stabilní systémy,
jejichž stabilita je dána přítomností emulgátorů a škrobu, které působí v tomto
stabilním systému jako ochranné koloidní látky. Ve výrobním procesu se používá
několik typů lubrikačních lázní různého složení dle požadavku na konečný
výrobek. Vlastní poměr používaných látek je předmětem know-how výrobce
skleněných vláken.
Lubrikační lázně jsou připravovány z následujících surovin: oxamyl,
žitná mouka, vantocil, althosan, pokrmový tuk, tween, neoxil, amidoamid, silan,
kyselina octová, parafin, stearin, spolex, slovapol, klih, želatina.
Schéma tažného stanoviště
NahoruAnalýza procesu
Pro výběr technologie čištění odpadních vod, obsahujících emulze,
jsou zásadní zejména tři hlavní oblasti rozhodování:
-
složení vypouštěných odpadních vod (typ emulze, vlastnosti
emulgátorů, citlivost na pH, teplotu apod.),
-
objem vypouštěných odpadních vod, určených k čištění,
-
požadavky na kvalitu vyčištěné vody,
-
požadavky na další použití vyčištěné vody.
Způsoby separace emulzí z odpadních vod jsou následující:
-
mechanické - filtrace, ultrafiltrace, odstřeďování,
-
fyzikální - adsorpce, elektroforéza,
-
termické - odpařování, spalování, zahřívání,
-
chemické - přídavek solí, kyselin, koagulantů a flokulantů,
-
biologické - použití mikrobiálních kultur.
Technologie chemického čištění odpadní vody s obsahem lubrikací je
rozdělena do dvou hlavních fází.
NahoruFáze destabilizace
Fáze destabilizace - jedná se o klíčovou fázi čistícího procesu.
Hlavní důraz je kladen na způsob dávkování koagulantu tak, aby byla zajištěna
jeho maximální destabilizační účinnost. Destabilizace nastává ihned po přidání
koagulantu a probíhá relativně rychle. Na ni navazuje proces agregace
vznikajících částic (vloček). Mícháním se zvyšuje počet srážek vzniklých částic
a rychlost jejich spojování do větších agregátů, vhodných k separaci.
NahoruFáze separace
Fáze separace - základními separačními postupy jsou sedimentace a
flotace.
Vlastní zařízení čistírny odpadních vod je tvořeno tříkomorovou
odpadní jímkou, na niž navazuje homogenizační nádrž.
Homogenizační nádrž je trvale promíchávána ponorným čerpadlem a jsou
zde míseny odpadní vody s emulzemi s vodou kalovou a oplachovou. Doba zdržení v
homogenizační nádrži je zhruba 8 hodin a zabezpečuje vyrovnání nárazových
průtoků odpadních vod z hlediska množství i kvality.
Flokulátor je tříkomorová míchaná nádrž. V první komoře, která je
opatřena rychloběžným míchadlem, nastává perikinetická fáze koagulace. V
dalších dvou komorách, kde jsou umístěna míchadla pomaluběžná, nastává
ortokinetická fáze koagulace.
Flotátor je základním prvkem čistící linky a musí zajistit nejen
požadovanou kvalitu separace nečistot z odpadních vod, ale i vytvoření a
odstranění flotačního kalu.
Zařízení čistírny odpadních vod je dále doplněno chemickým
hospodářstvím, jímkou kalů, sytící tlakovou komorou a dalšími pomocnými
objekty.
Technologické schéma chemického stupně ČOV
NahoruZaměření projektu čistší produkce
NahoruOptimalizace procesu lubrikace
NahoruPopis opatření
Přestože výše popsaný proces čištění technologických odpadních vod
byl vyhovující a chemicky předčištěná voda splňovala stanovené ukazatele,
vedení organizace zvažovalo další možnosti, které by přispěly k optimalizaci
technologického procesu výroby skleněných vláken tak, aby se zatížení odpadních
vod emulzemi snížilo. Výsledkem rozhodnutí vedení bylo využití metodiky čistší
produkce v procesu výroby skleněných vláken.
Celý proces výroby skleněných vláken byl podroben analýze vstupů a
výstupů a byla identifikována problematická místa z hlediska vzniku
znečištění.
Jako jedno z významných problematických míst byl identifikován
proces lubrikace. Při předběžném expertním hodnocení při použití
technologických předpisů a zkušeností technologů bylo uváděno, že množství
lubrikací zachycených na skleněných vláknech je až 90 %. Podrobná analýza
vstupů a výstupů s přesným měřením množství lubrikací vstupujících do procesu a
následným množstvím lubrikací obsažených v odpadní vodě prokázala, že skutečné
množství lubrikací zachycených na skelných vláknech se pohybuje kolem 25 %.
V rámci projektu čistší produkce pak byla realizována opatření,
která vedla k optimalizaci procesu lubrikace. Vhodnost uplatněných opatření a
jejich efektivita se pak projevila ve kvalitě odpadních vod.
Základním opatřením byla provedená úprava průměru lubrikačního
válečku, aby došlo ke zmenšení styčné plochy válečku se skleněnými vlákny a tím
k optimalizaci spotřeby lubrikace.
Ke snížení spotřeby lubrikace přispěla také organizační opatření,
mezi která patří např. zpřísnění kontroly jednotlivých lubrikačních
aparátů.
… 