Eva Poláková

Vedoucí/Supervisor

Doc. Ing. Nina Strnadová, CSc.

Jazyk/Language

Czech

Abstrakt

Disertační práce se zabývá problematikou odstraňování železa, manganu a amoniakálního dusíku z důlních vod. Testy byly provedeny s reálnou důlní vodou z hnědouhelného dolu. Důlní voda obsahovala vysoké koncentrace především manganu, železa, amoniakálního dusíku a síranů. Pro část testů byly koncentrace železa, manganu i amoniakálního dusíku ještě uměle navýšeny.

V teoretické části byly popsány jednotlivé polutanty důlní vody a shrnuty poznatky k metodám jejich odstraňování.

V experimentální části byly k odstranění polutantů využity jako oxidační činidla kyslík, oxid chloričitý (TwinOxide), chlornan sodný (SAVO), manganistan draselný a ozon. Pro odstranění Mn bylo využito i pouhé alkalizace vápnem. Mnohdy byl dávkován pomocný koagulant Praestol z důvodu lepší separace kalu. V případě amoniakálního dusíku byla využita i biologická nitrifikace. Pozornost byla věnována i srážecím a neutralizačním křivkám důlní vody, včetně sedimentační charakteristiky vzniklé suspenze.

Snahou bylo také popsat závislost účinnosti procesů na teplotě, hodnotě pH a dávce činidla, porovnat výhody, nevýhody a účinnosti jednotlivých procesů, dále porovnat vliv počáteční koncentrace polutantu na účinnost procesu a v neposlední řadě se jednalo i o porovnání dosažených výsledků s důlní vodou s výsledky s umělě připravenou (modelovou) vodovodní vodou. Důvodem porovnání byl vliv rozdílného iontového složení obou vod při stejné koncentraci sledovaných polutantů (různá iontová síla a tlumivá kapacita). Zajímavé výsledky byly dosaženy při testech, kdy byla dávkována 10 % suspenze vápenného mléka a stejná dávka pevného CaO. Testovaná voda byla míchána vzduchem, ale bylo využito také klasické mechanické míchání. Důlní voda byla testována přímo, u některých testů byla použita i voda předem provzdušněná, odkyselená. V případě využití biologické nitrifikace pro odstranění amoniakálního dusíku z vody byla snaha o intenzifikaci procesu využitím molitanového nosiče biomasy nitrifikačních bakterií. Byla vyhodnocena nejen účinnost procesu, ale byla také věnována pozornost identifikaci nitrifikačních společenstev metodou FISH.

Abstract

This dissertation deals with removal of iron, manganese and ammoniacal nitrogen from mine waters. Tests were performed with real mine water from the coal mine. Mine water contains high concentrations of mainly manganese, iron, ammoniacal nitrogen and sulfate ions. For the part of tests the concentrations of iron, manganese and ammoniacal nitrogen were artificially increased.

In the theoretical part the individual pollutants of mine water were described and knowledge to methods for their removal were summarized.

In the experimental part such were used to remove pollutants as oxidation agents oxygen, chlorine dioxide (TwinOxide), sodium hypochlorite (SAVO), potassium permanganate and ozone. As well as only alkalinization with lime was used for removal manganese. Sometimes, assistant flocculant Praestol was dosed for better separation of the sludge. In the case of ammoniacal nitrogen were used as biological nitrification. Attention was also focused on precipitation and neutralization curves of mine water, including sediment charakteristics resulting suspension.

Aim was also described the dependence of efficiency of processes on temperature, pH and dose of agent, compare the advantages, disadvantages and the effectiveness of individual processes, as well as compare the effect of initial concentration of pollutants to efficiency of process and last but not least, it was also comparing the results with mine water with the results with artificial prepared (model) tap water. The reason of comparison was the influence of the ionic composition of the two waters in the same concentration of the monitored pollutants (various ionic strenght and buffering capacity). Interesting results were also obtained in duplicate tests dosing of the 10 % suspension of lime milk and the same dose of solid CaO. The tested water was mixed by air, but it was also used classical mechanical stirring. Mine water was tested directly, but some tests have been due to efforts to achieve better efficiency of the removal of pollutants before deacidification (aerated). In the case of using biological nitrification to remove ammoniacal nitrogen from water was an attempt to intensify the process of cultivating of nitrifying organisms on the foam carrier of biomass. Samples of biomass were then taken and nitrifying communities identified by FISH method.