Mehanske metode čiščenja odpadne vode

Gospodinjske in industrijske odpadne vode prej ali slej končajo v rekah in jezerih, kjer odmrejo živi organizmi, pa tudi bakterije, ki izkoriščajo organske ostanke. Ta problem je aktualen v svetovnem merilu. Razvpita Pacific Garbage Patch vsebuje več kot 350 milijonov ton smeti - plastike, smole, stekla, ki so tja prispele s tokovi z naseljenih obal. Nenehno raste in predstavlja grožnjo vsem morskim živalim.

Relevantnost problema

Odpadne vode lahko grobo razdelimo na gospodinjske in industrijske. Gospodinjski izdelki so rezultat človekove dejavnosti, produkti njegovega obstoja. Sem spadajo predvsem kanalizacija. Ko umazana odpadna voda pride v vodo, zmanjša količino kisika in spodbuja širjenje okužb in parazitov. Pitje takšne vode je izjemno nevarno.

Stopnja čiščenja odpadne vode je odvisna od kakovosti opreme, ki masivno filtrira in dezinficira tekočino, jo vrača v rezervoarje ali nazaj v mestni vodovodni sistem.

Nevarni so tudi industrijski odpadki. Ti vključujejo:

• odpadna voda iz podjetij, nasičena s toksini;
• drenaža kmetijskih del, ki vsebuje fosfate, nitrate in druge minerale;
• odpadne vode z anorganskimi odpadki - pesek, delci zemlje, soli težkih kovin.

Industrijska tekočina je običajno razdeljena na:

• glede na stopnjo toksičnih učinkov;
• koncentracije nevarnih snovi;
• kislost;
• sestava.

Snovi delimo na konzervativne in nekonzervativne. Prvi ne reagirajo z drugimi komponentami in ne tvorijo novih kemičnih vezi. Težko jih je odstraniti – to so soli težkih kovin, radioaktivni elementi, fenoli in pesticidi. Te snovi se praktično ne razgradijo. Nekonzervativne sestavine umazane vode lahko sčasoma obdelamo z biološko metodo - anaerobne bakterije - to so organski ostanki.

Obstaja veliko načinov za čiščenje odpadne vode. Glede na to, kaj je treba odstraniti iz vode, se uporabljajo določene tehnologije. Na primer, za čiščenje domače kanalizacije je dovolj, da zgradite dvokomorni rezervoar in sprostite anaerobne mikroorganizme. V tem primeru se voda prečisti za 70% in gre v zemljo, kjer se nadaljuje proces usedanja suspendiranih delcev in organskih snovi.

Koraki čiščenja

Da se odpadna voda lahko varno odvaja v naravne rezervoarje, je izpostavljena štirim vrstam čiščenja v naslednjem zaporedju:

1. Mehanski. Na tej stopnji pride do ločevanja netopnih ostankov in trdnih delcev. Uporabljajo se različne rešetke, sita, filtri, lovilci peska in maščob. Širina lukenj v rešetki je največ 1,5 cm. Mehansko čiščenje odpadne vode ima tudi več stopenj.Po situ gre odpadna voda v peskolov, kjer se usedajo drobni trdni delci, predvsem pesek. Naslednja faza je lovilec maščob. Maščoba je lažja od vode, zato se zbira na površini, od koder vstopi v poseben rezervoar in se odstrani.
2. Biološki tip čiščenja vključuje uporabo različnih mikroorganizmov, deževnikov. Sposobni so izkoristiti topno organsko snov in jo pretvoriti v varno snov. Uporabljajo se aerobne in anaerobne bakterije. Nekateri delujejo v prisotnosti kisika, drugi ga ne potrebujejo. Med anaerobno fermentacijo se sprošča metan - vnetljiv plin, ki se po proizvodnji v bioreaktorju prečisti in uporabi za domače ali industrijske potrebe.
3. Fizikalno-kemijska stopnja. Tu se odstranjujejo suspendirani delci, predvsem z lepljenjem v večje - koagulacija. Obstaja veliko metod - flotacija, centrifuga, izhlapevanje, sorbenti, prezračevanje (oksidacija) in druge. Fizikalno-kemijske metode čiščenja odpadne vode omogočajo odstranitev vseh topnih finih snovi iz tekočine. Posledično se pridobi tehnološka voda, pripravljena za pošiljanje v vodna telesa. Takšne tekočine ni priporočljivo piti.
4. Dezinfekcija je zadnja faza. Najpogostejše metode so ultravijolično obsevanje, ozoniranje, kloriranje.

V Rusiji je glavna metoda dezinfekcije 30-minutna izpostavljenost kloru. V Evropi je ta metoda že dolgo prepovedana. Po čiščenju se voda teoretično lahko pije, vendar je bolje uporabiti dodatno obdelavo: filtriranje doma ali prekuhavanje.

Odvajanje odpadne vode

V nekaterih primerih se odpadne vode ne čistijo, temveč odlagajo.Za to se uporablja požarna metoda - poceni in univerzalna, pri kateri umazana odpadna voda pade v prižgano baklo. Voda izhlapi in trdni delci zgorijo. Pri tem nastajata voda in ogljikov dioksid. Pomanjkljivost te metode je, da porabi dodatne vire goriva.

Odpadna voda se kemično odstrani, kar povzroči nastanek usedlin, nato pa se uporabijo druge kemikalije in usedlina se razgradi na enostavne sestavine. Ta metoda se uporablja za čiščenje vode pri proizvodnji sintetičnih polimerov.

Standardi za čiščenje vode

Po zakonu je treba odpadne tekočine, preden pridejo v vodna telesa, identificirati glede prisotnosti škodljivih snovi. Da bi to naredili, se izmeri približna dovoljena stopnja kontaminacije in določijo zahteve, kako je treba tekočino očistiti.

Upoštevano:

• obremenitev okolja;
• sprejemljivi parametri onesnaženja;
• količina odpadne vode;
• pogostost izpustov v vodna telesa.

Zmogljivost čistilne naprave mora ustrezati količini proizvedene odpadne vode.

Osnovne metode

Sistem čiščenja odpadne vode mora delovati celovito, da popolnoma odstrani vse škodljive in strupene snovi. Uporaba katere koli metode ne daje 100-odstotnega rezultata.

Anaerobna bioremediacija

Izvaja se s pomočjo bakterij, ki pridobivajo energijo brez uporabe kisika. To je najbolj stroškovno učinkovita možnost, ki vam omogoča, da povečate stopnjo čiščenja odpadne vode na 90%.

Najučinkovitejši sistem je v domačih kanalizacijskih inštalacijah, kjer se odvajajo fekalne snovi. Anaerobni mikroorganizmi so dodani iz koncentratov, ki jih je mogoče kupiti v trgovini.Hkrati je mogoče opremiti sprejem plina metana, ki se sprošča pri predelavi organskih snovi. Bioreaktor je dodatna prednost metode. Da bi dobili čisti plin, ki je sposoben gorenja, ga je treba očistiti vlage in ogljikovega dioksida.

Takšne zapletene naprave se uporabljajo v gospodinjstvih, kjer se gojijo živali in ptice. Z velikimi količinami surovin se bioreaktor povrne v enem letu, saj lastniki uporabljajo plin in prodajajo organska gnojila.

Zalogovnik, v katerega vstopi primarna odpadna voda, se imenuje digestor. Na dnu je aktivno blato, ki je sestavljeno iz zrnc – združb bakterij. Mikroorganizmi se razmnožujejo počasi, zato je pomembno vzdrževati optimalne pogoje za njihovo preživetje. Temperatura mora biti znotraj 30 stopinj. Med delovnim procesom je potrebno nekatere mikroorganizme izčrpati. To se naredi ročno ali s pomočjo kanalizacijskega tovornjaka. Snov je varna - lahko se uporablja za krmljenje živine ali kot gnojilo na mestu, saj vsebuje veliko količino mineralov.

Pomanjkljivost anaerobne obdelave je nizka hitrost procesov in potreba po dodatnih ukrepih za odstranitev organskih sestavin. Oprema je draga, bakterije zahtevajo stalno spremljanje temperature svojega okolja.

Aerobna metoda čiščenja odpadne vode

Za nadaljevanje čiščenja se iztok iz digestorja pošlje v prezračevalni rezervoar, kjer aerobne bakterije nadaljujejo z delom. Tu gre postopek hitreje. Mikroorganizmi se zaradi prisotnosti kisika bolj aktivno razmnožujejo.

Priporočljivo je, da se anaerobne in aerobne metode uporabljajo skupaj, saj aerobi zaključijo biološki proces čiščenja.

Oprema je sestavljena iz odprtih posod - najpogosteje armiranobetonskih pravokotnih konstrukcij, v katere vstopa tekočina, predhodno očiščena trdnih organskih snovi. Za povečanje populacije bakterij je potrebno povečati koncentracijo kisika, kar zahteva namestitev dodatne opreme.

Za kvantitativno sestavo bakterij obstajajo določene zahteve. Na primer, praživali jedo bakterije, odstranjujejo stare celice in zaraščene določene populacije.

Slaba stran namestitve je visoka cena. Prav tako morate najti primerno lokacijo za namestitev obeh rezervoarjev.

Kemične in fizikalno-kemijske metode

Kemične metode se najpogosteje kombinirajo z mehanskimi, saj posamezno ne zagotavljajo zahtevane stopnje čiščenja. Uporabljajo se pripravki, ki nevtralizirajo škodljive snovi ali jih oksidirajo v varne spojine, ki jih nato ujamejo mehanski filtri ali naprave.

Če je odpadna voda nasičena s kislimi sestavinami, se jim dodajo alkalne snovi - apno, hidroksidi, soda. Če se dobavljajo alkalne odpadne tekočine, se uporabljajo kisline - žveplova ali klorovodikova. Rezultat je oborina v obliki soli. Za nadzor kislosti uporabite pH meter.

Ozoniranje je kemična metoda čiščenja, katere bistvo je oksidacija organskih snovi. Postopek poteka hitro - v kratkem času je mogoče prečistiti velike količine vode.

Pomanjkljivost metode je, da je pred ozoniranjem potrebno odstraniti velike trdne nečistoče, kar se običajno izvaja v digestorjih in prezračevalnikih. Visoki so tudi stroški energentov za to tehnologijo in reagenti, ki so zasnovani za določene ione, na primer železo ali mangan.

Fizikalno-kemijske metode se uporabljajo, kadar predhodno prečiščena tekočina vsebuje ne le topne, ampak tudi suspendirane delce. Glavni:

• Flotacija – pnevmatska, tlačna, mehanska, električna. Kot posledica interakcije zračnih mehurčkov in suspendiranih delcev nastanejo flotacijski kompleksi, ki v obliki pene priplavajo na površje in se v naslednjem koraku odstranijo.
• Metoda ionske izmenjave temelji na zamenjavi nekaterih delcev z drugimi. Čiščenje se izvaja z ionskimi izmenjevalci - snovmi, kot so sintetične smole.

Smolo je treba po več ciklih uporabe regenerirati, da odstranimo kontaminirano plast. Uporabljajo se različne sheme čiščenja, ki so odvisne od vrste kontaminacije in koncentracije škodljivih snovi.

Mehanske metode

Peskolovi za čiščenje odpadnih voda ločujejo tekočine od trdnih netopnih delcev - žlindre, stekla, peska.

Za kakovostno ločevanje je potrebno pravilno prilagoditi hitrost pretoka tekočine skozi peskolov, da imajo delci čas, da se usedejo na dno.

Lokacija čistilnih naprav

Za čistilne naprave so primerna ravna območja z nizko podzemno vodo, da se tekočina dokončno očisti v tleh. V zasebnih hišah je to območje, skrito pred radovednimi očmi. Zaželeno je, da vonjave, ki se včasih pojavijo med razgradnjo organske snovi, ne dosežejo sosedov.

Običajno je oprema izbrana glede na značilnosti mesta in vrste tal. Na primer, na ilovicah se tehnična odpadna voda slabo absorbira in lahko pride do stagnacije. Zato so nameščene drenažne komunikacije, ki odstranjujejo tekočino z mesta skozi cevi.

V skladu s sanitarnimi zahtevami mora biti rezervoar za odpadne vode nameščen najmanj 50 metrov od vodnjaka.Okrog filtrirnega vodnjaka so filtracijska polja, v radiju katerih ni vodnjakov, namenjenih pitni vodi.

Ohranjati morate razdaljo od roba cestišča - najmanj 3 metre. Če je nameščen električni kabel, se kanalizacija odmakne 1 meter od njega. Od plinovoda - 1,5 metra.