Mechanické metody čištění odpadních vod

Domácí a průmyslové odpadní vody se dříve či později dostanou do řek a jezer, což způsobí smrt živých organismů i bakterií využívajících organické zbytky. Tento problém je relevantní na měřítku Země. Neslavná Pacific Garbage Patch obsahuje více než 350 milionů tun trosek - plastu, pryskyřice, skla - které se tam dostaly spolu s proudy z obydlených břehů. Neustále se rozrůstá a představuje hrozbu pro život veškerého mořského života.

Naléhavost problému

Odpadní vodu lze zhruba rozdělit na domácí a průmyslové. Domácnost je výsledkem lidské činnosti, produktem jeho existence. Mezi ně patří především kanalizace. Když se dostane do vody, špinavé odtoky snižují množství kyslíku, přispívají k množení infekcí a parazitů. Je extrémně nebezpečné konzumovat takovou vodu.

Úroveň čištění odpadních vod závisí na kvalitě zařízení, které masivně filtruje a dezinfikuje kapalinu a vrací ji zpět do vodních útvarů nebo zpět do vodovodu města.

Nebezpečný je také průmyslový odpad. Tyto zahrnují:

• odpadní voda z podniků, nasycená toxiny;
• odtok ze zemědělských prací obsahujících fosfáty, dusičnany a jiné minerály;
• odpadní voda s anorganickým odpadem - písek, částice půdy, soli těžkých kovů.

Průmyslová kapalina se běžně dělí:

• stupněm toxických účinků;
• koncentrace nebezpečných látek;
• kyselost;
• složení.

Látky se dělí na konzervativní a nekonzervativní. První nereagují s jinými složkami, nevytvářejí nové chemické vazby. Je obtížné je odstranit - jedná se o soli těžkých kovů, radioaktivní prvky, fenoly a pesticidy. Tyto látky se prakticky nerozkládají. Nekonzervativní složky špinavé vody mohou být v průběhu času zpracovány biologickou metodou - anaerobní bakterie - to jsou organické zbytky.

Existuje mnoho způsobů čištění odpadních vod. V závislosti na tom, co je třeba z vody odstranit, se používají určité technologie. Například k čištění domácí kanalizace stačí postavit dvoukomorovou nádrž a spustit anaerobní mikroorganismy. V tomto případě je voda vyčištěna o 70% a jde do země, kde pokračuje proces sedimentace suspendovaných částic a organických látek.

Kroky čištění

Aby mohla být odpadní voda bezpečně vypouštěna do přírodních nádrží, je podrobena čtyřem typům čištění v následujícím pořadí:

1. Mechanické. V této fázi dochází k oddělování nerozpustných zbytků a pevných částic. Používají se různé mřížky, síta, filtry, lapače písku, lapače tuků. Šířka otvorů v roštu je maximálně 1,5 cm. Mechanické čištění odpadních vod má také několik stupňů. Po roštu vstupuje odpadní voda do lapače písku, kde se ukládají jemné pevné částice, zejména písek. Další fází je lapač tuků. Tuk je lehčí než voda, proto se hromadí na povrchu, odkud vstupuje do speciální nádrže a je odstraněn.
2. Biologický typ čištění zahrnuje použití různých mikroorganismů, žížal. Jsou schopni zlikvidovat rozpustnou organickou hmotu a přeměnit ji na neškodnou látku. Používají se aerobní a anaerobní bakterie.Někteří pracují v přítomnosti kyslíku, zatímco jiní to nepotřebují. Během anaerobní fermentace se uvolňuje metan - hořlavý plyn, který se po získání v bioreaktoru čistí a používá pro domácí nebo průmyslové potřeby.
3. Fyzikálně-chemická fáze. Zde se odstraňují suspendované částice, zejména jejich lepením do větších - koagulace. Existuje mnoho metod - flotace, odstředění, odpařování, sorbenty, provzdušňování (oxidace) a další. Fyzikálně-chemické metody čištění odpadních vod umožňují odstranění všech rozpustných jemně dispergovaných látek z kapaliny. Díky tomu se získá průmyslová voda připravená k odeslání do nádrží. Pití této tekutiny se nedoporučuje.
4. Posledním krokem je dezinfekce. Nejběžnějšími metodami jsou ultrafialové záření, ozonizace, chlorace.

V Rusku je hlavní metodou dezinfekce 30minutové vystavení chlóru. V Evropě je tato metoda již dlouho zakázána. Po čištění lze vodu teoreticky vypít, ale je lepší použít další zpracování: filtraci doma nebo vaření.

Likvidace odpadních vod

V některých případech není odpadní voda čištěna, ale zneškodňována. K tomu se používá metoda vypalování - levná a všestranná, při které špinavé odtoky spadají do zapálené pochodně. Voda se odpaří a pevné látky se spalují. To produkuje vodu a oxid uhličitý. Nevýhodou této metody je, že se pro ni spotřebovávají další zdroje paliva.

Odpadní voda se likviduje chemickou metodou, čímž se dosáhne srážení, poté se použijí další chemikálie a sraženina se rozloží na jednoduché složky. Tato metoda se používá k čištění vody při výrobě syntetických polymerů.

Normy pro čištění vody

Podle zákona musí být odpadní kapalina před vstupem do vodních útvarů identifikována na přítomnost škodlivých látek. Za tímto účelem se měří přibližná přípustná úroveň kontaminace, jsou stanoveny požadavky na to, jak musí být kapalina čištěna.

Vzít v úvahu:

• zátěž pro životní prostředí;
• přípustné parametry znečištění;
• množství odpadních vod;
• frekvence emisí do vodních útvarů.

Kapacita čistírny musí odpovídat objemu produkované odpadní vody.

Základní metody

Systém čištění odpadních vod musí fungovat komplexně, aby bylo možné zcela odstranit všechny škodlivé a toxické látky. Použití jakékoli metody nedává stoprocentní výsledek.

Anaerobní bioremediace

Provádí se pomocí bakterií, které přijímají energii bez použití kyslíku. Toto je nákladově nejefektivnější varianta, která vám umožní dosáhnout úrovně čištění odpadních vod až o 90%.

Nejúčinnější systém je v domácích kanalizačních zařízeních, kde jsou vypouštěny fekální látky. Anaerobní mikroorganismy se přidávají z koncentrátů, které lze zakoupit v obchodě. Současně je možné vybavit příjem metanového plynu, který se uvolňuje při zpracování organické hmoty. Bioreaktor je dalším plusem této metody. Chcete-li získat čistý plyn schopný hoření, je nutné jej vyčistit od vlhkosti a oxidu uhličitého.

Taková složitá zařízení se používají v domácnostech, kde se chovají zvířata a ptáci. Při velkém množství surovin se bioreaktor do jednoho roku splatí, protože majitelé používají plyn a prodávají organická hnojiva.

Sklad, do kterého spadají primární odpadní vody, se nazývá digestor. Ve spodní části je aktivovaný kal, kterým jsou granule - bakteriální společenství. Mikroorganismy se množí pomalu, proto je důležité udržovat optimální podmínky pro jejich přežití. Teplota by měla být do 30 stupňů. V průběhu práce je nutné odčerpat některé mikroorganismy. To se provádí ručně nebo pomocí kanalizačního stroje. Látka je bezpečná - lze ji použít ke krmení hospodářských zvířat nebo jako hnojivo na místě, protože obsahuje velké množství minerálů.

Nevýhodou anaerobního čištění je nízká rychlost procesů a potřeba dalších opatření k odstranění organických složek. Zařízení je drahé, bakterie vyžadují neustálé sledování teploty prostředí.

Aerobní čištění odpadních vod

Aby bylo možné pokračovat v čištění, je odpadní voda z digestoře odváděna do provzdušňovací nádrže, ve které aerobní bakterie pokračují v práci. Proces je zde rychlejší. Mikroorganismy se aktivněji množí díky přítomnosti kyslíku.

Je žádoucí, aby byly anaerobní a aerobní metody použity společně, protože aerobní procesy završí proces biologického čištění.

Zařízení představují otevřené kontejnery - nejčastěji železobetonové obdélníkové konstrukce, kam vstupuje kapalina, dříve vyčištěná z pevné organické hmoty. Pro zvýšení bakteriální populace je nutné zvýšit koncentraci kyslíku, což vyžaduje instalaci dalšího vybavení.

Existují určité požadavky na kvantitativní složení bakterií. Například nejjednodušší organismy jedí bakterie, vylučují staré buňky a silně zarostly určité populace.

Nevýhodou instalace je vysoká cena. Rovněž je nutné najít vhodné místo pro instalaci obou nádrží.

Chemické a fyzikálně-chemické metody

Chemické metody se nejčastěji kombinují s mechanickými, protože jednotlivě neposkytují požadovaný stupeň čištění. Používají se přípravky, které neutralizují škodlivé látky nebo je oxidují na bezpečné sloučeniny, které jsou poté zachyceny mechanickými filtry nebo zařízeními.

Pokud jsou odpadní vody nasyceny kyselými složkami, přidávají se k nim alkalické látky - vápno, hydroxidy, soda. Pokud se dodávají alkalické odpadní kapaliny, používají se kyseliny - sírová nebo chlorovodíková. Ve výsledku se získají sraženiny ve formě solí. K řízení kyselosti se používá pH metr.

Ozonace je chemická metoda čištění, jejíž podstatou je oxidace organických látek. Proces je rychlý - velké množství vody lze vyčistit v krátkém časovém období.

Nevýhodou metody je, že před ozonizací je nutné vyčistit od pevných velkých nečistot, což se obvykle provádí ve vyhnívacích a provzdušňovacích nádržích. Také vysoké náklady na energii pro tuto technologii a činidla, která jsou určena pro určité ionty, například železo nebo mangan.

Fyzikálně-chemické metody se používají, jsou-li v předem vyčištěné kapalině přítomny nejen rozpustné, ale také suspendované částice. Mezi hlavní patří:

• Flotace - pneumatická, tlaková, mechanická, elektrická. V důsledku interakce vzduchových bublin a suspendovaných částic vznikají flotační komplexy, které vyplují na povrch ve formě pěny a jsou odstraněny v další fázi.
• Metoda iontové výměny je založena na nahrazení některých částic jinými. Čištění se provádí iontoměniči - látkami, jako jsou syntetické pryskyřice.

Pryskyřice musí být po několika cyklech aplikace regenerována, aby se odstranila znečištěná vrstva. Používají se různá čisticí schémata, která závisí na typu znečištění a koncentraci škodlivých látek.

Mechanické metody

Lapače písku pro čištění odpadních vod oddělují kapaliny od pevných nerozpustných částic - struska, sklo, písek.

Pro vysoce kvalitní separaci je nutné správně nastavit rychlost proudění kapaliny přes lapač písku tak, aby částice měly čas usadit se na dně.

Umístění léčebných zařízení

Pro čistírny odpadních vod jsou vhodné ploché plochy s nízkou hladinou podzemní vody, aby mohla být kapalina podrobena závěrečnému čištění v zemi. V soukromých domech je to pozemek skrytý před zvědavýma očima. Je žádoucí, aby pachy, které se někdy objevují během rozkladu organických látek, nedosáhly sousedů.

Zařízení se obvykle vybírá na základě charakteristik lokality a typu půdy. Například na hlínách je technická odpadní voda špatně absorbována a může dojít ke stagnaci.Proto jsou instalovány drenážní komunikace, které odstraňují kapalinu z místa potrubím.

Podle hygienických požadavků musí být kanalizační nádrž nejméně 50 metrů od pitné studny. Kolem filtrační studny jsou filtrační pole, v jejichž okruhu nejsou umístěny studny určené pro pitnou vodu.

Je nutné dodržet vzdálenost od okraje vozovky - minimálně 3 metry. Pokud je položen elektrický kabel, kanalizace je z něj odstraněna o 1 metr. Z plynovodu - 1,5 metru.