Mechanische Verfahren der Abwasserbehandlung

Häusliche und industrielle Abwässer gelangen früher oder später in Flüsse und Seen, was zum Absterben von lebenden Organismen sowie von Bakterien führt, die organische Reststoffe verwerten. Dieses Problem ist im Maßstab der Erde relevant. Der berüchtigte Pacific Garbage Patch enthält mehr als 350 Millionen Tonnen Schutt - Plastik, Harz, Glas -, die zusammen mit Strömungen von bewohnten Küsten dorthin gelangt sind. Es wächst ständig und stellt eine Bedrohung für das Leben aller Meeresbewohner dar.

Die Dringlichkeit des Problems

Abwasser kann grob in häusliches und industrielles Abwasser unterteilt werden. Der Haushalt ist das Ergebnis menschlichen Handelns, das Produkt seiner Existenz. Dazu gehört in erster Linie die Kanalisation. Wenn es ins Wasser gelangt, reduzieren schmutzige Abflüsse die Sauerstoffmenge, tragen zur Vermehrung von Infektionen und Parasiten bei. Es ist äußerst gefährlich, solches Wasser zu konsumieren.

Der Grad der Abwasserbehandlung hängt von der Qualität der Geräte ab, die Flüssigkeiten massiv filtern und desinfizieren, um sie in Gewässer oder in das städtische Wasserversorgungssystem zurückzuführen.

Auch Industrieabfälle sind gefährlich. Diese schließen ein:

• mit Giftstoffen gesättigtes Abwasser aus Unternehmen;
• Abfluss von landwirtschaftlichen Arbeiten, die Phosphate, Nitrate und andere Mineralien enthalten;
• Abwasser mit anorganischen Abfällen - Sand, Bodenpartikel, Schwermetallsalze.

Industrielle Flüssigkeiten werden konventionell unterteilt in:

• nach dem Grad der toxischen Wirkungen;
• Konzentration gefährlicher Stoffe;
• Säure;
• Komposition.

Die Substanzen werden in konservativ und nicht konservativ unterteilt. Erstere reagieren nicht mit anderen Komponenten, bilden keine neuen chemischen Bindungen. Sie sind schwer zu entfernen - das sind Schwermetallsalze, radioaktive Elemente, Phenole und Pestizide. Diese Stoffe zersetzen sich praktisch nicht. Nicht konservierende Bestandteile des Schmutzwassers können im Laufe der Zeit biologisch aufbereitet werden - anaerobe Bakterien - das sind organische Rückstände.

Es gibt viele Möglichkeiten, Abwasser zu behandeln. Je nachdem, was aus dem Wasser entfernt werden soll, kommen bestimmte Technologien zum Einsatz. Um beispielsweise ein häusliches Abwassersystem zu reinigen, reicht es aus, einen Zweikammertank zu bauen und anaerobe Mikroorganismen zu starten. In diesem Fall wird das Wasser zu 70% gereinigt und gelangt in den Boden, wo der Sedimentationsprozess von Schwebstoffen und organischen Stoffen fortgesetzt wird.

Reinigungsschritte

Damit das Abwasser sicher in natürliche Stauseen eingeleitet werden kann, wird es in folgender Reihenfolge vier Reinigungsarten unterzogen:

1. Mechanisch. In diesem Stadium erfolgt die Trennung von unlöslichen Rückständen und festen Partikeln. Es werden verschiedene Gitter, Siebe, Filter, Sandfänger, Fettfänger verwendet. Die Breite der Löcher im Rost beträgt maximal 1,5 cm, auch die maschinelle Abwasserreinigung hat mehrere Stufen. Nach dem Rost gelangt das Abwasser in den Sandfang, wo feine Feststoffpartikel, hauptsächlich Sand, abgelagert werden. Die nächste Stufe ist der Fettabscheider. Fett ist leichter als Wasser, daher sammelt es sich an der Oberfläche, von wo es in ein spezielles Reservoir gelangt und entfernt wird.
2. Bei der biologischen Art der Reinigung werden verschiedene Mikroorganismen, Regenwürmer, verwendet. Sie sind in der Lage, lösliche organische Stoffe zu entsorgen und in eine ungefährliche Substanz umzuwandeln. Es werden aerobe und anaerobe Bakterien verwendet.Einige arbeiten in Gegenwart von Sauerstoff, während andere ihn nicht benötigen. Bei der anaeroben Fermentation wird Methan freigesetzt - ein brennbares Gas, das nach der Gewinnung in einem Bioreaktor gereinigt und für den häuslichen oder industriellen Bedarf verwendet wird.
3. Physikochemisches Stadium. Hier werden Schwebstoffe entfernt, hauptsächlich durch Verkleben zu größeren – Koagulation. Es gibt viele Methoden - Flotation, Zentrifugation, Verdampfung, Sorptionsmittel, Belüftung (Oxidation) und andere. Physikalisch-chemische Verfahren der Abwasserreinigung ermöglichen es, alle löslichen feindispersen Stoffe aus der Flüssigkeit zu entfernen. Als Ergebnis wird Brauchwasser gewonnen, das in Reservoirs geleitet werden kann. Das Trinken dieser Flüssigkeit wird nicht empfohlen.
4. Die Desinfektion ist der letzte Schritt. Die gebräuchlichsten Methoden sind ultraviolette Bestrahlung, Ozonierung, Chlorierung.

In Russland ist die wichtigste Desinfektionsmethode eine 30-minütige Chlorexposition. In Europa ist diese Methode längst verboten. Nach der Reinigung kann das Wasser theoretisch getrunken werden, es ist jedoch besser, eine zusätzliche Verarbeitung durchzuführen: Filtration zu Hause oder Kochen.

Abwasserentsorgung

Teilweise wird Abwasser nicht behandelt, sondern entsorgt. Dazu wird die Brennmethode verwendet - eine billige und vielseitige Methode, bei der schmutzige Abflüsse in eine brennende Fackel fallen. Das Wasser verdunstet und die Feststoffe werden verbrannt. Dabei entstehen Wasser und Kohlendioxid. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass dafür zusätzliche Brennstoffressourcen verbraucht werden.

Abwasser wird auf chemischem Weg entsorgt, wobei eine Fällung erzielt wird, wonach andere Chemikalien verwendet werden und die Fällung in einfache Bestandteile zerlegt wird. Dieses Verfahren wird verwendet, um Wasser bei der Herstellung von synthetischen Polymeren zu reinigen.

Standards für die Wasserreinigung

Vor dem Eindringen von Abfallflüssigkeit in Gewässer müssen diese gesetzlich auf das Vorhandensein von Schadstoffen identifiziert werden. Dazu wird der ungefähr zulässige Verschmutzungsgrad gemessen, es werden Anforderungen gestellt, wie die Flüssigkeit gereinigt werden muss.

Berücksichtigt:

• Belastung der Umwelt;
• zulässige Verschmutzungsparameter;
• die Abwassermenge;
• Häufigkeit von Emissionen in Gewässer.

Die Kapazität der Kläranlage muss der anfallenden Abwassermenge entsprechen.

Grundmethoden

Die Abwasserreinigungsanlage muss umfassend arbeiten, um alle schädlichen und giftigen Stoffe vollständig zu entfernen. Die Verwendung einer Methode führt nicht zu einem hundertprozentigen Ergebnis.

Anaerobe Bioremediation

Es wird mit Hilfe von Bakterien durchgeführt, die Energie ohne den Einsatz von Sauerstoff erhalten. Dies ist die kostengünstigste Option, mit der Sie den Abwasserreinigungsgrad auf bis zu 90 % erhöhen können.

Das effektivste System ist in häuslichen Abwasserinstallationen, wo Fäkalien abgeführt werden. Anaerobe Mikroorganismen werden aus Konzentraten hinzugefügt, die im Laden gekauft werden können. Gleichzeitig ist es möglich, die Aufnahme von Methangas auszustatten, das bei der Verarbeitung organischer Stoffe freigesetzt wird. Der Bioreaktor ist ein zusätzliches Plus der Methode. Um ein brennbares Reingas zu erhalten, muss es von Feuchtigkeit und Kohlendioxid gereinigt werden.

Solche komplexen Anlagen werden in Haushalten eingesetzt, in denen Tiere und Vögel aufgezogen werden. Bei großen Rohstoffmengen amortisiert sich der Bioreaktor innerhalb eines Jahres, da die Eigentümer Gas verbrauchen und organischen Dünger verkaufen.

Der Speicher, in den die Primärabwässer fallen, wird Faulbehälter genannt. Unten befindet sich Belebtschlamm, das Granulat ist - Bakteriengemeinschaften. Mikroorganismen vermehren sich langsam, daher ist es wichtig, optimale Bedingungen für ihr Überleben aufrechtzuerhalten. Die Temperatur sollte innerhalb von 30 Grad liegen. Im Laufe der Arbeit wird es notwendig, einige der Mikroorganismen abzupumpen. Dies geschieht manuell oder mit einer Kanalisationsmaschine. Der Stoff ist sicher - er kann zur Viehfütterung oder als Dünger auf der Baustelle verwendet werden, da er eine große Menge an Mineralien enthält.

Der Nachteil der anaeroben Reinigung ist die geringe Geschwindigkeit der Prozesse und die Notwendigkeit zusätzlicher Maßnahmen zur Entfernung organischer Bestandteile. Die Ausrüstung ist teuer, Bakterien erfordern eine ständige Überwachung der Umgebungstemperatur.

Aerobe Abwasserbehandlung

Zur weiteren Reinigung wird Abwasser aus dem Fermenter in das Belebungsbecken geleitet, in dem aerobe Bakterien weiterarbeiten. Der Prozess ist hier schneller. Mikroorganismen vermehren sich durch die Anwesenheit von Sauerstoff aktiver.

Es ist wünschenswert, dass anaerobe und aerobe Verfahren zusammen verwendet werden, da Aerobier den biologischen Behandlungsprozess vervollständigen.

Die Ausrüstung wird durch offene Behälter dargestellt - meistens rechteckige Stahlbetonkonstruktionen, in die Flüssigkeit eintritt, die zuvor von festen organischen Stoffen gereinigt wurde. Um die Bakterienpopulation zu erhöhen, muss die Sauerstoffkonzentration erhöht werden, was die Installation zusätzlicher Geräte erfordert.

An die quantitative Zusammensetzung von Bakterien werden bestimmte Anforderungen gestellt. Zum Beispiel fressen die einfachsten Organismen Bakterien, eliminieren alte Zellen und vermehren bestimmte Populationen stark.

Der Nachteil der Installation ist der hohe Preis. Es ist auch notwendig, einen geeigneten Ort zu finden, um beide Tanks zu installieren.

Chemische und physikalisch-chemische Methoden

Chemische Methoden werden meistens mit mechanischen kombiniert, da sie einzeln nicht den gewünschten Reinigungsgrad ergeben. Es werden Zubereitungen verwendet, die Schadstoffe neutralisieren oder zu unbedenklichen Verbindungen oxidieren, die dann von mechanischen Filtern oder Geräten aufgefangen werden.

Wenn die Abwässer mit sauren Bestandteilen gesättigt sind, werden ihnen alkalische Substanzen zugesetzt - Kalk, Hydroxide, Soda. Wenn alkalische Abfallflüssigkeiten geliefert werden, werden Säuren verwendet - Schwefel- oder Salzsäure. Als Ergebnis werden Niederschläge in Form von Salzen erhalten. Ein pH-Meter wird verwendet, um den Säuregehalt zu kontrollieren.

Die Ozonierung ist eine chemische Reinigungsmethode, deren Kern die Oxidation organischer Stoffe ist. Der Prozess ist schnell – große Wassermassen können in kurzer Zeit gereinigt werden.

Der Nachteil des Verfahrens besteht darin, dass vor der Ozonierung große Verunreinigungen von festen Feststoffen gereinigt werden müssen, was normalerweise in Faulbehältern und Belebungsbecken erfolgt. Auch hohe Energiekosten für diese Technologie und Reagenzien, die auf bestimmte Ionen, beispielsweise Eisen oder Mangan, ausgelegt sind.

Physikalisch-chemische Verfahren kommen zum Einsatz, wenn in einer vorgereinigten Flüssigkeit nicht nur lösliche, sondern auch suspendierte Partikel vorhanden sind. Die wichtigsten sind:

• Flotation - pneumatisch, Druck, mechanisch, elektrisch. Durch das Zusammenwirken von Luftblasen und Schwebstoffen entstehen Flotationskomplexe, die als Schaum an die Oberfläche schwimmen und im nächsten Schritt entfernt werden.
• Die Ionenaustauschmethode basiert auf dem Austausch einiger Partikel durch andere. Die Reinigung erfolgt mit Ionenaustauschern - Substanzen wie Kunstharze.

Das Harz muss nach mehreren Auftragszyklen regeneriert werden, um die kontaminierte Schicht zu entfernen. Je nach Art der Verschmutzung und Schadstoffkonzentration kommen verschiedene Reinigungsschemata zum Einsatz.

Mechanische Methoden

Sandfänger für die Abwasserbehandlung trennen Flüssigkeiten von festen unlöslichen Partikeln - Schlacke, Glas, Sand.

Für eine qualitativ hochwertige Abscheidung ist es erforderlich, die Durchflussmenge der Flüssigkeit durch den Sandfang richtig einzustellen, damit die Partikel Zeit haben, sich am Boden abzusetzen.

Platzierung von Behandlungseinrichtungen

Für Kläranlagen eignen sich ebene Flächen mit niedrigem Grundwasserspiegel, damit die Flüssigkeit im Erdreich endgereinigt werden kann. In Privathäusern ist dies ein Grundstück, das vor neugierigen Blicken verborgen ist. Es ist wünschenswert, dass die Gerüche, die manchmal bei der Zersetzung organischer Stoffe auftreten, die Nachbarn nicht erreichen.

Normalerweise wird die Ausrüstung auf der Grundlage der Eigenschaften des Standorts und der Bodenart ausgewählt. Auf Lehmen wird beispielsweise technisches Abwasser schlecht aufgenommen und es kann zu Stagnation kommen.Daher werden Entwässerungskommunikationen installiert, die Flüssigkeit durch Rohre vom Standort entfernen.

Der Abwassertank muss aus hygienischen Gründen mindestens 50 Meter vom Tränkebrunnen entfernt sein. Um den Filterbrunnen herum befinden sich Filterfelder, in deren Umkreis keine Trinkwasserbrunnen verlegt werden.

Es ist notwendig, den Abstand zum Straßenrand einzuhalten - mindestens 3 Meter. Wenn ein elektrisches Kabel verlegt ist, wird der Abwasserkanal 1 Meter davon entfernt. Von der Gaspipeline - 1,5 Meter.