Μηχανικές μέθοδοι επεξεργασίας λυμάτων

Τα οικιακά και βιομηχανικά λύματα αργά ή γρήγορα εισέρχονται σε ποτάμια και λίμνες, γεγονός που προκαλεί το θάνατο ζωντανών οργανισμών, καθώς και βακτήρια που χρησιμοποιούν οργανικά υπολείμματα. Αυτό το πρόβλημα σχετίζεται με την κλίμακα της Γης. Το περίφημο Pacific Garbage Patch περιέχει πάνω από 350 εκατομμύρια τόνους συντρίμμια - πλαστικό, ρητίνη, γυαλί - που έφτασαν εκεί μαζί με ρεύματα από κατοικημένες ακτές. Αναπτύσσεται συνεχώς και αποτελεί απειλή για τη ζωή όλης της θαλάσσιας ζωής.

Το επείγον του προβλήματος

Τα λύματα μπορούν να χωριστούν περίπου σε οικιακά και βιομηχανικά. Το νοικοκυριό είναι το αποτέλεσμα της ανθρώπινης δραστηριότητας, τα προϊόντα της ύπαρξής του. Αυτά περιλαμβάνουν, πρώτα απ 'όλα, το σύστημα αποχέτευσης. Όταν μπαίνει στο νερό, οι βρώμικοι αγωγοί μειώνουν την ποσότητα οξυγόνου, συμβάλλουν στον πολλαπλασιασμό των λοιμώξεων και των παρασίτων. Είναι εξαιρετικά επικίνδυνο να καταναλώνετε τέτοιο νερό.

Το επίπεδο επεξεργασίας λυμάτων εξαρτάται από την ποιότητα του εξοπλισμού που φιλτράρει και απολυμαίνει μαζικά υγρά, επιστρέφοντας το σε υδάτινα σώματα ή πίσω στο σύστημα παροχής νερού της πόλης.

Τα βιομηχανικά απόβλητα είναι επίσης επικίνδυνα. Αυτά περιλαμβάνουν:

• λύματα από επιχειρήσεις, κορεσμένα με τοξίνες.
• απορροή από γεωργικές εργασίες που περιέχουν φωσφορικά άλατα, νιτρικά άλατα και άλλα ορυκτά ·
• λύματα με ανόργανα απόβλητα - άμμος, σωματίδια εδάφους, άλατα βαρέων μετάλλων.

Το βιομηχανικό ρευστό διαιρείται συμβατικά:

• από το βαθμό τοξικών επιδράσεων ·
• συγκέντρωση επικίνδυνων ουσιών ·
• οξύτητα;
• σύνθεση.

Οι ουσίες χωρίζονται σε συντηρητικά και μη συντηρητικά. Οι πρώτοι δεν αντιδρούν με άλλα συστατικά, δεν σχηματίζουν νέους χημικούς δεσμούς. Είναι δύσκολο να αφαιρεθούν - αυτά είναι άλατα βαρέων μετάλλων, ραδιενεργά στοιχεία, φαινόλες και φυτοφάρμακα. Αυτές οι ουσίες πρακτικά δεν αποσυντίθενται. Τα μη συντηρητικά συστατικά του βρώμικου νερού μπορούν, με την πάροδο του χρόνου, να υποστούν επεξεργασία με βιολογική μέθοδο - αναερόβια βακτήρια - αυτά είναι οργανικά υπολείμματα.

Υπάρχουν πολλοί τρόποι επεξεργασίας των λυμάτων. Ανάλογα με το τι πρέπει να αφαιρεθεί από το νερό, χρησιμοποιούνται ορισμένες τεχνολογίες. Για παράδειγμα, για τον καθαρισμό ενός οικιακού συστήματος αποχέτευσης, αρκεί η κατασκευή δεξαμενής δύο θαλάμων και η έναρξη αναερόβιων μικροοργανισμών. Σε αυτήν την περίπτωση, το νερό καθαρίζεται κατά 70% και πηγαίνει στο έδαφος, όπου συνεχίζεται η διαδικασία καθίζησης των αιωρούμενων σωματιδίων και της οργανικής ύλης.

Βήματα καθαρισμού

Για να μπορούν τα λύματα να αποβληθούν με ασφάλεια σε φυσικές δεξαμενές, υποβάλλεται σε τέσσερις τύπους καθαρισμού με την ακόλουθη σειρά:

1. Μηχανικός. Σε αυτό το στάδιο, γίνεται ο διαχωρισμός των αδιάλυτων υπολειμμάτων και των στερεών σωματιδίων. Χρησιμοποιούνται διάφορα πλέγματα, κόσκινα, φίλτρα, παγίδες άμμου, παγίδες λίπους. Το πλάτος των οπών στο πλέγμα είναι μέγιστο 1,5 εκ. Η μηχανική επεξεργασία λυμάτων έχει επίσης πολλά στάδια. Μετά τη σχάρα, τα λύματα εισέρχονται στην παγίδα άμμου, όπου εναποτίθενται λεπτά στερεά σωματίδια, κυρίως άμμος. Το επόμενο στάδιο είναι η παγίδα γράσου. Το λίπος είναι ελαφρύτερο από το νερό, συνεπώς συλλέγεται στην επιφάνεια, από όπου εισέρχεται σε μια ειδική δεξαμενή και αφαιρείται.
2. Ο βιολογικός τύπος καθαρισμού περιλαμβάνει τη χρήση διαφόρων μικροοργανισμών, γαιοσκώληκες. Είναι σε θέση να απορρίψουν διαλυτές οργανικές ύλες και να την μετατρέψουν σε αβλαβείς ουσίες. Χρησιμοποιούνται αερόβια και αναερόβια βακτήρια.Μερικά λειτουργούν παρουσία οξυγόνου, ενώ άλλα δεν το χρειάζονται. Κατά τη διάρκεια της αναερόβιας ζύμωσης, το μεθάνιο απελευθερώνεται - ένα καύσιμο αέριο, το οποίο, αφού ληφθεί σε βιοαντιδραστήρα, καθαρίζεται και χρησιμοποιείται για οικιακές ή βιομηχανικές ανάγκες.
3. Φυσικοχημικό στάδιο. Εδώ, τα αιωρούμενα σωματίδια απομακρύνονται, κυρίως κολλώντας τα σε μεγαλύτερα - πήξη. Υπάρχουν πολλές μέθοδοι - επίπλευση, φυγοκέντρηση, εξάτμιση, ροφητικά, αερισμός (οξείδωση) και άλλες. Οι φυσικοχημικές μέθοδοι επεξεργασίας λυμάτων επιτρέπουν την απομάκρυνση όλων των διαλυτών λεπτά διασκορπισμένων ουσιών από το υγρό. Ως αποτέλεσμα, λαμβάνεται βιομηχανικό νερό, έτοιμο να σταλεί σε δεξαμενές. Δεν συνιστάται η κατανάλωση αυτού του υγρού.
4. Η απολύμανση είναι το τελικό βήμα. Οι πιο κοινές μέθοδοι είναι η υπεριώδης ακτινοβολία, οζονισμός, χλωρίωση.

Στη Ρωσία, η κύρια μέθοδος απολύμανσης είναι η έκθεση 30 λεπτών στο χλώριο. Στην Ευρώπη, αυτή η μέθοδος έχει απαγορευτεί εδώ και πολύ καιρό. Μετά τον καθαρισμό, το νερό μπορεί θεωρητικά να πιει, αλλά είναι καλύτερο να εφαρμόσετε επιπλέον επεξεργασία: διήθηση στο σπίτι ή βρασμό.

Διάθεση λυμάτων

Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα λύματα δεν υποβάλλονται σε επεξεργασία, αλλά απορρίπτονται. Για αυτό, χρησιμοποιείται η μέθοδος πυροδότησης - μια φθηνή και ευέλικτη μέθοδος, στην οποία οι βρώμικοι αγωγοί πέφτουν σε αναμμένο φακό. Το νερό εξατμίζεται και τα στερεά καίγονται. Αυτό παράγει νερό και διοξείδιο του άνθρακα. Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι καταναλώνονται πρόσθετοι πόροι καυσίμου.

Τα λύματα απορρίπτονται με χημική μέθοδο, επιτυγχάνοντας καθίζηση, μετά την οποία χρησιμοποιούνται άλλα χημικά και το ίζημα διασπάται σε απλά συστατικά. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό νερού στην παραγωγή συνθετικών πολυμερών.

Πρότυπα για τον καθαρισμό του νερού

Σύμφωνα με το νόμο, πριν από την είσοδο υγρών αποβλήτων σε υδάτινα σώματα, πρέπει να προσδιορίζεται η παρουσία επιβλαβών ουσιών. Για αυτό, μετράται το κατά προσέγγιση επιτρεπτό επίπεδο μόλυνσης, καθορίζονται απαιτήσεις για τον τρόπο καθαρισμού του υγρού.

Λαμβάνονται υπόψη:

• επιβάρυνση για το περιβάλλον ·
• επιτρεπόμενες παράμετροι ρύπανσης ·
• την ποσότητα λυμάτων ·
• συχνότητα εκπομπών σε υδατικά συστήματα.

Η χωρητικότητα της μονάδας επεξεργασίας πρέπει να αντιστοιχεί στον όγκο των παραγόμενων λυμάτων.

Βασικές μέθοδοι

Το σύστημα επεξεργασίας λυμάτων πρέπει να λειτουργεί με ολοκληρωμένο τρόπο, ώστε να απομακρύνονται πλήρως όλες οι επιβλαβείς και τοξικές ουσίες. Η χρήση οποιασδήποτε μεθόδου δεν δίνει εκατό τοις εκατό αποτέλεσμα.

Αναερόβια βιοαποκατάσταση

Πραγματοποιείται με τη βοήθεια βακτηρίων, τα οποία λαμβάνουν ενέργεια χωρίς τη χρήση οξυγόνου. Αυτή είναι η πιο αποδοτική επιλογή, η οποία σας επιτρέπει να αυξήσετε το επίπεδο επεξεργασίας λυμάτων έως και 90%.

Το πιο αποτελεσματικό σύστημα είναι στις εγκαταστάσεις οικιακών λυμάτων, όπου απορρίπτονται κόπρανα. Οι αναερόβιοι μικροοργανισμοί προστίθενται από συμπυκνώματα που μπορούν να αγοραστούν στο κατάστημα. Ταυτόχρονα, είναι δυνατό να εξοπλιστεί η λήψη αερίου μεθανίου, η οποία απελευθερώνεται κατά την επεξεργασία της οργανικής ύλης. Ο βιοαντιδραστήρας είναι ένα επιπλέον πλεονέκτημα της μεθόδου. Για να αποκτήσετε ένα καθαρό αέριο ικανό για καύση, πρέπει να καθαριστεί από υγρασία και διοξείδιο του άνθρακα.

Τέτοιες πολύπλοκες εγκαταστάσεις χρησιμοποιούνται σε νοικοκυριά όπου εκτρέφονται ζώα και πουλιά. Με μεγάλους όγκους πρώτων υλών, ο βιοαντιδραστήρας πληρώνει εντός ενός έτους, δεδομένου ότι οι ιδιοκτήτες χρησιμοποιούν φυσικό αέριο και πωλούν οργανικά λιπάσματα.

Η αποθήκευση όπου πέφτουν τα κύρια λύματα ονομάζεται χωνευτής. Στο κάτω μέρος υπάρχει ενεργή λάσπη, η οποία είναι κόκκοι - βακτηριακές κοινότητες. Οι μικροοργανισμοί πολλαπλασιάζονται αργά, επομένως είναι σημαντικό να διατηρούνται οι βέλτιστες συνθήκες για την επιβίωσή τους. Η θερμοκρασία πρέπει να είναι εντός 30 βαθμών. Κατά τη διαδικασία της εργασίας, καθίσταται απαραίτητο να αντληθούν ορισμένοι από τους μικροοργανισμούς. Αυτό γίνεται χειροκίνητα ή χρησιμοποιώντας μια αποχέτευση. Η ουσία είναι ασφαλής - μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διατροφή των ζώων ή ως λίπασμα στην περιοχή, καθώς περιέχει μεγάλη ποσότητα ορυκτών.

Το μειονέκτημα του αναερόβιου καθαρισμού είναι η χαμηλή ταχύτητα των διεργασιών και η ανάγκη για πρόσθετα μέτρα για την απομάκρυνση των οργανικών συστατικών. Ο εξοπλισμός είναι ακριβός, τα βακτήρια απαιτούν συνεχή παρακολούθηση της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος.

Αερόβια επεξεργασία λυμάτων

Για να συνεχιστεί ο καθαρισμός, τα λύματα από το χωνευτήρα αποστέλλονται στη δεξαμενή αερισμού, στην οποία τα αερόβια βακτήρια συνεχίζουν να λειτουργούν. Η διαδικασία είναι πιο γρήγορη εδώ. Οι μικροοργανισμοί πολλαπλασιάζονται πιο ενεργά λόγω της παρουσίας οξυγόνου.

Είναι επιθυμητό να χρησιμοποιούνται μαζί αναερόβιες και αερόβιες μέθοδοι καθώς τα αερόβια ολοκληρώνουν τη διαδικασία βιολογικής θεραπείας.

Ο εξοπλισμός αντιπροσωπεύεται από ανοιχτά δοχεία - οι πιο συχνά ορθογώνιες δομές από οπλισμένο σκυρόδεμα, όπου εισέρχεται υγρό, που είχε προηγουμένως καθαριστεί από στερεά οργανική ύλη. Για να αυξηθεί ο πληθυσμός των βακτηρίων, είναι απαραίτητο να αυξηθεί η συγκέντρωση οξυγόνου, η οποία απαιτεί την εγκατάσταση πρόσθετου εξοπλισμού.

Υπάρχουν ορισμένες απαιτήσεις για την ποσοτική σύνθεση των βακτηρίων. Για παράδειγμα, οι απλούστεροι οργανισμοί τρώνε βακτηρίδια, εξαλείφοντας τα παλιά κύτταρα και υπερκαλύπτοντας ορισμένους πληθυσμούς.

Το μειονέκτημα της εγκατάστασης είναι η υψηλή τιμή. Είναι επίσης απαραίτητο να βρείτε ένα κατάλληλο μέρος για την εγκατάσταση και των δύο δεξαμενών.

Χημικές και φυσικοχημικές μέθοδοι

Οι χημικές μέθοδοι συνδυάζονται συχνότερα με μηχανικές, αφού μεμονωμένα δεν δίνουν τον επιθυμητό βαθμό καθαρισμού. Χρησιμοποιούνται παρασκευάσματα που εξουδετερώνουν επιβλαβείς ουσίες ή οξειδώνονται σε ασφαλείς ενώσεις, οι οποίες στη συνέχεια συλλαμβάνονται από μηχανικά φίλτρα ή συσκευές.

Εάν τα απόβλητα είναι κορεσμένα με όξινα συστατικά, προστίθενται αλκαλικές ουσίες - ασβέστης, υδροξείδια, σόδα. Εάν παρέχονται αλκαλικά απόβλητα υγρά, τότε χρησιμοποιούνται οξέα - θειικό ή υδροχλωρικό. Ως αποτέλεσμα, τα ιζήματα λαμβάνονται με τη μορφή αλάτων. Ένας μετρητής pH χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της οξύτητας.

Το οζονισμό είναι μια χημική μέθοδος καθαρισμού, η ουσία της οποίας είναι η οξείδωση της οργανικής ύλης. Η διαδικασία είναι γρήγορη - μεγάλες μάζες νερού μπορούν να καθαριστούν σε σύντομο χρονικό διάστημα.

Το μειονέκτημα της μεθόδου είναι ότι πριν από το οζονισμό, είναι απαραίτητο να καθαριστεί από στερεές μεγάλες ακαθαρσίες, κάτι που συνήθως γίνεται σε χωνευτήρες και δεξαμενές αερισμού. Επίσης, το κόστος ενέργειας είναι υψηλό για αυτήν την τεχνολογία και αντιδραστήρια που έχουν σχεδιαστεί για συγκεκριμένα ιόντα, για παράδειγμα, σίδηρο ή μαγγάνιο.

Οι φυσικοχημικές μέθοδοι χρησιμοποιούνται όταν όχι μόνο διαλυτά, αλλά και αιωρούμενα σωματίδια υπάρχουν σε ένα προ-καθαρισμένο υγρό. Τα κύρια είναι:

• Επίπλευση - πνευματικός, πίεση, μηχανικός, ηλεκτρικός. Ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης φυσαλίδων αέρα και αιωρούμενων σωματιδίων, προκύπτουν σύμπλοκα επίπλευσης, τα οποία επιπλέουν στην επιφάνεια με τη μορφή αφρού και απομακρύνονται στο επόμενο στάδιο.
• Η μέθοδος ανταλλαγής ιόντων βασίζεται στην αντικατάσταση ορισμένων σωματιδίων με άλλα. Ο καθαρισμός πραγματοποιείται με εναλλάκτες ιόντων - ουσίες όπως συνθετικές ρητίνες.

Η ρητίνη πρέπει να αναγεννηθεί μετά από αρκετούς κύκλους εφαρμογής για να αφαιρεθεί η μολυσμένη στρώση. Χρησιμοποιούνται διάφορα σχήματα καθαρισμού, τα οποία εξαρτώνται από τον τύπο της ρύπανσης και τη συγκέντρωση επιβλαβών ουσιών.

Μηχανικές μέθοδοι

Οι παγίδες άμμου για την επεξεργασία λυμάτων χωρίζουν υγρά από στερεά αδιάλυτα σωματίδια - σκωρία, γυαλί, άμμο.

Για διαχωρισμό υψηλής ποιότητας, είναι απαραίτητο να ρυθμιστεί σωστά ο ρυθμός ροής του υγρού μέσω της παγίδας άμμου έτσι ώστε τα σωματίδια να έχουν χρόνο να κατακαθίσουν στον πυθμένα.

Τοποθέτηση εγκαταστάσεων θεραπείας

Για εγκαταστάσεις επεξεργασίας, είναι κατάλληλες επίπεδες περιοχές με χαμηλή στάθμη υπόγειων υδάτων, έτσι ώστε το υγρό να μπορεί να υποστεί τελικό καθαρισμό στο έδαφος. Σε ιδιωτικά σπίτια, αυτό είναι ένα οικόπεδο κρυμμένο από αδιάκριτα μάτια. Είναι επιθυμητό οι μυρωδιές που μερικές φορές εμφανίζονται κατά την αποσύνθεση της οργανικής ύλης να μην φτάνουν στους γείτονες.

Συνήθως, ο εξοπλισμός επιλέγεται με βάση τα χαρακτηριστικά του χώρου και τον τύπο του εδάφους. Για παράδειγμα, σε αργίλους, τα τεχνικά λύματα απορροφώνται ελάχιστα και μπορεί να προκύψει στασιμότητα.Επομένως, εγκαθίστανται επικοινωνίες αποστράγγισης που αφαιρούν υγρό από την περιοχή μέσω σωλήνων.

Σύμφωνα με τις υγειονομικές απαιτήσεις, η δεξαμενή αποχέτευσης πρέπει να απέχει τουλάχιστον 50 μέτρα από το πηγάδι. Υπάρχουν πεδία διήθησης γύρω από το πηγάδι διήθησης, εντός της ακτίνας του οποίου δεν τοποθετούνται πηγάδια που προορίζονται για πόσιμο νερό.

Είναι απαραίτητο να διατηρήσετε την απόσταση από την άκρη του δρόμου - τουλάχιστον 3 μέτρα. Εάν υπάρχει τοποθετημένο ηλεκτρικό καλώδιο, ο αποχέτευση αφαιρείται από αυτό κατά 1 μέτρο. Από τον αγωγό φυσικού αερίου - 1,5 μέτρα.