Kućne i industrijske otpadne vode prije ili kasnije dospijevaju u rijeke i jezera, što uzrokuje smrt živih organizama, kao i bakterija koje koriste organske ostatke. Ovaj je problem relevantan na mjerilu Zemlje. Zloglasni pacifički dio smeća sadrži preko 350 milijuna tona krhotina - plastike, smole, stakla - koje su tamo dospjele zajedno s strujama s naseljenih obala. Stalno raste i predstavlja prijetnju životu cjelokupnog morskog života.
Hitnost problema
Otpadne vode možemo grubo podijeliti na domaće i industrijske. Kućanstvo je rezultat ljudskog djelovanja, proizvodi njegovog postojanja. Tu prije svega spada kanalizacijski sustav. Kad uđe u vodu, prljavi odvodi smanjuju količinu kisika, doprinose razmnožavanju infekcija i parazita. Izuzetno je opasno konzumirati takvu vodu.
Razina pročišćavanja otpadnih voda ovisi o kvaliteti opreme koja masivno filtrira i dezinficira tekućinu, vraćajući je u vodna tijela ili natrag u gradski vodoopskrbni sustav.
Opasan je i industrijski otpad. To uključuje:
- otpadne vode iz poduzeća, zasićene toksinima;
- otjecanje iz poljoprivrednih radova koji sadrže fosfate, nitrate i druge minerale;
- otpadne vode s anorganskim otpadom - pijesak, čestice tla, soli teških metala.
Industrijska tekućina je konvencionalno podijeljena:
- prema stupnju toksičnih učinaka;
- koncentracija opasnih tvari;
- kiselost;
- sastav.
Tvari se dijele na konzervativne i nekonzervativne. Prvi ne reagiraju s drugim komponentama, ne stvaraju nove kemijske veze. Teško ih je ukloniti - to su soli teških metala, radioaktivni elementi, fenoli i pesticidi. Te se tvari praktički ne razgrađuju. Nekonzervativne komponente prljave vode mogu se s vremenom preraditi biološkom metodom - anaerobne bakterije - to su organski ostaci.
Postoji mnogo načina za pročišćavanje otpadnih voda. Ovisno o tome što treba ukloniti iz vode, koriste se određene tehnologije. Na primjer, za pročišćavanje kućnog kanalizacijskog sustava dovoljno je izgraditi dvokomorni spremnik i pokrenuti anaerobne mikroorganizme. U tom se slučaju voda pročišćava za 70% i odlazi u zemlju, gdje se nastavlja proces taloženja suspendiranih čestica i organskih tvari.
Koraci čišćenja
Kako bi se efluent mogao sigurno ispustiti u prirodne rezervoare, podvrgava se četiri vrste pročišćavanja u slijedećem slijedu:
- Mehanički. U ovoj fazi dolazi do razdvajanja netopivih ostataka i čvrstih čestica. Koriste se razne rešetke, sita, filtri, zamke za pijesak, zamke za mast. Širina rupa u mreži je maksimalno 1,5 cm. Mehaničko pročišćavanje otpadnih voda također ima nekoliko faza. Nakon rešetke, efluent ulazi u hvatač pijeska, gdje se talože sitne krute čestice, uglavnom pijesak. Sljedeća faza je zamka za masnoću. Masnoća je lakša od vode, pa se skuplja na površini, odakle ulazi u poseban rezervoar i uklanja se.
- Biološka vrsta čišćenja uključuje upotrebu različitih mikroorganizama, glista. Sposobni su zbrinuti topivu organsku tvar i pretvoriti je u bezopasnu tvar. Koriste se aerobne i anaerobne bakterije.Neki rade u prisutnosti kisika, dok drugi ne trebaju. Tijekom anaerobne fermentacije oslobađa se metan - zapaljivi plin, koji se nakon dobivanja u bioreaktoru pročišćava i koristi za kućne ili industrijske potrebe.
- Fizičko-kemijski stadij. Ovdje se suspendirane čestice uklanjaju, uglavnom lijepljenjem u veće - koagulacijom. Mnogo je metoda - flotacija, centrifuga, isparavanje, sorbenti, aeracija (oksidacija) i druge. Fizikalno-kemijske metode pročišćavanja otpadnih voda omogućuju uklanjanje svih topljivih fino raspršenih tvari iz tekućine. Kao rezultat, dobiva se industrijska voda, spremna za slanje u rezervoare. Pijenje ove tekućine nije preporučljivo.
- Dezinfekcija je završni korak. Najčešće metode su ultraljubičasto zračenje, ozoniranje, kloriranje.
U Rusiji je glavna metoda dezinfekcije 30-minutna izloženost kloru. U Europi je ova metoda već dugo zabranjena. Nakon pročišćavanja, voda se teoretski može piti, ali bolje je primijeniti dodatnu obradu: filtraciju kod kuće ili ključanje.
Odlaganje otpadnih voda
U nekim se slučajevima otpadne vode ne pročišćavaju, već zbrinjavaju. Za to se koristi metoda pečenja - jeftina i svestrana, kod koje prljavi odvodi padaju u upaljenu baklju. Voda isparava, a krutine izgaraju. Tako nastaju voda i ugljični dioksid. Nedostatak ove metode je što se za nju troše dodatni resursi goriva.
Otpadne vode uklanjaju se kemijskom metodom, postižući oborine, nakon čega se koriste druge kemikalije i talog se razgrađuje na jednostavne komponente. Ova se metoda koristi za pročišćavanje vode u proizvodnji sintetičkih polimera.
Standardi za pročišćavanje vode
Prema zakonu, prije nego što otpadna tekućina uđe u vodena tijela, mora se utvrditi prisutnost štetnih tvari. Za to se mjeri približna dopuštena razina onečišćenja, postavljaju se zahtjevi za način pročišćavanja tekućine.
Uzeti u obzir:
- teret na okoliš;
- dopušteni parametri zagađenja;
- količina otpadnih voda;
- učestalost emisija u vodna tijela.
Kapacitet uređaja za pročišćavanje mora odgovarati količini proizvedene otpadne vode.
Osnovne metode
Sustav za pročišćavanje otpadnih voda mora raditi na sveobuhvatan način kako bi se u potpunosti uklonile sve štetne i otrovne tvari. Upotreba bilo koje metode ne daje stopostotni rezultat.
Anaerobna bioremedijacija
Provodi se uz pomoć bakterija koje energiju dobivaju bez upotrebe kisika. Ovo je najisplativija opcija koja vam omogućuje da razinu pročišćavanja otpadnih voda dovedete do 90%.
Najučinkovitiji je sustav u domaćim kanalizacijskim instalacijama, gdje se ispuštaju fekalne tvari. Anaerobni mikroorganizmi dodaju se iz koncentrata koji se mogu kupiti u trgovini. Istodobno je moguće opremiti prihvat plina metana koji se oslobađa tijekom prerade organske tvari. Bioreaktor je dodatni plus metode. Da bi se dobio čisti plin koji može izgarati, mora se pročistiti od vlage i ugljičnog dioksida.
Takve složene instalacije koriste se u kućanstvima u kojima se uzgajaju životinje i ptice. Velikim količinama sirovina bioreaktor se isplati u roku od godinu dana, s obzirom na to da vlasnici koriste plin i prodaju organsko gnojivo.
Skladište u koje padaju primarni efluenti naziva se digestor. Na dnu se nalazi aktivni mulj, a to su granule - bakterijske zajednice. Mikroorganizmi se sporo razmnožavaju, pa je važno održavati optimalne uvjete za njihov opstanak. Temperatura bi trebala biti unutar 30 stupnjeva. U procesu rada postaje neophodno ispumpati neke od mikroorganizama. To se radi ručno ili pomoću kanalizacijskog stroja. Tvar je sigurna - može se koristiti za ishranu stoke ili kao gnojivo na lokaciji, jer sadrži veliku količinu minerala.
Nedostatak anaerobnog pročišćavanja je mala brzina procesa i potreba za dodatnim mjerama za uklanjanje organskih komponenata. Oprema je skupa, bakterije zahtijevaju stalno praćenje temperature okoliša.
Aerobno pročišćavanje otpadnih voda
Za nastavak čišćenja otpadna voda iz digestora šalje se u aeracijski spremnik u kojem aerobne bakterije nastavljaju s radom. Ovdje je postupak brži. Mikroorganizmi se aktivnije razmnožavaju zbog prisutnosti kisika.
Poželjno je da se anaerobne i aerobne metode koriste zajedno dok aerobi dovršavaju postupak biološkog tretmana.
Oprema je predstavljena otvorenim spremnicima - najčešće armiranobetonskim pravokutnim konstrukcijama, gdje ulazi tekućina, prethodno pročišćena od čvrste organske tvari. Da bi se povećala bakterijska populacija, potrebno je povećati koncentraciju kisika, što zahtijeva ugradnju dodatne opreme.
Postoje određeni zahtjevi za kvantitativni sastav bakterija. Na primjer, najjednostavniji organizmi jedu bakterije, eliminirajući stare stanice i jako obrasle određene populacije.
Nedostatak instalacije je visoka cijena. Također je potrebno pronaći prikladno mjesto za ugradnju oba spremnika.
Kemijske i fizikalno-kemijske metode
Kemijske metode najčešće se kombiniraju s mehaničkim, jer pojedinačno ne daju željeni stupanj pročišćavanja. Koriste se pripravci koji neutraliziraju štetne tvari ili ih oksidiraju u sigurne spojeve, koji se zatim hvataju mehaničkim filtrima ili uređajima.
Ako su efluenti zasićeni kiselim komponentama, dodaju im se alkalne tvari - vapno, hidroksidi, soda. Ako se isporučuju alkalne otpadne tekućine, tada se koriste kiseline - sumporne ili klorovodične. Kao rezultat, dolazi do taloženja u obliku soli. Za merenje kiselosti koristi se pH metar.
Ozoniranje je kemijska metoda pročišćavanja čija je bit oksidacija organskih tvari. Postupak je brz - velike mase vode mogu se pročistiti u kratkom vremenskom razdoblju.
Nedostatak metode je što je prije ozoniranja potrebno pročistiti od krutih velikih nečistoća, što se obično radi u digestorima i spremnicima za prozračivanje. Također, visoki troškovi energije za ovu tehnologiju i reagense koji su dizajnirani za određene ione, na primjer, željezo ili mangan.
Fizikalno-kemijske metode koriste se kada su u prethodno pročišćenoj tekućini prisutne ne samo topive, već i suspendirane čestice. Glavni su:
- Flotacija - pneumatska, tlačna, mehanička, električna. Kao rezultat interakcije mjehurića zraka i suspendiranih čestica nastaju flotacijski kompleksi koji u obliku pjene isplivaju na površinu i uklanjaju se u sljedećoj fazi.
- Metoda izmjene iona temelji se na zamjeni nekih čestica drugima. Čišćenje se vrši ionskim izmjenjivačima - tvarima poput sintetičkih smola.
Smola se mora regenerirati nakon nekoliko ciklusa nanošenja kako bi se uklonio onečišćeni sloj. Koriste se razne sheme čišćenja koje ovise o vrsti onečišćenja i koncentraciji štetnih tvari.
Mehaničke metode
Zamke za pijesak za pročišćavanje otpadnih voda odvajaju tekućine od čvrstih netopljivih čestica - troske, stakla, pijeska.
Za visokokvalitetno odvajanje potrebno je pravilno prilagoditi brzinu protoka tekućine kroz hvatač pijeska tako da čestice imaju vremena da se slegnu na dno.
Postavljanje uređaja za pročišćavanje
Za uređaje za pročišćavanje prikladna su ravna područja s niskom razinom podzemne vode kako bi se tekućina mogla završno očistiti u zemlji. U privatnim kućama ovo je zaplet skriven od znatiželjnih očiju. Poželjno je da mirisi koji se ponekad pojave tijekom razgradnje organske tvari ne dopiru do susjeda.
Obično se oprema odabire na temelju karakteristika mjesta i vrste tla. Na primjer, na ilovačama se tehnička otpadna voda slabo apsorbira i može doći do stagnacije.Stoga su instalirane drenažne komunikacije koje uklanjaju tekućinu s mjesta kroz cijevi.
Prema sanitarnim zahtjevima, kanalizacijski spremnik mora biti udaljen najmanje 50 metara od pojilišta. Oko filtracijske bušotine nalaze se polja za filtriranje u čijem se radijusu ne postavljaju bunari namijenjeni za pitku vodu.
Potrebno je držati udaljenost od ruba ceste - najmanje 3 metra. Ako postoji položeni električni kabel, kanalizacija se s njega uklanja za 1 metar. Od plinovoda - 1,5 metra.