Mechanische methoden voor afvalwaterzuivering

Huishoudelijk en industrieel afvalwater komt vroeg of laat in rivieren en meren terecht, wat de dood van levende organismen veroorzaakt, evenals bacteriën die organische resten gebruiken. Dit probleem is relevant op de schaal van de aarde. De beruchte Pacific Garbage Patch bevat meer dan 350 miljoen ton puin - plastic, hars, glas - dat daar is terechtgekomen samen met stromingen van bewoonde kusten. Het groeit voortdurend en vormt een bedreiging voor het leven van al het zeeleven.

De urgentie van het probleem

Afvalwater kan grofweg worden onderverdeeld in huishoudelijk en industrieel. Het huishouden is het resultaat van menselijke activiteit, de producten van zijn bestaan. Deze omvatten in de eerste plaats de riolering. Wanneer het in het water komt, verminderen vuile afvoeren de hoeveelheid zuurstof en dragen ze bij aan de vermenigvuldiging van infecties en parasieten. Het is uiterst gevaarlijk om dergelijk water te consumeren.

Het niveau van afvalwaterzuivering hangt af van de kwaliteit van apparatuur die vloeistof massaal filtert en desinfecteert, en deze terugvoert naar waterlichamen of terug naar het watervoorzieningssysteem van de stad.

Ook industrieel afval is gevaarlijk. Waaronder:

• afvalwater van bedrijven, verzadigd met gifstoffen;
• afspoeling van landbouwwerkzaamheden die fosfaten, nitraten en andere mineralen bevatten;
• afvalwater met anorganisch afval - zand, gronddeeltjes, zouten van zware metalen.

Industriële vloeistof is conventioneel verdeeld:

• door de mate van toxische effecten;
• concentratie van gevaarlijke stoffen;
• zuurgraad;
• samenstelling.

Stoffen zijn onderverdeeld in conservatief en niet-conservatief. De eerste reageren niet met andere componenten, vormen geen nieuwe chemische bindingen. Ze zijn moeilijk te verwijderen - dit zijn zouten van zware metalen, radioactieve elementen, fenolen en pesticiden. Deze stoffen ontleden praktisch niet. Niet-conservatieve componenten van vuil water kunnen na verloop van tijd biologisch worden verwerkt - anaërobe bacteriën - dit zijn organische reststoffen.

Er zijn veel manieren om afvalwater te behandelen. Afhankelijk van wat er uit het water moet worden gehaald, worden bepaalde technieken gebruikt. Om bijvoorbeeld een huishoudelijk rioleringssysteem te reinigen, volstaat het om een ​​​​tank met twee kamers te bouwen en anaërobe micro-organismen te starten. In dit geval wordt water voor 70% gezuiverd en gaat het de grond in, waar het sedimentatieproces van zwevende deeltjes en organisch materiaal doorgaat.

Reinigingsstappen

Om het effluent veilig te kunnen lozen in natuurlijke reservoirs, wordt het onderworpen aan vier soorten zuivering in de volgende volgorde:

1. Mechanisch. In dit stadium vindt de scheiding van onoplosbare resten en vaste deeltjes plaats. Er worden verschillende roosters, zeven, filters, zandvangers, vetvangers gebruikt. De breedte van de gaten in het rooster is maximaal 1,5 cm Ook de mechanische afvalwaterzuivering kent meerdere fasen. Na het rooster komt het effluent in de zandvanger, waar fijne vaste deeltjes, voornamelijk zand, worden afgezet. De volgende fase is de vetvanger. Vet is lichter dan water, daarom verzamelt het zich op het oppervlak, van waaruit het een speciaal reservoir binnengaat en wordt verwijderd.
2. Het biologische type reiniging omvat het gebruik van verschillende micro-organismen, regenwormen. Ze zijn in staat om oplosbaar organisch materiaal af te voeren en om te zetten in een onschadelijke stof. Er wordt gebruik gemaakt van aerobe en anaerobe bacteriën.Sommige werken in aanwezigheid van zuurstof, terwijl andere het niet nodig hebben. Tijdens anaërobe fermentatie komt methaan vrij - een brandbaar gas dat, nadat het in een bioreactor is verkregen, wordt gezuiverd en gebruikt voor huishoudelijke of industriële behoeften.
3. Fysisch-chemisch stadium. Hier worden zwevende deeltjes verwijderd, voornamelijk door ze in grotere te lijmen - coagulatie. Er zijn veel methoden - flotatie, centrifuge, verdamping, sorptiemiddelen, beluchting (oxidatie) en andere. Fysisch-chemische methoden van afvalwaterzuivering maken het mogelijk om alle oplosbare fijn verdeelde stoffen uit de vloeistof te verwijderen. Als resultaat wordt industrieel water verkregen, klaar om naar reservoirs te worden gestuurd. Het drinken van deze vloeistof wordt niet aanbevolen.
4. Desinfectie is de laatste stap. De meest gebruikelijke methoden zijn ultraviolette bestraling, ozonisatie, chlorering.

In Rusland is de belangrijkste desinfectiemethode een blootstelling van 30 minuten aan chloor. In Europa is deze methode al lang verboden. Na zuivering kan het water in theorie worden gedronken, maar het is beter om aanvullende verwerking toe te passen: filtratie thuis of koken.

Afvalwaterafvoer

In sommige gevallen wordt afvalwater niet gezuiverd, maar afgevoerd. Hiervoor wordt de stookmethode gebruikt - een goedkope en veelzijdige, waarbij vuile afvoeren in een brandende fakkel vallen. Het water verdampt en de vaste stoffen worden verbrand. Hierbij komt water en koolstofdioxide vrij. Het nadeel van deze methode is dat er extra brandstofbronnen voor worden verbruikt.

Afvalwater wordt chemisch afgevoerd, waardoor neerslag ontstaat, waarna andere chemicaliën worden gebruikt en het neerslag wordt afgebroken tot eenvoudige componenten. Deze methode wordt gebruikt om water te zuiveren bij de productie van synthetische polymeren.

Normen voor waterzuivering

Voordat afvalvloeistof in waterlichamen terechtkomt, moet deze wettelijk worden geïdentificeerd op de aanwezigheid van schadelijke stoffen. Hiervoor wordt bij benadering de toelaatbare verontreiniging gemeten, er worden eisen gesteld aan hoe de vloeistof moet worden gezuiverd.

Rekening mee gehouden:

• belasting van het milieu;
• toegestane vervuilingsparameters;
• de hoeveelheid afvalwater;
• frequentie van emissies naar waterlichamen.

De capaciteit van de zuiveringsinstallatie moet overeenkomen met de hoeveelheid geproduceerd afvalwater.

Basismethoden

Het afvalwaterzuiveringssysteem moet integraal werken om alle schadelijke en giftige stoffen volledig te verwijderen. Het gebruik van één methode geeft geen honderd procent resultaat.

Anaërobe bioremediatie

Het wordt uitgevoerd met behulp van bacteriën, die energie ontvangen zonder het gebruik van zuurstof. Dit is de meest kosteneffectieve optie, waarmee u het niveau van afvalwaterzuivering tot 90% kunt brengen.

Het meest effectieve systeem is in huishoudelijke rioleringsinstallaties, waar ontlasting wordt geloosd. Anaërobe micro-organismen worden toegevoegd uit concentraten die in de winkel te koop zijn. Tegelijkertijd is het mogelijk om de ontvangst van methaangas uit te rusten, dat vrijkomt bij de verwerking van organisch materiaal. De bioreactor is een extra pluspunt van de methode. Om een ​​schoon gas te verkrijgen dat kan branden, moet het worden gezuiverd van vocht en kooldioxide.

Dergelijke complexe installaties worden gebruikt in huishoudens waar dieren en vogels worden grootgebracht. Bij grote hoeveelheden grondstoffen betaalt de bioreactor zichzelf binnen een jaar terug, aangezien de eigenaren gas gebruiken en organische mest verkopen.

De opslag waar de primaire effluenten vallen, wordt de vergister genoemd. Aan de onderkant bevindt zich actief slib, dat zijn korrels - bacteriële gemeenschappen. Micro-organismen vermenigvuldigen zich langzaam, dus het is belangrijk om optimale omstandigheden te behouden om te overleven. De temperatuur moet binnen 30 graden zijn. Tijdens het werk wordt het noodzakelijk om enkele micro-organismen eruit te pompen. Dit gebeurt handmatig of met een rioolmachine. De stof is veilig - het kan worden gebruikt voor het voeren van vee of als meststof op de site, omdat het een grote hoeveelheid mineralen bevat.

Het nadeel van anaërobe zuivering is de lage snelheid van de processen en de noodzaak van aanvullende maatregelen om organische componenten te verwijderen. Apparatuur is duur, bacteriën vereisen constante monitoring van de temperatuur van de omgeving.

Aërobe afvalwaterzuivering

Om door te gaan met reinigen wordt afvalwater van de vergister naar de beluchtingstank gestuurd, waarin aerobe bacteriën blijven werken. Het proces is hier sneller. Micro-organismen vermenigvuldigen zich actiever door de aanwezigheid van zuurstof.

Het is wenselijk dat anaërobe en aerobe methoden samen worden gebruikt, aangezien aeroben het biologische behandelingsproces voltooien.

De apparatuur wordt weergegeven door open containers - meestal rechthoekige constructies van gewapend beton, waar vloeistof, eerder gezuiverd van vast organisch materiaal, in terechtkomt. Om de bacteriële populatie te vergroten, is het noodzakelijk om de zuurstofconcentratie te verhogen, wat de installatie van extra apparatuur vereist.

Er zijn bepaalde eisen aan de kwantitatieve samenstelling van bacteriën. De eenvoudigste organismen eten bijvoorbeeld bacteriën, waardoor oude cellen en sterk overgroeide bepaalde populaties worden geëlimineerd.

Het nadeel van de installatie is de hoge prijs. Het is ook noodzakelijk om een ​​geschikte plaats te vinden om beide tanks te installeren.

Chemische en fysisch-chemische methoden

Chemische methoden worden meestal gecombineerd met mechanische, omdat ze afzonderlijk niet de gewenste mate van zuivering geven. Er worden preparaten gebruikt die schadelijke stoffen neutraliseren of oxideren tot veilige verbindingen, die vervolgens worden opgevangen door mechanische filters of apparaten.

Als het afvalwater verzadigd is met zure componenten, worden er alkalische stoffen aan toegevoegd - kalk, hydroxiden, soda. Als alkalische afvalvloeistoffen worden geleverd, worden zuren gebruikt - zwavelzuur of zoutzuur. Als resultaat worden precipitaten verkregen in de vorm van zouten. Een pH-meter wordt gebruikt om de zuurgraad te controleren.

Ozonering is een chemische zuiveringsmethode, waarvan de essentie de oxidatie van organisch materiaal is. Het proces is snel - grote hoeveelheden water kunnen in korte tijd worden gezuiverd.

Het nadeel van de methode is dat vóór ozonisatie het nodig is om te zuiveren van vaste grote onzuiverheden, wat meestal wordt gedaan in vergisters en beluchtingstanks. Ook zijn de energiekosten hoog voor deze technologie en reagentia die zijn ontworpen voor bepaalde ionen, bijvoorbeeld ijzer of mangaan.

Fysisch-chemische methoden worden gebruikt wanneer niet alleen oplosbare, maar ook zwevende deeltjes aanwezig zijn in een voorgezuiverde vloeistof. De belangrijkste zijn:

• Flotatie - pneumatisch, druk, mechanisch, elektrisch. Door de interactie van luchtbellen en zwevende deeltjes ontstaan ​​flotatiecomplexen, die in de vorm van schuim naar de oppervlakte drijven en in de volgende fase worden verwijderd.
• De ionenuitwisselingsmethode is gebaseerd op de vervanging van sommige deeltjes door andere. Reiniging gebeurt met ionenwisselaars - stoffen zoals kunstharsen.

De hars moet na meerdere applicatiecycli worden geregenereerd om de verontreinigde laag te verwijderen. Er worden verschillende reinigingsschema's gebruikt, die afhankelijk zijn van het soort vervuiling en de concentratie van schadelijke stoffen.

Mechanische methoden:

Zandvangers voor afvalwaterbehandeling scheiden vloeistoffen van vaste onoplosbare deeltjes - slakken, glas, zand.

Voor een hoogwaardige scheiding is het noodzakelijk om het debiet van de vloeistof door de zandvanger correct af te stellen, zodat de deeltjes de tijd krijgen om naar de bodem te zakken.

Plaatsing van behandelfaciliteiten

Voor zuiveringsinstallaties zijn vlakke gebieden met een lage grondwaterstand geschikt, zodat de vloeistof een eindreiniging in de grond kan ondergaan. In particuliere huizen is dit een perceel verborgen voor nieuwsgierige blikken. Het is wenselijk dat de geuren die soms verschijnen tijdens de afbraak van organisch materiaal de buren niet bereiken.

Meestal wordt de apparatuur geselecteerd op basis van de kenmerken van de locatie en het type grond. Op leem bijvoorbeeld wordt technisch afvalwater slecht opgenomen en kan stagnatie optreden.Daarom worden drainagecommunicatie geïnstalleerd die vloeistof via leidingen van de site verwijdert.

Volgens sanitaire eisen moet de riooltank minimaal 50 meter verwijderd zijn van de drinkput. Rond de filtratieput bevinden zich filtratievelden, binnen de straal waarvan geen putten voor drinkwater worden aangelegd.

Het is noodzakelijk om de afstand tot de rand van de weg te behouden - minimaal 3 meter. Als er een elektrische kabel is gelegd, wordt het riool met 1 meter verwijderd. Van de gasleiding - 1,5 meter.