Métodos mecânicos de tratamento de águas residuais

As águas residuais domésticas e industriais mais cedo ou mais tarde chegam aos rios e lagos, o que causa a morte de organismos vivos, bem como de bactérias que utilizam resíduos orgânicos. Este problema é relevante na escala da Terra. A infame Mancha de Lixo do Pacífico contém mais de 350 milhões de toneladas de detritos - plástico, resina, vidro - que chegaram lá junto com as correntes de costas habitadas. Está em constante crescimento e representa uma ameaça à vida de toda a vida marinha.

A urgência do problema

As águas residuais podem ser divididas em domésticas e industriais. O lar é o resultado da atividade humana, o produto de sua existência. Isso inclui, em primeiro lugar, o sistema de esgoto. Quando entra na água, ralos sujos reduzem a quantidade de oxigênio, contribuem para a multiplicação de infecções e parasitas. É extremamente perigoso consumir essa água.

O nível de tratamento das águas residuais depende da qualidade do equipamento que filtra e desinfeta maciçamente o líquido, devolvendo-o aos corpos d'água ou de volta ao sistema de abastecimento de água da cidade.

Resíduos industriais também são perigosos. Esses incluem:

• águas residuais de empresas, saturadas de toxinas;
• escoamento de trabalhos agrícolas contendo fosfatos, nitratos e outros minerais;
• águas residuais com resíduos inorgânicos - areia, partículas de solo, sais de metais pesados.

O fluido industrial é convencionalmente dividido:

• pelo grau de efeitos tóxicos;
• concentração de substâncias perigosas;
• acidez;
• composição.

As substâncias são divididas em conservadoras e não conservadoras. Os primeiros não reagem com outros componentes, não formam novas ligações químicas. Eles são difíceis de remover - são sais de metais pesados, elementos radioativos, fenóis e pesticidas. Essas substâncias praticamente não se decompõem. Os componentes não conservadores da água suja podem, com o tempo, ser processados ​​por um método biológico - bactérias anaeróbias - são resíduos orgânicos.

Existem muitas maneiras de tratar as águas residuais. Dependendo do que precisa ser removido da água, certas tecnologias são utilizadas. Por exemplo, para purificar um sistema de esgoto doméstico, basta construir um tanque de duas câmaras e iniciar microorganismos anaeróbios. Nesse caso, a água é limpa em 70% e vai para o solo, onde continua o processo de sedimentação das partículas em suspensão e da matéria orgânica.

Etapas de limpeza

Para que o efluente possa ser despejado com segurança em reservatórios naturais, ele é submetido a quatro tipos de purificação na seguinte sequência:

1. Mecânico. Nesta fase, ocorre a separação dos resíduos insolúveis e das partículas sólidas. Várias grades, peneiras, filtros, caixas de areia, caixas de gordura são usadas. A largura dos furos na grelha é de no máximo 1,5 cm. O tratamento mecânico de efluentes também possui várias etapas. Após a grade, o efluente entra na caixa de areia, onde são depositadas partículas sólidas finas, principalmente areia. O próximo estágio é a armadilha de gordura. A gordura é mais leve que a água, portanto se acumula na superfície, de onde entra em um reservatório especial e é retirada.
2. O tipo biológico de limpeza envolve o uso de vários microorganismos, minhocas. Eles são capazes de descartar a matéria orgânica solúvel e transformá-la em uma substância inofensiva. Bactérias aeróbicas e anaeróbias são usadas.Alguns trabalham na presença de oxigênio, enquanto outros não precisam dele. Durante a fermentação anaeróbia, é liberado o metano - um gás combustível que, após ser obtido em um biorreator, é purificado e utilizado para necessidades domésticas ou industriais.
3. Estágio físico-químico. Aqui, as partículas suspensas são removidas, principalmente colando-as em outras maiores - coagulação. Existem muitos métodos - flotação, centrifugação, evaporação, sorventes, aeração (oxidação) e outros. Os métodos físico-químicos de tratamento de águas residuais permitem a remoção de todas as substâncias solúveis finamente dispersas do líquido. Com isso, obtém-se água industrial, pronta para ser enviada aos reservatórios. Beber este líquido não é recomendado.
4. A desinfecção é a etapa final. Os métodos mais comuns são irradiação ultravioleta, ozonização e cloração.

Na Rússia, o principal método de desinfecção é uma exposição de 30 minutos ao cloro. Na Europa, esse método foi proibido há muito tempo. Após a purificação, a água pode teoricamente ser bebida, mas é melhor aplicar um processamento adicional: filtração em casa ou fervura.

Eliminação de águas residuais

Em alguns casos, as águas residuais não são tratadas, mas sim eliminadas. Para isso, utiliza-se o método de queima - barato e versátil, em que ralos sujos caem em uma tocha acesa. A água evapora e os sólidos são queimados. Isso produz água e dióxido de carbono. A desvantagem desse método é que recursos adicionais de combustível são consumidos para ele.

A água residual é descartada por um método químico, obtendo-se a precipitação, após a qual outros produtos químicos são usados ​​e o precipitado é dividido em componentes simples. Este método é usado para purificar água na produção de polímeros sintéticos.

Padrões para purificação de água

Por lei, antes que o líquido residual entre em corpos d'água, ele deve ser identificado quanto à presença de substâncias nocivas. Para isso, o nível aproximado permitido de contaminação é medido, os requisitos são definidos para como o líquido deve ser purificado.

Levado em consideração:

• carga sobre o meio ambiente;
• parâmetros de poluição permitidos;
• a quantidade de águas residuais;
• frequência das emissões em corpos d'água.

A capacidade da estação de tratamento deve corresponder ao volume de esgoto produzido.

Métodos básicos

O sistema de tratamento de águas residuais deve funcionar de forma abrangente, a fim de remover completamente todas as substâncias nocivas e tóxicas. O uso de qualquer método não dá um resultado de cem por cento.

Biorremediação anaeróbia

É realizado com o auxílio de bactérias, que recebem energia sem o uso de oxigênio. Esta é a opção mais econômica, que permite aumentar o nível de tratamento de águas residuais para 90%.

O sistema mais eficaz é nas instalações de esgoto doméstico, onde a matéria fecal é descartada. Microrganismos anaeróbios são adicionados a partir de concentrados que podem ser adquiridos na loja. Ao mesmo tempo, é possível equipar a recepção do gás metano, que é liberado durante o processamento da matéria orgânica. O biorreator é uma vantagem adicional do método. Para obter um gás limpo capaz de queimar, ele deve ser purificado da umidade e do dióxido de carbono.

Essas instalações complexas são usadas em residências onde os animais e pássaros são criados. Com grandes volumes de matéria-prima, o biorreator se paga em um ano, já que os proprietários usam gás e vendem fertilizante orgânico.

O armazenamento onde caem os efluentes primários é denominado digestor. No fundo existe o lodo ativado, que são grânulos - comunidades bacterianas. Os microrganismos se multiplicam lentamente, por isso é importante manter as condições ideais para sua sobrevivência. A temperatura deve estar dentro de 30 graus. No processo de trabalho, torna-se necessário bombear alguns dos microrganismos. Isso é feito manualmente ou usando uma máquina de esgoto. A substância é segura - pode ser usada na alimentação do gado ou como fertilizante no local, pois contém uma grande quantidade de minerais.

A desvantagem da purificação anaeróbia é a baixa velocidade dos processos e a necessidade de medidas adicionais para remover os componentes orgânicos. O equipamento é caro, as bactérias exigem um monitoramento constante da temperatura do ambiente.

Tratamento aeróbio de águas residuais

Para continuar a limpeza, as águas residuais do digestor são enviadas para o tanque de aeração, no qual as bactérias aeróbias continuam a trabalhar. O processo é mais rápido aqui. Os microrganismos se multiplicam mais ativamente devido à presença de oxigênio.

É desejável que os métodos anaeróbio e aeróbio sejam usados ​​juntos, uma vez que os aeróbios completam o processo de tratamento biológico.

O equipamento é representado por recipientes abertos - na maioria das vezes estruturas retangulares de concreto armado, por onde entra o líquido, previamente purificado da matéria orgânica sólida. Para aumentar a população bacteriana, é necessário aumentar a concentração de oxigênio, o que requer a instalação de equipamentos adicionais.

Existem certos requisitos para a composição quantitativa das bactérias. Por exemplo, os organismos mais simples comem bactérias, eliminando células velhas e certas populações altamente crescidas.

A desvantagem da instalação é o preço alto. Também é necessário encontrar um local adequado para instalar os dois tanques.

Métodos químicos e físico-químicos

Os métodos químicos são mais frequentemente combinados com os mecânicos, uma vez que individualmente não proporcionam o grau de purificação desejado. São utilizadas preparações que neutralizam substâncias nocivas ou as oxidam em compostos seguros, que são então capturados por filtros ou dispositivos mecânicos.

Se os efluentes estiverem saturados com componentes ácidos, substâncias alcalinas são adicionadas a eles - cal, hidróxidos, soda. Se forem fornecidos resíduos líquidos alcalinos, são usados ​​ácidos - sulfúrico ou clorídrico. Como resultado, os precipitados são obtidos na forma de sais. Um medidor de pH é usado para controlar a acidez.

A ozonização é um método químico de purificação, cuja essência é a oxidação da matéria orgânica. O processo é rápido - grandes massas de água podem ser purificadas em um curto período de tempo.

A desvantagem do método é que antes da ozonização, é necessário purificar de grandes impurezas sólidas, o que geralmente é feito em digestores e tanques de aeração. Além disso, altos custos de energia para essa tecnologia e reagentes que são projetados para certos íons, por exemplo, ferro ou manganês.

Métodos físico-químicos são usados ​​quando não apenas solúveis, mas também partículas suspensas estão presentes em um líquido pré-purificado. Os principais são:

• Flotação - pneumática, pressão, mecânica, elétrica. Como resultado da interação de bolhas de ar e partículas suspensas, surgem complexos de flotação, que flutuam para a superfície na forma de espuma e são removidos no estágio seguinte.
• O método de troca iônica é baseado na substituição de algumas partículas por outras. A limpeza é feita com trocadores de íons - substâncias como resinas sintéticas.

A resina deve ser regenerada após vários ciclos de aplicação para remover a camada contaminada. Vários esquemas de limpeza são usados, que dependem do tipo de poluição e da concentração de substâncias nocivas.

Métodos mecânicos

Armadilhas de areia para tratamento de águas residuais separam líquidos de partículas sólidas insolúveis - escória, vidro, areia.

Para uma separação de alta qualidade, é necessário ajustar corretamente a vazão do líquido no coletor de areia para que as partículas tenham tempo de se depositar no fundo.

Colocação de instalações de tratamento

Para estações de tratamento, áreas planas com baixo nível do lençol freático são adequadas para que o líquido possa sofrer a limpeza final do solo. Em casas particulares, esse é um terreno escondido de olhares indiscretos. É desejável que os odores que às vezes aparecem durante a decomposição da matéria orgânica não cheguem aos vizinhos.

Normalmente, o equipamento é selecionado com base nas características do local e no tipo de solo. Por exemplo, em lamas, as águas residuais técnicas são mal absorvidas e pode ocorrer estagnação.Portanto, são instaladas comunicações de drenagem, que removem o líquido do local por meio de tubulações.

De acordo com as exigências sanitárias, a caixa de esgoto deve ficar a pelo menos 50 metros de distância do poço potável. Existem campos de filtração em torno do poço de filtração, dentro do raio dos quais não são colocados poços destinados à água potável.

É necessário manter a distância da beira da estrada - pelo menos 3 metros. Se houver um cabo elétrico colocado, o esgoto é removido dele em 1 metro. Do gasoduto - 1,5 metros.