Metode mecanice de tratare a apelor uzate

Apele uzate menajere și industriale devin mai devreme sau mai târziu în râuri și lacuri, ceea ce provoacă moartea organismelor vii, precum și a bacteriilor care utilizează reziduuri organice. Această problemă este relevantă pe scara Pământului. Infamul Pacific Garbage Patch conține peste 350 de milioane de tone de resturi - plastic, rășină, sticlă - care au ajuns acolo împreună cu curenții de pe țărmurile locuite. Este în continuă creștere și reprezintă o amenințare la adresa vieții tuturor vieților marine.

Urgența problemei

Apele uzate pot fi împărțite aproximativ în menajere și industriale. Gospodăria este rezultatul activității umane, produsele existenței sale. Acestea includ, în primul rând, sistemul de canalizare. Când intră în apă, scurgerile murdare reduc cantitatea de oxigen, contribuie la multiplicarea infecțiilor și a paraziților. Este extrem de periculos să consumi o astfel de apă.

Nivelul de tratare a apelor uzate depinde de calitatea echipamentelor care filtrează și dezinfectează masiv lichidul, readucându-l în corpurile de apă sau înapoi în sistemul de alimentare cu apă al orașului.

Deșeurile industriale sunt, de asemenea, periculoase. Acestea includ:

• ape reziduale de la întreprinderi, saturate cu toxine;
• scurgeri provenite din lucrări agricole care conțin fosfați, nitrați și alte minerale;
• ape reziduale cu deșeuri anorganice - nisip, particule de sol, săruri de metale grele.

Fluidul industrial este divizat în mod convențional:

• după gradul de efecte toxice;
• concentrația de substanțe periculoase;
• aciditate;
• compoziţie.

Substanțele sunt împărțite în conservatoare și neconservatoare. Primele nu reacționează cu alte componente, nu formează noi legături chimice. Sunt greu de îndepărtat - acestea sunt săruri de metale grele, elemente radioactive, fenoli și pesticide. Aceste substanțe practic nu se descompun. Componentele neconservatoare ale apei murdare pot fi, în timp, prelucrate printr-o metodă biologică - bacterii anaerobe - acestea sunt reziduuri organice.

Există multe modalități de tratare a apelor uzate. În funcție de ceea ce trebuie eliminat din apă, sunt utilizate anumite tehnologii. De exemplu, pentru a purifica un sistem de canalizare menajeră, este suficient să construiți un rezervor cu două camere și să porniți microorganisme anaerobe. În acest caz, apa este curățată cu 70% și intră în sol, unde continuă procesul de sedimentare a particulelor în suspensie și a materiei organice.

Pași de curățare

Pentru ca efluentul să poată fi descărcat în siguranță în rezervoare naturale, acesta este supus la patru tipuri de purificare în următoarea succesiune:

1. Mecanic. În acest stadiu, are loc separarea reziduurilor insolubile și a particulelor solide. Se folosesc diverse rețele, site, filtre, capcane pentru nisip, capcane pentru grăsimi. Lățimea găurilor din grătar este de maximum 1,5 cm. Tratarea mecanică a apelor uzate are, de asemenea, mai multe etape. După grătar, efluentul intră în capcana de nisip, unde sunt depuse particule solide fine, în principal nisip. Următoarea etapă este capcana pentru grăsimi. Grăsimea este mai ușoară decât apa, prin urmare se adună la suprafață, de unde intră într-un rezervor special și este îndepărtată.
2. Tipul biologic de curățare implică utilizarea diferitelor microorganisme, râme. Sunt capabili să elimine materia organică solubilă și să o transforme într-o substanță inofensivă. Se folosesc bacterii aerobe și anaerobe.Unele funcționează în prezența oxigenului, în timp ce altele nu au nevoie de el. În timpul fermentației anaerobe, metanul este eliberat - un gaz combustibil, care, după ce a fost obținut într-un bioreactor, este purificat și utilizat pentru nevoile casnice sau industriale.
3. Etapa fizico-chimică. Aici, particulele suspendate sunt îndepărtate, în principal prin lipirea lor în altele mai mari - coagulare. Există multe metode - flotație, centrifugă, evaporare, sorbanți, aerare (oxidare) și altele. Metodele fizico-chimice de tratare a apelor uzate permit eliminarea tuturor substanțelor solubile fin dispersate din lichid. Ca urmare, se obține apă industrială, gata să fie trimisă în rezervoare. Nu este recomandat să beți acest lichid.
4. Dezinfectarea este pasul final. Cele mai frecvente metode sunt iradierea cu ultraviolete, ozonarea, clorarea.

În Rusia, principala metodă de dezinfecție este expunerea la clor de 30 de minute. În Europa, această metodă a fost interzisă de mult timp. După purificare, apa poate fi teoretic băută, dar este mai bine să aplicați o prelucrare suplimentară: filtrare acasă sau fierbere.

Eliminarea apelor uzate

În unele cazuri, apele uzate nu sunt tratate, ci eliminate. Pentru aceasta, se folosește metoda de ardere - una ieftină și versatilă, în care scurgerile murdare cad într-o torță aprinsă. Apa se evaporă și solidele sunt arse. Aceasta produce apă și dioxid de carbon. Dezavantajul acestei metode este că se consumă resurse suplimentare de combustibil pentru aceasta.

Apele uzate sunt eliminate printr-o metodă chimică, obținându-se precipitații, după care sunt utilizate alte substanțe chimice și precipitatul este descompus în componente simple. Această metodă este utilizată pentru purificarea apei în producția de polimeri sintetici.

Standarde pentru purificarea apei

Prin lege, înainte ca lichidul rezidual să pătrundă în corpurile de apă, acesta trebuie identificat pentru prezența substanțelor nocive. Pentru aceasta, se măsoară nivelul aproximativ permis de contaminare, sunt stabilite cerințe pentru modul în care lichidul trebuie purificat.

Luat in considerare:

• povara asupra mediului;
• parametrii de poluare admisibili;
• cantitatea de apă uzată;
• frecvența emisiilor în corpurile de apă.

Capacitatea stației de epurare trebuie să corespundă volumului de apă uzată produsă.

Metode de bază

Sistemul de tratare a apelor uzate trebuie să funcționeze într-un mod cuprinzător pentru a elimina complet toate substanțele nocive și toxice. Utilizarea oricărei metode nu dă rezultate sută la sută.

Bioremediere anaerobă

Se efectuează cu ajutorul bacteriilor, care primesc energie fără utilizarea oxigenului. Aceasta este cea mai rentabilă opțiune, care vă permite să aduceți nivelul de epurare a apelor uzate până la 90%.

Cel mai eficient sistem este în instalațiile de canalizare menajere, unde se evacuează materii fecale. Microorganismele anaerobe sunt adăugate din concentrate care pot fi achiziționate de la magazin. În același timp, este posibil să se echipeze recepția gazului metan, care este eliberat în timpul procesării materiei organice. Bioreactorul este un plus suplimentar al metodei. Pentru a obține un gaz curat capabil să ardă, acesta trebuie purificat de umiditate și dioxid de carbon.

Astfel de instalații complexe sunt utilizate în gospodăriile în care sunt crescute animale și păsări. Cu volume mari de materii prime, bioreactorul se plătește singur în termen de un an, dat fiind că proprietarii folosesc gaz și vând îngrășăminte organice.

Depozitarea în care cad efluenții primari se numește digestor. În partea de jos există nămol activat, care este granule - comunități bacteriene. Microorganismele se înmulțesc încet, deci este important să menținem condiții optime pentru supraviețuirea lor. Temperatura ar trebui să fie în limita a 30 de grade. În procesul de lucru, devine necesară pomparea unor microorganisme. Acest lucru se face manual sau folosind un aparat de canalizare. Substanța este sigură - poate fi utilizată pentru hrănirea animalelor sau ca îngrășământ pe amplasament, deoarece conține o cantitate mare de minerale.

Dezavantajul purificării anaerobe este viteza redusă a proceselor și necesitatea unor măsuri suplimentare pentru îndepărtarea componentelor organice. Echipamentul este scump, bacteriile necesită o monitorizare constantă a temperaturii mediului.

Tratarea apelor uzate aerobe

Pentru a continua curățarea, apele uzate din digestor sunt trimise în rezervorul de aerare, în care bacteriile aerobe continuă să lucreze. Procesul este mai rapid aici. Microorganismele se înmulțesc mai activ datorită prezenței oxigenului.

Este de dorit ca metodele anaerobe și aerobe să fie utilizate împreună, deoarece aerobii completează procesul de tratament biologic.

Echipamentul este reprezentat de containere deschise - cel mai adesea structuri dreptunghiulare din beton armat, unde intră lichid, purificat anterior din materie organică solidă. Pentru a crește populația bacteriană, este necesară creșterea concentrației de oxigen, care necesită instalarea de echipamente suplimentare.

Există anumite cerințe pentru compoziția cantitativă a bacteriilor. De exemplu, cele mai simple organisme mănâncă bacterii, eliminând celulele vechi și supraaglomerând anumite populații.

Dezavantajul instalației este prețul ridicat. De asemenea, este necesar să găsiți un loc potrivit pentru instalarea ambelor tancuri.

Metode chimice și fizico-chimice

Metodele chimice sunt cel mai adesea combinate cu cele mecanice, deoarece individual nu oferă gradul dorit de purificare. Se utilizează preparate care neutralizează substanțele dăunătoare sau le oxidează în compuși siguri, care sunt apoi captați de filtre sau dispozitive mecanice.

Dacă efluenții sunt saturați cu componente acide, li se adaugă substanțe alcaline - var, hidroxizi, sodă. Dacă sunt furnizate lichide reziduale alcaline, atunci se folosesc acizi - sulfurici sau clorhidri. Ca urmare, precipitatele se obțin sub formă de săruri. Un pHmetru este utilizat pentru controlul acidității.

Ozonarea este o metodă chimică de purificare, a cărei esență este oxidarea materiei organice. Procesul este rapid - mase mari de apă pot fi purificate într-o perioadă scurtă de timp.

Dezavantajul metodei este că, înainte de ozonare, este necesară purificarea de impurități solide mari, care se face de obicei în digestoare și în rezervoarele de aerare. De asemenea, costurile energetice sunt ridicate pentru această tehnologie și reactivii care sunt proiectați pentru anumiți ioni, de exemplu, fier sau mangan.

Metodele fizico-chimice sunt utilizate atunci când nu numai solubile, ci și particulele în suspensie sunt prezente într-un lichid pre-purificat. Principalele sunt:

• Flotație - pneumatică, sub presiune, mecanică, electrică. Ca urmare a interacțiunii bulelor de aer și a particulelor suspendate, apar complexe de flotație, care plutesc la suprafață sub formă de spumă și sunt îndepărtate în etapa următoare.
• Metoda schimbului de ioni se bazează pe înlocuirea unor particule cu altele. Curățarea se efectuează cu schimbătoare de ioni - substanțe precum rășinile sintetice.

Rășina trebuie regenerată după mai multe cicluri de aplicare pentru a îndepărta stratul contaminat. Sunt utilizate diverse scheme de curățare, care depind de tipul de poluare și de concentrația substanțelor nocive.

Metode mecanice

Capcanele de nisip pentru tratarea apelor uzate separă lichidele de particulele solide insolubile - zgură, sticlă, nisip.

Pentru o separare de înaltă calitate, este necesar să reglați corect debitul lichidului prin capcana de nisip, astfel încât particulele să aibă timp să se așeze pe fund.

Amplasarea instalațiilor de tratament

Pentru stațiile de tratare, zonele plane cu un nivel scăzut al apei subterane sunt potrivite, astfel încât lichidul să poată fi supus curățării finale în sol. În casele private, acesta este un complot ascuns ochilor curioși. Este de dorit ca mirosurile care apar uneori în timpul descompunerii materiei organice să nu ajungă la vecini.

De obicei, echipamentul este selectat pe baza caracteristicilor amplasamentului și a tipului de sol. De exemplu, pe argile, apele uzate tehnice sunt slab absorbite și poate apărea stagnare.Prin urmare, sunt instalate comunicații de drenaj care elimină lichidul de pe amplasament prin conducte.

Conform cerințelor sanitare, rezervorul de canalizare trebuie să fie la cel puțin 50 de metri distanță de fântâna de băut. Există câmpuri de filtrare în jurul puțului de filtrare, în raza căruia nu sunt așezate puțuri destinate apei potabile.

Este necesar să păstrați distanța de la marginea drumului - cel puțin 3 metri. Dacă există un cablu electric așezat, canalizarea este îndepărtată cu 1 metru. De la conducta de gaz - 1,5 metri.