Mechanické metódy čistenia odpadových vôd

Domáce a priemyselné odpadové vody sa skôr alebo neskôr dostanú do riek a jazier, čo spôsobí smrť živých organizmov, ako aj baktérií, ktoré využívajú organické zvyšky. Tento problém je relevantný z hľadiska rozsahu Zeme. Neslávne známa oblasť Pacific Garbage Patch obsahuje viac ako 350 miliónov ton trosiek - plastov, živíc, skla - ktoré sa tam dostali spolu s prúdmi z obývaných brehov. Neustále rastie a predstavuje hrozbu pre život celého morského života.

Naliehavosť problému

Odpadové vody možno zhruba rozdeliť na domáce a priemyselné. Domácnosť je výsledkom ľudskej činnosti, produktom jeho existencie. Patria sem predovšetkým stočné. Keď sa dostane do vody, špinavé odtoky znižujú množstvo kyslíka, prispievajú k množeniu infekcií a parazitov. Konzumovať takúto vodu je mimoriadne nebezpečné.

Úroveň čistenia odpadových vôd závisí od kvality zariadení, ktoré masívne filtrujú a dezinfikujú kvapalinu a vracajú ju späť do vodných útvarov alebo späť do vodovodu v meste.

Nebezpečný je aj priemyselný odpad. Tie obsahujú:

• odpadová voda z podnikov, nasýtená toxínmi;
• odtok z poľnohospodárskych prác obsahujúcich fosfáty, dusičnany a iné minerály;
• odpadová voda s anorganickým odpadom - piesok, častice pôdy, soli ťažkých kovov.

Priemyselná kvapalina sa bežne delí:

• stupňom toxických účinkov;
• koncentrácia nebezpečných látok;
• kyslosť;
• zloženie.

Látky sa delia na konzervatívne a nekonzervatívne. Prvé nereagujú s inými zložkami, nevytvárajú nové chemické väzby. Je ťažké ich odstrániť - sú to soli ťažkých kovov, rádioaktívne prvky, fenoly a pesticídy. Tieto látky sa prakticky nerozkladajú. Nekonzervatívne zložky špinavej vody je možné časom spracovať biologickou metódou - anaeróbne baktérie - to sú organické zvyšky.

Existuje mnoho spôsobov, ako čistiť odpadové vody. Podľa toho, čo je potrebné z vody odstrániť, sa používajú určité technológie. Napríklad na čistenie domácej kanalizácie stačí postaviť dvojkomorovú nádrž a naštartovať anaeróbne mikroorganizmy. V tomto prípade je voda vyčistená o 70% a ide do pôdy, kde pokračuje proces sedimentácie suspendovaných častíc a organických látok.

Kroky čistenia

Aby bolo možné bezpečne odvádzať odpadovú vodu do prírodných nádrží, podrobuje sa štyrom typom čistenia v nasledujúcom poradí:

1. Mechanický. V tomto štádiu dochádza k separácii nerozpustných zvyškov a pevných častíc. Používajú sa rôzne mriežky, sitá, filtre, lapače piesku, lapače tukov. Šírka otvorov v rošte je maximálne 1,5 cm.Mechanické čistenie odpadových vôd má tiež niekoľko stupňov. Za roštom odpadová voda vstupuje do lapača piesku, kde sa ukladajú jemné pevné častice, hlavne piesok. Ďalšou etapou je lapač tukov. Tuk je ľahší ako voda, preto sa zhromažďuje na povrchu, odkiaľ vstupuje do špeciálneho zásobníka a je odstránený.
2. Biologický typ čistenia spočíva v použití rôznych mikroorganizmov, dážďoviek. Sú schopní sa zbaviť rozpustnej organickej hmoty a zmeniť ju na neškodnú látku. Používajú sa aeróbne a anaeróbne baktérie.Niektoré pracujú v prítomnosti kyslíka, iné ho zase nepotrebujú. Pri anaeróbnej fermentácii sa uvoľňuje metán - horľavý plyn, ktorý sa po získaní v bioreaktore vyčistí a použije na domáce alebo priemyselné účely.
3. Fyzikálnochemické štádium. Tu sa odstraňujú suspendované častice hlavne ich lepením do väčších - koaguláciou. Existuje veľa metód - flotácia, centrifúga, odparovanie, sorbenty, aerácia (oxidácia) a ďalšie. Fyzikálno-chemické metódy čistenia odpadových vôd umožňujú odstránenie všetkých rozpustných jemne dispergovaných látok z kvapaliny. Vďaka tomu sa získa priemyselná voda pripravená na odovzdanie do zásobníkov. Pitie tejto tekutiny sa neodporúča.
4. Posledným krokom je dezinfekcia. Najbežnejšími metódami sú ultrafialové ožarovanie, ozonizácia, chlórovanie.

V Rusku je hlavnou dezinfekčnou metódou 30-minútové vystavenie chlóru. V Európe je táto metóda dlho zakázaná. Po vyčistení sa voda môže teoreticky napiť, ale je lepšie použiť ďalšie spracovanie: domácu filtráciu alebo varenie.

Likvidácia odpadovej vody

V niektorých prípadoch sa odpadové vody nečistia, ale zneškodňujú. Na tento účel sa používa metóda vypaľovania - lacná a všestranná, pri ktorej špinavé odtoky spadajú do zapálenej baterky. Voda sa odparí a pevné látky sa spália. Tak vzniká voda a oxid uhličitý. Nevýhodou tejto metódy je, že sa na ňu spotrebovávajú ďalšie zdroje paliva.

Odpadová voda sa likviduje chemickou metódou, pri ktorej sa dosahuje zrážanie, potom sa používajú ďalšie chemikálie a zrazenina sa štiepi na jednoduché zložky. Táto metóda sa používa na čistenie vody pri výrobe syntetických polymérov.

Normy na čistenie vody

Podľa zákona musí byť odpadová kvapalina pred vstupom do vodných útvarov identifikovaná na prítomnosť škodlivých látok. Za týmto účelom sa meria približná prípustná úroveň kontaminácie, stanovujú sa požiadavky na to, ako sa musí kvapalina čistiť.

Berie sa do úvahy:

• zaťaženie životného prostredia;
• prípustné parametre znečistenia;
• množstvo odpadovej vody;
• frekvencia emisií do vodných útvarov.

Kapacita čistiarne musí zodpovedať objemu vyprodukovanej odpadovej vody.

Základné metódy

Systém čistenia odpadových vôd musí fungovať komplexne, aby sa úplne odstránili všetky škodlivé a toxické látky. Použitie ktorejkoľvek z týchto metód neposkytuje stopercentný výsledok.

Anaeróbna bioremediacia

Vykonáva sa pomocou baktérií, ktoré prijímajú energiu bez použitia kyslíka. Toto je cenovo najefektívnejšia možnosť, ktorá vám umožní dosiahnuť úroveň čistenia odpadových vôd až o 90%.

Najefektívnejší systém je v domácich kanalizáciách, kde sa vypúšťajú fekálne látky. Anaeróbne mikroorganizmy sa pridávajú z koncentrátov, ktoré je možné zakúpiť v obchode. Zároveň je možné vybaviť príjem plynného metánu, ktorý sa uvoľňuje pri spracovaní organických látok. Bioreaktor je ďalším plusom metódy. Aby sa získal čistý plyn schopný horenia, musí sa vyčistiť od vlhkosti a oxidu uhličitého.

Takéto zložité zariadenia sa používajú v domácnostiach, kde sa chovajú zvieratá a vtáky. Pri veľkom objeme surovín sa bioreaktor do roka vráti, pretože majitelia používajú plyn a predávajú organické hnojivá.

Sklad, do ktorého spadajú primárne odpadové vody, sa nazýva digestor. Na dne sa nachádza aktivovaný kal, ktorým sú granuly - bakteriálne spoločenstvá. Mikroorganizmy sa množia pomaly, preto je dôležité udržiavať optimálne podmienky pre ich prežitie. Teplota by mala byť do 30 stupňov. V procese práce je potrebné vyčerpať niektoré mikroorganizmy. Toto sa vykonáva ručne alebo pomocou kanalizačného stroja. Látka je bezpečná - môže sa použiť na kŕmenie hospodárskych zvierat alebo ako hnojivo na danom mieste, pretože obsahuje veľké množstvo minerálov.

Nevýhodou anaeróbneho čistenia je nízka rýchlosť procesov a potreba ďalších opatrení na odstránenie organických zložiek. Zariadenie je drahé, baktérie vyžadujú neustále sledovanie teploty prostredia.

Aeróbne čistenie odpadových vôd

Na pokračovanie v čistení sa odpadová voda z digestora odvádza do prevzdušňovacej nádrže, v ktorej naďalej pôsobia aeróbne baktérie. Proces je tu rýchlejší. Mikroorganizmy sa aktívnejšie množia vďaka prítomnosti kyslíka.

Je žiaduce, aby sa anaeróbne a aeróbne metódy používali spoločne, keď aeróby dokončia proces biologického čistenia.

Zariadenie predstavuje otvorené kontajnery - najčastejšie železobetónové obdĺžnikové konštrukcie, kam sa dostáva tekutina predtým vyčistená od tuhej organickej hmoty. Na zvýšenie bakteriálnej populácie je potrebné zvýšiť koncentráciu kyslíka, čo si vyžaduje inštaláciu dodatočného vybavenia.

Existujú určité požiadavky na kvantitatívne zloženie baktérií. Napríklad najjednoduchšie organizmy požierajú baktérie, eliminujú staré bunky a vysoko prerastajú určité populácie.

Nevýhodou inštalácie je vysoká cena. Je tiež potrebné nájsť vhodné miesto na inštaláciu oboch nádrží.

Chemické a fyzikálnochemické metódy

Chemické metódy sa najčastejšie kombinujú s mechanickými metódami, pretože jednotlivo neposkytujú požadovaný stupeň čistenia. Používajú sa prípravky, ktoré neutralizujú škodlivé látky alebo ich oxidujú na bezpečné zlúčeniny, ktoré sa potom zachytávajú pomocou mechanických filtrov alebo zariadení.

Ak sú odtoky nasýtené kyslými zložkami, pridávajú sa k nim alkalické látky - vápno, hydroxidy, sóda. Ak sa dodávajú alkalické odpadové kvapaliny, používajú sa kyseliny - sírová alebo chlorovodíková. Vďaka tomu sa získajú zrazeniny vo forme solí. Na kontrolu kyslosti sa používa pH meter.

Ozonácia je chemická metóda čistenia, ktorej podstatou je oxidácia organických látok. Proces je rýchly - veľké množstvá vody sa dajú vyčistiť v krátkom časovom období.

Nevýhodou metódy je, že pred ozonizáciou je potrebné vyčistiť od pevných veľkých nečistôt, čo sa zvyčajne vykonáva v digestoroch a prevzdušňovacích nádržiach. Tiež vysoké náklady na energiu pre túto technológiu a činidlá určené pre určité ióny, napríklad pre železo alebo mangán.

Fyzikálnochemické metódy sa používajú, keď sú v predčistenej kvapaline prítomné nielen rozpustné, ale aj suspendované častice. Hlavné sú:

• Flotácia - pneumatická, tlaková, mechanická, elektrická. V dôsledku interakcie vzduchových bublín a suspendovaných častíc vznikajú flotačné komplexy, ktoré vyplávajú na povrch vo forme peny a v ďalšom štádiu sa odstraňujú.
• Metóda iónovej výmeny je založená na nahradení niektorých častíc inými. Čistenie sa vykonáva iónomeničmi - látkami, ako sú syntetické živice.

Živica musí byť po niekoľkých cykloch nanášania regenerovaná, aby sa odstránila kontaminovaná vrstva. Používajú sa rôzne schémy čistenia, ktoré závisia od typu znečistenia a koncentrácie škodlivých látok.

Mechanické metódy

Lapače piesku na čistenie odpadových vôd oddeľujú kvapaliny od pevných nerozpustných častíc - troska, sklo, piesok.

Pre vysoko kvalitné oddelenie je potrebné správne nastaviť prietok kvapaliny cez lapač piesku tak, aby častice mali čas usadiť sa na dne.

Umiestnenie zariadení na ošetrenie

Pre čistiarne sú vhodné rovné plochy s nízkou hladinou spodnej vody, aby mohla byť kvapalina podrobená záverečnému čisteniu v zemi. V súkromných domoch je to pozemok skrytý pred zvedavými očami. Je žiaduce, aby sa pachy, ktoré sa niekedy objavia počas rozkladu organických látok, nedostali k susedom.

Zvyčajne sa zariadenie vyberá na základe charakteristík lokality a typu pôdy. Napríklad na hlinách sa technická odpadová voda zle absorbuje a môže dôjsť k stagnácii.Preto sú nainštalované drenážne komunikácie, ktoré odstraňujú kvapalinu z miesta potrubím.

Podľa sanitárnych požiadaviek musí byť kanalizačná nádrž vzdialená od pitnej studne najmenej 50 metrov. Okolo filtračnej studne sú filtračné polia, v ktorých okruhu nie sú uložené studne určené na pitnú vodu.

Je potrebné dodržať vzdialenosť od okraja vozovky - minimálne 3 metre. Ak je položený elektrický kábel, kanalizácia sa z neho odstráni o 1 meter. Z plynovodu - 1,5 metra.