Els efluents domèstics i industrials tard o d’hora cauen en rius i llacs, que provoquen la mort d’organismes vius, així com bacteris que utilitzen residus orgànics. Aquest problema és rellevant a escala global. El famós lloc d'escombraries del Pacífic conté més de 350 milions de tones d'escombraries - plàstic, resina, vidre, que s'hi amunten amb corrents de ribes poblades. Està en constant creixement i representa una amenaça per a la vida de tots els habitants marins.
Urgència del problema
Les aigües residuals es poden dividir en industrials i domèstiques. Llar: aquest és el resultat de les activitats humanes, productes de la seva existència. Aquests inclouen principalment aigües residuals. Quan entra a l’aigua, els desguassos bruts redueixen la quantitat d’oxigen, contribueixen a la multiplicació de la infecció, paràsits. Menjar aquesta aigua és extremadament perillós.
El nivell de tractament de les aigües residuals depèn de la qualitat dels equips que filtren i desinfecten massivament el líquid, retornant-lo a les masses d'aigua o tornant al sistema d'abastament d'aigua de la ciutat.
Els residus industrials també són perillosos. Això inclou:
- les aigües residuals de les empreses saturades de toxines;
- efluents després de treballs agrícoles que contenen fosfats, nitrats i altres minerals;
- aigües residuals amb residus inorgànics: sorra, partícules del sòl, sals de metalls pesants.
El líquid industrial està dividit condicionalment:
- segons el grau d’efectes tòxics;
- concentracions de substàncies perilloses;
- acidesa;
- composició.
Les substàncies es divideixen en conservadores i no conservadores. Els primers no reaccionen amb altres components, no formen nous enllaços químics. Són difícils d’eliminar: es tracta de sals de metalls pesants, elements radioactius, fenols i pesticides. Aquestes substàncies pràcticament no es descomponen. Els components no conservadors de l’aigua bruta es poden processar amb el temps pel mètode biològic (bacteris anaerobis): es tracta de residus orgànics.
Hi ha moltes maneres de tractar les aigües residuals. En funció del que s’ha de treure de l’aigua, s’utilitzen determinades tecnologies. Per exemple, per netejar el sistema d’aigües residuals domèstiques, n’hi ha prou amb construir un dipòsit de dues cambres i llançar microorganismes anaerobis. L’aigua en aquest cas es neteja un 70% i s’endinsa al sòl, on continua el procés de sedimentació de partícules en suspensió i orgànics.
Etapes de la neteja
Perquè els desguassos es puguin drenar de forma segura als embassaments naturals, se sotmet a quatre tipus de tractament a la següent seqüència:
- Mecànic En aquesta fase es produeix la separació de residus insolubles i partícules sòlides. S'utilitzen diverses reixes, pantalles, filtres, trampes de sorra, trampes de greix. L’amplada dels forats de la reixa és d’un màxim d’1,5 cm. El tractament mecànic de les aigües residuals també té diverses etapes. Després de la reixa, els efluents cauen a la trampa de sorra, on es dipositen petites partícules sòlides, principalment sorra. La següent etapa és la trampa per greix. El greix és més lleuger que l’aigua, per tant es recull a la superfície, des d’on entra en un dipòsit especial i s’elimina.
- El tipus de tractament biològic implica l’ús de diversos microorganismes, cucs de terra. Són capaços d’utilitzar matèria orgànica soluble i convertir-la en una substància segura. S'utilitzen bacteris aeròbics i anaerobis. Alguns treballen en presència d’oxigen, mentre que d’altres no en necessiten. Durant la fermentació anaeròbica, s’allibera metà, un gas combustible que, després de la recepció al bioreactor, es purifica i s’utilitza per a necessitats domèstiques o industrials.
- Estadi fisicoquímic.Aquí es produeix l’eliminació de partícules en suspensió, principalment mitjançant l’enganxament a altres més grans: la coagulació. Hi ha molts mètodes: flotació, centrífuga, evaporació, sorbents, aireació (oxidació) i altres. Els mètodes fisicoquímics de tractament d’aigües residuals permeten treure del líquid totes les substàncies solubles finament disperses. El resultat és l’aigua industrial, preparada per a l’enviament a l’aigua. No es recomana beure aquest líquid.
- La desinfecció és l’etapa final. Els mètodes més habituals són la irradiació ultraviolada, l’ozonització i la cloració.
A Rússia, el principal mètode de desinfecció és l’exposició de 30 minuts al clor. A Europa, aquest mètode fa temps que està prohibit. Després de la purificació, teòricament és possible beure aigua, però és millor utilitzar un tractament addicional: filtració a casa o ebullició.
Aigües residuals
En alguns casos, les aigües residuals no són tractades, sinó eliminades. Per a això, s’utilitza el mètode de foc: barat i universal, en què els efluents bruts cauen en una torxa encesa. L’aigua s’evapora i les partícules sòlides es cremen. Això forma aigua i diòxid de carboni. L’inconvenient d’aquest mètode és que consumeix recursos addicionals de combustible.
Elimineu l’efluent pel mètode químic, aconseguint la precipitació, després s’utilitzen altres productes químics i es desglossa el precipitat en components simples. Aquest mètode s’utilitza per purificar l’aigua en la producció de polímers sintètics.
Normes de depuració d’aigua
Segons la llei, abans que el líquid gastat entri a les masses d’aigua, s’ha d’identificar amb la presència de substàncies nocives. Per a això, es mesura el nivell acceptable de contaminació, i s’estableixen requisits de neteja del líquid.
Tenint en compte:
- càrrega ambiental;
- paràmetres de contaminació admissibles;
- quantitat d’aigua residual;
- freqüència d’alliberaments a les masses d’aigua.
La capacitat de la planta de tractament hauria de correspondre al volum d’aigües residuals produïdes.
Principals mètodes
El sistema de tractament d’aigües residuals ha de funcionar de manera comprensiva per eliminar completament totes les substàncies nocives i tòxiques. L'ús de qualsevol mètode no dóna el resultat cent per cent.
Bio-tractament anaeròbic
Es realitza utilitzant bacteris que reben energia sense l’ús d’oxigen. Aquesta és l’opció més rendible, que permet arribar fins al 90% del nivell de tractament d’aigües residuals.
El sistema més eficaç en els sistemes de clavegueram domèstic, on es descarrega la massa fecal. S’afegeixen microorganismes anaeròbics a partir de concentrats que es poden comprar a la botiga. Al mateix temps, és possible equipar la recepció de gas metà que s’allibera durant el processament d’orgànics. Un bioreactor és un avantatge addicional del mètode. Per obtenir un gas net capaç de cremar, s’ha de netejar d’humitat i diòxid de carboni.
Aquestes instal·lacions complexes s'utilitzen en llars on es crien animals i aus. Amb grans volums de matèries primeres, el bioreactor es paga per si mateix en un any, ja que els propietaris utilitzen gas i venen fertilitzant orgànic.
L’emmagatzematge, on cauen els efluents primaris, s’anomena digestor. A la part inferior hi ha els fangs activats, que és un grànul, una comunitat de bacteris. Els microorganismes es reprodueixen lentament, per la qual cosa és important mantenir condicions òptimes per a la seva supervivència. La temperatura hauria d’estar dins dels 30 graus. En el procés, es fa necessari bombar part dels microorganismes. Això es realitza manualment o mitjançant una màquina cesspool. La substància és segura: es pot utilitzar per alimentar el bestiar o com a fertilitzant al lloc, ja que conté una gran quantitat de minerals.
El desavantatge de la neteja anaeròbia és la baixa velocitat dels processos i la necessitat de mesures addicionals per eliminar components orgànics.L’equip és car, els bacteris requereixen un control constant de la temperatura del medi.
Mètode aerobic de tractament d’aigües residuals
Per continuar la neteja, les aigües residuals del digestor s’envien al dipòsit d’aireig, en el qual continuen funcionant els bacteris aeròbics. El procés és més ràpid aquí. Els microorganismes es multipliquen més activament a causa de la presència d’oxigen.
És desitjable que s’utilitzin conjuntament mètodes anaeròbics i aeròbics, ja que els aeròbics completen el procés de tractament biològic.
L’equip és un contenidor obert, sovint una estructura de formigó armat rectangular, que es purifica prèviament per líquids d’orgànics sòlids. Per augmentar la població bacteriana és necessari augmentar la concentració d’oxigen, cosa que requereix la instal·lació d’equips addicionals.
Hi ha certs requisits per a la composició quantitativa dels bacteris. Per exemple, els organismes més senzills mengen bacteris, eliminant cèl·lules velles i sobrepassant determinades poblacions.
Menys instal·lació: preu alt. També és necessari trobar un lloc adequat per instal·lar els dos tancs.
Mètodes químics i fisicoquímics
Els mètodes químics sovint es combinen amb mètodes mecànics, ja que individualment no proporcionen el grau de purificació desitjat. S’utilitzen fàrmacs que neutralitzen les substàncies nocives o s’oxiden a compostos segurs, que després són capturats per filtres o dispositius mecànics.
Si els efluents estan saturats de components àcids, s’afegeixen substàncies alcalines - calç, hidròxids, soda. Si procedeixen líquids d’alcohol, s’utilitzen àcids: sulfúric o clorhídric. El resultat és la precipitació en forma de sals. S'utilitza un mesurador de pH per controlar l'acidesa.
L’ozonització és un mètode de purificació química, l’essència de la qual es troba en l’oxidació d’orgànics. El procés és ràpid: en un curt període de temps, podeu netejar grans masses d’aigua.
El menys del mètode és que, abans de l’ozonització, cal dur a terme la purificació per impureses grans i sòlides, que normalment es fa en digestors i dipòsits d’aire. Els costos d’energia per a aquesta tecnologia i els reactius dissenyats per a determinats ions, per exemple, el ferro o el manganès, també són elevats.
S'utilitzen mètodes fisicoquímics quan no només són solubles, sinó que també hi ha partícules en suspensió presents en un líquid pre-purificat. Els principals són:
- Flotació: pneumàtica, de pressió, mecànica, elèctrica. Com a resultat de la interacció de les bombolles d’aire i partícules en suspensió, sorgeixen complexos de flotació que suren a la superfície en forma d’escuma i s’eliminen al següent pas.
- El mètode d’intercanvi d’ions es basa en la substitució d’unes partícules per d’altres. La neteja es realitza amb bescanviadors d’ions, substàncies com resines sintètiques.
Després de diversos cicles d'aplicació, la resina s'ha de regenerar per eliminar la capa contaminada. S'utilitzen diversos esquemes de neteja que depenen del tipus de contaminació i de la concentració de substàncies nocives.
Mètodes mecànics
Les trampes de sorra per al tractament de les aigües residuals separen els líquids de les partícules sòlides insolubles - escòria, vidre, sorra.
Per a una separació de gran qualitat, cal ajustar correctament la velocitat de flux de líquids a través de la trampa de sorra de manera que les partícules tinguin temps per establir-se al fons.
Col·locació de les instal·lacions de tractament
Per a les plantes de tractament, fins i tot les zones amb un baix nivell d’aigües subterrànies són adequades perquè el líquid pugui sotmetre al tractament final al sòl. A les cases particulars, es tracta d’una trama amagada als ulls indiscretos. És desitjable que les olors, que apareixen de vegades durant la descomposició d’orgànics, no arribin als veïns.
Típicament, l'equipament es selecciona en funció de les característiques del lloc i el tipus de sòl. Per exemple, en els efluents líquids poc absorbits, es pot produir un estancament. Per tant, es munten comunicacions de drenatge que treuen líquid del lloc a través de canonades.
Segons les exigències sanitàries, el dipòsit de clavegueram hauria d'estar a almenys 50 metres del pou potable. Hi ha camps de filtració al voltant del pou de filtració, en el radi dels quals no hi ha pous dissenyats per a aigua potable.
Cal observar una distància des de la vora de la carretera, almenys 3 metres. Si hi ha un cable elèctric establert, s'elimina el clavegueram d'1 metre. Del gasoducte: a 1,5 metres.
