Gli effluenti domestici e industriali prima o poi cadono in fiumi e laghi, che causano la morte di organismi viventi, nonché batteri che utilizzano residui organici. Questo problema è rilevante su scala globale. Il famigerato punto di immondizia del Pacifico contiene oltre 350 milioni di tonnellate di immondizia - plastica, resina, vetro, che arrivavano insieme alle correnti dalle coste popolate. È in costante crescita e rappresenta una minaccia per la vita di tutti gli abitanti marini.
Urgenza del problema
Le acque reflue possono essere suddivise in domestiche e industriali. Famiglia: questo è il risultato di attività umane, prodotti della sua esistenza. Questi includono principalmente i liquami. Quando entra in acqua, gli scarichi sporchi riducono la quantità di ossigeno, contribuiscono alla moltiplicazione di infezione, parassiti. Mangiare tale acqua è estremamente pericoloso.
Il livello di trattamento delle acque reflue dipende dalla qualità delle apparecchiature che filtrano e disinfettano in modo massiccio il liquido, restituendolo ai corpi idrici o al sistema di approvvigionamento idrico della città.
Anche i rifiuti industriali sono pericolosi. Questi includono:
- acque reflue di imprese sature di tossine;
- effluenti dopo lavori agricoli contenenti fosfati, nitrati e altri minerali;
- acque reflue con rifiuti inorganici - sabbia, particelle di terreno, sali di metalli pesanti.
Il liquido industriale è suddiviso condizionatamente:
- in base al grado di effetti tossici;
- concentrazioni di sostanze pericolose;
- acidità;
- composizione.
Le sostanze sono divise in conservative e non conservative. I primi non reagiscono con altri componenti, non formano nuovi legami chimici. Sono difficili da rimuovere: sono sali di metalli pesanti, elementi radioattivi, fenoli e pesticidi. Queste sostanze praticamente non si decompongono. I componenti non conservativi dell'acqua sporca possono essere trattati nel tempo con il metodo biologico - batteri anaerobici - questi sono residui organici.
Esistono molti modi per trattare le acque reflue. A seconda di ciò che deve essere rimosso dall'acqua, vengono utilizzate alcune tecnologie. Ad esempio, per pulire il sistema fognario domestico, è sufficiente costruire un serbatoio a due camere e lanciare microrganismi anaerobici. L'acqua in questo caso viene pulita del 70% e finisce nel terreno, dove continua il processo di sedimentazione di particelle sospese e sostanze organiche.
Fasi di pulizia
Affinché gli scarichi possano essere drenati in sicurezza in serbatoi naturali, viene sottoposto a quattro tipi di trattamento nella seguente sequenza:
- Meccanico In questa fase, si verifica la separazione di residui insolubili e particelle solide. Vengono utilizzate varie griglie, schermi, filtri, trappole di sabbia, trappole per grassi. La larghezza dei fori nella griglia è di massimo 1,5 cm, inoltre il trattamento meccanico delle acque reflue prevede diverse fasi. Dopo la griglia, gli effluenti cadono nella trappola di sabbia, dove si depositano piccole particelle solide, principalmente sabbia. La fase successiva è la trappola per grassi. Il grasso è più leggero dell'acqua, quindi viene raccolto sulla superficie, da dove entra in un serbatoio speciale e viene rimosso.
- Il tipo biologico di trattamento prevede l'uso di vari microrganismi, lombrichi. Sono in grado di utilizzare la materia organica solubile e trasformarla in una sostanza sicura. Vengono utilizzati batteri aerobici e anaerobici. Alcuni lavorano in presenza di ossigeno, mentre altri non ne hanno bisogno. Durante la fermentazione anaerobica, viene rilasciato metano, un gas combustibile che, dopo essere stato ricevuto nel bioreattore, viene purificato e utilizzato per esigenze domestiche o industriali.
- Stadio fisico-chimico.Qui si verifica la rimozione di particelle sospese, principalmente incollandole a particelle più grandi: la coagulazione. Esistono molti metodi: galleggiamento, centrifuga, evaporazione, assorbenti, aerazione (ossidazione) e altri. I metodi fisico-chimici per il trattamento delle acque reflue consentono di rimuovere dal liquido tutte le sostanze solubili finemente disperse. Il risultato è acqua industriale, pronta per la spedizione in acqua. Bere un tale liquido non è raccomandato.
- La disinfezione è la fase finale. I metodi più comuni sono l'irradiazione ultravioletta, l'ozonizzazione e la clorazione.
In Russia, il principale metodo di disinfezione è un'esposizione al cloro di 30 minuti. In Europa, questo metodo è stato a lungo vietato. Dopo la purificazione, è teoricamente possibile bere acqua, ma è meglio usare un trattamento aggiuntivo: filtrazione a casa o ebollizione.
Acque reflue
In alcuni casi, le acque reflue non vengono trattate, ma smaltite. Per questo, viene utilizzato il metodo del fuoco - economico e universale, in cui gli effluenti sporchi cadono in una torcia accesa. L'acqua evapora e le particelle solide si bruciano. Questo forma acqua e anidride carbonica. Lo svantaggio di questo metodo è che consuma risorse di carburante aggiuntive.
Smaltire chimicamente l'effluente, ottenendo un precipitato, quindi utilizzare altri prodotti chimici e scomporre il sedimento in componenti semplici. Questo metodo viene utilizzato per purificare l'acqua nella produzione di polimeri sintetici.
Norme per la purificazione dell'acqua
Secondo la legge, prima che il liquido esaurito entri nei corpi idrici, deve essere identificato per la presenza di sostanze nocive. Per questo, viene misurato il livello accettabile stimato di contaminazione, vengono stabiliti i requisiti per la pulizia del liquido.
Considerato:
- onere ambientale;
- parametri di inquinamento ammessi;
- quantità di acque reflue;
- frequenza dei rilasci verso corpi idrici.
La capacità dell'impianto di trattamento dovrebbe corrispondere al volume delle acque reflue prodotte.
Metodi principali
Il sistema di trattamento delle acque reflue deve funzionare in modo completo per rimuovere completamente tutte le sostanze nocive e tossiche. L'uso di un metodo qualsiasi non dà un risultato al cento per cento.
Bio-trattamento anaerobico
Viene effettuato utilizzando batteri che ricevono energia senza l'uso di ossigeno. Questa è l'opzione più economica, che consente di portare il livello di trattamento delle acque reflue fino al 90%.
Il sistema più efficace nei sistemi fognari domestici, dove viene scaricata la massa fecale. I microrganismi anaerobici vengono aggiunti da concentrati che possono essere acquistati presso il negozio. Allo stesso tempo, è possibile equipaggiare la ricezione di gas metano, che viene rilasciato durante l'elaborazione di sostanze organiche. Un bioreattore è un ulteriore vantaggio del metodo. Al fine di ottenere un gas pulito in grado di bruciare, deve essere pulito da umidità e anidride carbonica.
Tali installazioni complesse sono utilizzate nelle famiglie in cui vengono allevati animali e uccelli. Con grandi volumi di materie prime, il bioreattore si ripaga da solo entro un anno, dato che i proprietari usano gas e vendono fertilizzanti organici.
Lo stoccaggio, in cui cadono gli effluenti primari, è chiamato digestore. Nella parte inferiore è attivato il fango, che è un granello - una comunità di batteri. I microrganismi si riproducono lentamente, quindi è importante mantenere condizioni ottimali per la loro sopravvivenza. La temperatura dovrebbe essere entro 30 gradi. Nel processo, diventa necessario pompare parte dei microrganismi. Questo viene fatto manualmente o usando una macchina del pozzo nero. La sostanza è sicura - può essere utilizzata per nutrire il bestiame o come fertilizzante sul sito, poiché contiene una grande quantità di minerali.
Lo svantaggio della pulizia anaerobica è la bassa velocità dei processi e la necessità di misure aggiuntive per rimuovere i componenti organici.L'attrezzatura è costosa, i batteri richiedono un monitoraggio costante della temperatura dell'ambiente.
Metodo di trattamento delle acque reflue aerobiche
Per continuare la pulizia, le acque reflue del digestore vengono inviate al serbatoio di aerazione, in cui i batteri aerobici continuano a funzionare. Il processo è più veloce qui. I microrganismi si moltiplicano più attivamente a causa della presenza di ossigeno.
È auspicabile che i metodi anaerobico e aerobico siano usati insieme, poiché gli aerobi completano il processo di trattamento biologico.
L'apparecchiatura è un contenitore aperto - molto spesso una struttura rettangolare in cemento armato, che ottiene liquido precedentemente purificato da sostanze organiche solide. Per aumentare la popolazione batterica, è necessario aumentare la concentrazione di ossigeno, che richiede l'installazione di apparecchiature aggiuntive.
Esistono alcuni requisiti per la composizione quantitativa dei batteri. Ad esempio, i microrganismi più semplici mangiano batteri, eliminando le vecchie cellule e alcune popolazioni molto invase.
Minus installazione - prezzo elevato. È inoltre necessario trovare un luogo adatto per installare entrambi i serbatoi.
Metodi chimici e fisico-chimici
I metodi chimici sono spesso combinati con metodi meccanici, poiché individualmente non danno il grado desiderato di purificazione. I farmaci vengono utilizzati per neutralizzare le sostanze nocive o ossidarle in composti sicuri, che vengono quindi catturati da filtri o dispositivi meccanici.
Se gli effluenti sono saturi di componenti acidi, aggiungono sostanze alcaline: calce, idrossidi, soda. Se arrivano liquidi stock alcalini, usano acidi - solforico o cloridrico. Il risultato è la precipitazione sotto forma di sali. Un pHmetro viene utilizzato per controllare l'acidità.
L'ozonizzazione è un metodo di purificazione chimica, la cui essenza è nell'ossidazione dei prodotti organici. Il processo è veloce: in un breve periodo di tempo è possibile pulire grandi masse d'acqua.
Lo svantaggio del metodo è che prima dell'ozonizzazione è necessario purificare grandi impurità solide, che di solito vengono eseguite in digestori e vasche di aerazione. Anche i costi energetici per questa tecnologia e i reagenti progettati per determinati ioni, ad esempio ferro o manganese, sono elevati.
I metodi fisico-chimici sono usati quando non solo solubili, ma anche particelle sospese sono presenti in un liquido pre-purificato. I principali sono:
- Flottazione: pneumatica, a pressione, meccanica, elettrica. Come risultato dell'interazione di bolle d'aria e particelle sospese, sorgono complessi di galleggiamento, che galleggiano sulla superficie sotto forma di schiuma e vengono rimossi dal passaggio successivo.
- Il metodo di scambio ionico si basa sulla sostituzione di alcune particelle con altre. La pulizia viene eseguita con scambiatori di ioni - sostanze come resine sintetiche.
Dopo diversi cicli di applicazione, la resina deve essere rigenerata per rimuovere lo strato contaminato. Vengono utilizzati vari schemi di pulizia, che dipendono dal tipo di contaminazione e dalla concentrazione di sostanze nocive.
Metodi meccanici
Le trappole di sabbia per il trattamento delle acque reflue separano i liquidi dalle particelle solide insolubili: scorie, vetro, sabbia.
Per una separazione di alta qualità, è necessario regolare correttamente la velocità del flusso del fluido attraverso la trappola di sabbia in modo che le particelle abbiano il tempo di depositarsi sul fondo.
Posizionamento delle strutture di trattamento
Per gli impianti di trattamento, anche le aree con un basso livello delle acque sotterranee sono adatte in modo che il liquido possa essere sottoposto al trattamento finale nel suolo. Nelle case private, questa è una trama nascosta da occhi indiscreti. È auspicabile che gli odori, che a volte compaiono durante la decomposizione di sostanze organiche, non raggiungano i vicini.
In genere, le attrezzature vengono selezionate in base alle caratteristiche del sito e al tipo di terreno. Ad esempio, sugli effluenti tecnici argillosi sono scarsamente assorbiti, può verificarsi un ristagno. Pertanto, sono montate comunicazioni di drenaggio che rimuovono il liquido dal sito attraverso i tubi.
In base alle esigenze sanitarie, il serbatoio delle fognature dovrebbe essere ad almeno 50 metri dal pozzo. Ci sono campi di filtrazione attorno al pozzo di filtrazione, nel raggio del quale non vengono posati pozzi progettati per l'acqua potabile.
È necessario osservare una distanza dal bordo della strada - almeno 3 metri. Se è presente un cavo elettrico posato, la fogna viene rimossa da esso di 1 metro. Dal gasdotto - di 1,5 metri.
