Ścieki domowe i przemysłowe prędzej czy później wpadają do rzek i jezior, które powodują śmierć żywych organizmów, a także bakterii, które wykorzystują pozostałości organiczne. Ten problem dotyczy całego świata. Niesławne miejsce na śmieci na Pacyfiku zawiera ponad 350 milionów ton śmieci - plastik, żywica, szkło, które dotarły tam wraz z prądami z zaludnionych brzegów. Stale rośnie i stanowi zagrożenie dla życia wszystkich mieszkańców mórz.
Pilność problemu
Ścieki można podzielić na domowe i przemysłowe. Gospodarstwo domowe - jest to wynik ludzkich działań, produktów jego istnienia. Należą do nich przede wszystkim ścieki. Kiedy dostaje się do wody, brudne dreny zmniejszają ilość tlenu, przyczyniają się do namnażania się infekcji, pasożytów. Jedzenie takiej wody jest wyjątkowo niebezpieczne.
Poziom oczyszczania ścieków zależy od jakości sprzętu, który masowo filtruje i dezynfekuje ciecz, zwracając ją do zbiorników wodnych lub z powrotem do miejskiego systemu zaopatrzenia w wodę.
Odpady przemysłowe są również niebezpieczne. Obejmują one:
- ścieki z przedsiębiorstw nasyconych toksynami;
- ścieki po pracach rolniczych zawierające fosforany, azotany i inne minerały;
- ścieki z odpadami nieorganicznymi - piasek, cząstki gleby, sole metali ciężkich.
Ciecz przemysłowa jest warunkowo podzielona:
- zgodnie ze stopniem toksyczności;
- stężenia substancji niebezpiecznych;
- kwasowość;
- kompozycja.
Substancje dzielą się na konserwatywne i niekonserwatywne. Te pierwsze nie reagują z innymi składnikami, nie tworzą nowych wiązań chemicznych. Są trudne do usunięcia - są to sole metali ciężkich, pierwiastki promieniotwórcze, fenole i pestycydy. Substancje te praktycznie nie ulegają rozkładowi. Niekonserwatywne składniki brudnej wody można z czasem przetwarzać metodą biologiczną - bakterie beztlenowe - są to pozostałości organiczne.
Istnieje wiele sposobów oczyszczania ścieków. W zależności od tego, co należy usunąć z wody, stosowane są pewne technologie. Na przykład, aby wyczyścić domowy system kanalizacyjny, wystarczy zbudować dwukomorowy zbiornik i uruchomić mikroorganizmy beztlenowe. Woda w tym przypadku jest oczyszczana o 70% i trafia do ziemi, gdzie trwa proces sedymentacji zawieszonych cząstek i substancji organicznych.
Etapy czyszczenia
Aby dreny mogły być bezpiecznie odprowadzane do naturalnych zbiorników, są poddawane czterem rodzajom obróbki w następującej kolejności:
- Mechaniczny Na tym etapie zachodzi oddzielanie nierozpuszczalnych pozostałości i cząstek stałych. Stosowane są różne ruszty, ekrany, filtry, osadniki piasku i osadniki tłuszczu. Szerokość otworów w ruszcie wynosi maksymalnie 1,5 cm. Mechaniczne oczyszczanie ścieków ma także kilka etapów. Za rusztem ścieki wpadają do osadnika piasku, w którym osadzają się małe cząstki stałe, głównie piasek. Kolejnym etapem jest łapacz tłuszczu. Tłuszcz jest lżejszy od wody, dlatego jest gromadzony na powierzchni, skąd wchodzi do specjalnego zbiornika i jest usuwany.
- Biologiczny rodzaj leczenia polega na wykorzystaniu różnych mikroorganizmów, dżdżownic. Są w stanie wykorzystać rozpuszczalną materię organiczną i przekształcić ją w bezpieczną substancję. Stosuje się bakterie tlenowe i beztlenowe. Niektóre działają w obecności tlenu, podczas gdy inne go nie potrzebują. Podczas fermentacji beztlenowej uwalniany jest metan - gaz palny, który po otrzymaniu w bioreaktorze jest oczyszczany i wykorzystywany do potrzeb domowych lub przemysłowych.
- Etap fizykochemiczny.Tutaj następuje usunięcie zawieszonych cząstek, głównie poprzez ich sklejenie w większe - koagulacja. Istnieje wiele metod - flotacja, wirówka, parowanie, sorbenty, napowietrzanie (utlenianie) i inne. Fizykochemiczne metody oczyszczania ścieków pozwalają usunąć wszystkie rozpuszczalne drobno zdyspergowane substancje z cieczy. Rezultatem jest woda przemysłowa, gotowa do wysyłki do wody. Picie takiej cieczy nie jest zalecane.
- Dezynfekcja jest ostatnim etapem. Najczęstsze metody to naświetlanie promieniami ultrafioletowymi, ozonowanie i chlorowanie.
W Rosji główną metodą dezynfekcji jest 30-minutowe narażenie na chlor. W Europie ta metoda była od dawna zakazana. Po oczyszczeniu teoretycznie można pić wodę, ale lepiej jest zastosować dodatkowe leczenie: filtrację w domu lub gotowanie.
Ścieki
W niektórych przypadkach ścieki nie są oczyszczane, ale usuwane. W tym celu stosuje się metodę ognia - tanią i uniwersalną, w której brudne ścieki wpadają do zapalonej pochodni. Woda paruje, a cząstki stałe wypalają się. Tworzy to wodę i dwutlenek węgla. Wadą tej metody jest to, że zużywa ona dodatkowe zasoby paliwa.
Usuwać ścieki chemicznie, uzyskując osad, a następnie stosować inne chemikalia i rozkładać osad na proste składniki. Metodę tę stosuje się do oczyszczania wody w produkcji syntetycznych polimerów.
Normy dotyczące oczyszczania wody
Zgodnie z prawem, zanim zużyty płyn dostanie się do zbiorników wodnych, należy go zidentyfikować pod kątem obecności szkodliwych substancji. W tym celu mierzy się szacowany dopuszczalny poziom zanieczyszczenia, określa się wymagania dotyczące sposobu czyszczenia cieczy.
Uważane:
- obciążenie środowiskowe;
- dopuszczalne parametry zanieczyszczenia;
- ilość ścieków;
- częstotliwość uwalniania do jednolitych części wód.
Wydajność oczyszczalni powinna odpowiadać objętości wytworzonych ścieków.
Główne metody
System oczyszczania ścieków musi działać kompleksowo, aby całkowicie usunąć wszystkie szkodliwe i toksyczne substancje. Zastosowanie dowolnej metody nie daje wyniku w stu procentach.
Bio-leczenie beztlenowe
Odbywa się to za pomocą bakterii, które otrzymują energię bez użycia tlenu. Jest to najbardziej opłacalna opcja, która pozwala podnieść poziom oczyszczania ścieków nawet o 90%.
Najbardziej skuteczny system w domowych systemach kanalizacyjnych, w których masa kału jest odprowadzana. Mikroorganizmy beztlenowe dodaje się z koncentratów, które można kupić w sklepie. Jednocześnie możliwe jest wyposażenie odbiornika metanu, który jest uwalniany podczas przetwarzania substancji organicznych. Bioreaktor stanowi dodatkowy plus tej metody. Aby uzyskać czysty gaz zdolny do spalania, należy go oczyścić z wilgoci i dwutlenku węgla.
Tak złożone instalacje stosuje się w gospodarstwach domowych, w których hodowane są zwierzęta i ptaki. Przy dużych ilościach surowców bioreaktor zwraca się w ciągu roku, biorąc pod uwagę, że właściciele używają gazu i sprzedają nawozy organiczne.
Magazyn, w którym spadają pierwotne ścieki, nazywa się komorą fermentacyjną. Na dole aktywowany jest osad, który jest granulatem - społecznością bakterii. Mikroorganizmy rozmnażają się powoli, dlatego ważne jest utrzymanie optymalnych warunków do ich przeżycia. Temperatura powinna wynosić 30 stopni. W tym procesie konieczne staje się wypompowanie części mikroorganizmów. Odbywa się to ręcznie lub przy użyciu maszyny do szamba. Substancja jest bezpieczna - może być stosowana do karmienia zwierząt gospodarskich lub jako nawóz na terenie, ponieważ zawiera dużą ilość minerałów.
Wadą czyszczenia beztlenowego jest niska prędkość procesów i potrzeba dodatkowych środków w celu usunięcia składników organicznych.Sprzęt jest drogi, bakterie wymagają stałego monitorowania temperatury środowiska.
Tlenowa metoda oczyszczania ścieków
Aby kontynuować czyszczenie, ścieki z komory fermentacyjnej są przesyłane do zbiornika napowietrzającego, w którym bakterie tlenowe nadal pracują. Proces jest tutaj szybszy. Mikroorganizmy rozmnażają się bardziej aktywnie z powodu obecności tlenu.
Pożądane jest, aby metody beztlenowe i aerobowe były stosowane razem, ponieważ tlenowce kończą proces biologicznego leczenia.
Sprzęt składa się z otwartych pojemników - najczęściej prostokątnych konstrukcji żelbetowych, które zawierają ciecz wcześniej oczyszczoną z ciał stałych organicznych. Aby zwiększyć populację bakteryjną, konieczne jest zwiększenie stężenia tlenu, co wymaga instalacji dodatkowego sprzętu.
Istnieją pewne wymagania dotyczące ilościowego składu bakterii. Na przykład najprostsze organizmy jedzą bakterie, eliminując stare komórki i bardzo przerastając niektóre populacje.
Minus instalacja - wysoka cena. Konieczne jest również znalezienie odpowiedniego miejsca do zainstalowania obu zbiorników.
Metody chemiczne i fizyko-chemiczne
Metody chemiczne są najczęściej łączone z metodami mechanicznymi, ponieważ indywidualnie nie dają pożądanego stopnia oczyszczenia. Stosowane są leki, które neutralizują szkodliwe substancje lub utleniają je do bezpiecznych związków, które są następnie wychwytywane przez filtry mechaniczne lub urządzenia.
Jeśli ścieki są nasycone składnikami kwasowymi, dodają substancje alkaliczne - wapno, wodorotlenki, soda. Jeśli przychodzą alkaliczne płyny podstawowe, wówczas używają kwasów - siarkowego lub chlorowodorowego. Rezultatem jest strącanie w postaci soli. Pehametr służy do kontroli kwasowości.
Ozonowanie to metoda chemicznego oczyszczania, której istotą jest utlenianie substancji organicznych. Proces jest szybki - w krótkim czasie możesz oczyścić duże masy wody.
Wadą tej metody jest to, że przed ozonowaniem konieczne jest oczyszczenie stałych dużych zanieczyszczeń, co zwykle odbywa się w komorach fermentacyjnych i zbiornikach napowietrzających. Wysokie są również koszty energii dla tej technologii i odczynników zaprojektowanych dla niektórych jonów, na przykład żelaza lub manganu.
Metody fizyko-chemiczne są stosowane, gdy nie tylko rozpuszczalne, ale także zawieszone cząsteczki są obecne we wstępnie oczyszczonej cieczy. Najważniejsze z nich to:
- Flotacja - pneumatyczna, ciśnieniowa, mechaniczna, elektryczna. W wyniku oddziaływania pęcherzyków powietrza i zawieszonych cząstek powstają kompleksy flotacyjne, które unoszą się na powierzchni w postaci piany i są usuwane w następnym etapie.
- Metoda wymiany jonowej polega na zamianie niektórych cząstek na inne. Czyszczenie odbywa się za pomocą wymienników jonowych - substancji takich jak żywice syntetyczne.
Po kilku cyklach aplikacji żywicę należy zregenerować, aby usunąć zanieczyszczoną warstwę. Stosowane są różne schematy czyszczenia, które zależą od rodzaju zanieczyszczenia i stężenia szkodliwych substancji.
Metody mechaniczne
Osadniki piasku do oczyszczania ścieków oddzielają ciecze od stałych nierozpuszczalnych cząstek - żużlu, szkła, piasku.
Aby uzyskać wysokiej jakości separację, konieczne jest prawidłowe dostosowanie prędkości przepływu płynu przez osadnik piasku, aby cząstki miały czas na osiadanie się na dnie.
Umieszczenie zakładów leczenia
W przypadku oczyszczalni odpowiednie są nawet obszary o niskim poziomie wód gruntowych, aby ciecz mogła zostać ostatecznie oczyszczona w glebie. W domach prywatnych jest to fabuła ukryta przed wścibskimi oczami. Pożądane jest, aby zapachy pojawiające się czasami podczas rozkładu substancji organicznych nie docierały do sąsiadów.
Zazwyczaj sprzęt jest wybierany na podstawie cech terenu i rodzaju gleby. Na przykład na gliniastych ściekach technicznych słabo się wchłania, może wystąpić stagnacja. Dlatego montowane są kanały odwadniające, które usuwają ciecz z terenu przez rury.
Zgodnie z wymogami sanitarnymi zbiornik ściekowy powinien znajdować się co najmniej 50 metrów od studni. Wokół studni filtracyjnej znajdują się pola filtracyjne, w promieniu których studnie przeznaczone na wodę pitną nie są układane.
Konieczne jest przestrzeganie odległości od krawędzi drogi - co najmniej 3 metry. Jeśli jest ułożony kabel elektryczny, kanał ściekowy jest usuwany z niego o 1 metr. Z gazociągu - o 1,5 metra.
