Kanalizacija: sastav, analiza, pročišćavanje. Postrojenje za pročišćavanje otpadnih voda

Ljudska aktivnost, kao i svako drugo živo biće, bez iznimke prati ispuštanje znatne količine otpada. U suvremenim uvjetima gotovo sve odvode vode u kanalizacijske rijeke u daljinu. Konačno, gotovo je nemoguće zamisliti našu civilizaciju bez velikog broja tvornica i drugih poduzeća, koja također proizvode otpadne vode u mnogim.

O procesu zbrinjavanja otpada

Pročišćavanje otpadnih voda je proces nakon kojeg je otpadna voda prikladna za tehničku uporabu ili povratak u okoliš bez štete za potonju. Jednom riječju, metoda ovisi o daljnjem korištenju tekućine. Na primjer, otpadna voda iz umivaonika nije ista kao sadržaj drenažnih rupa, gdje se sadržaj WC školjke spušta.

Zašto je to tako važno?

U travnju 1993. više od 400.000 ljudi u Milwaukeeju završilo je u bolničkom krevetu zbog pada u vodu za piće kriptosporidije. Nakon ovog incidenta, koji je dobio snažan odgovor u Svjetskoj zdravstvenoj organizaciji, svjetska zajednica postala je mnogo opreznija u vezi s tekućinom koja teče ispod slavina pod krinkom "pitke vode". Ovo je mišljenje samo ojačalo nakon objavljivanja nekih slučajeva epidemije u Indiji, zbog čega je stotine ljudi umrlo. Ali stvar je bila u uobičajenoj E. coli, koja je ušla u vodoopskrbu iz slabo tretiranih odvoda! Stoga je tretman otpadnih voda iznimno važan proces koji čuva život i zdravlje ljudi.

Bilo koji zagađivači radikalno mijenjaju okus, boju i miris tekućine, da ne spominjemo njegovu prikladnost za uporabu u prehrambenim ili tehničkim svrhama. Najopasnije su industrijske otpadne vode, jer one često sadrže takve koncentracije teških metala i drugih tvari koje su desetine i stotine puta veće od najoptimalnijih MPC. Naravno, u ovom slučaju, sve ovisi o specifičnoj proizvodnji, koja ispušta otpadne vode. Kanalizacijski sustav prosječnog grada u usporedbi s njima može izgledati kao “proljeće”, jer barem u njemu nema radioaktivnih izotopa ili velike količine teških metala.

Razvrstavanje zaliha

Opasno onečišćenje koje čini vodu neprikladnom za piće i kućnu uporabu može se klasificirati kao fizički, kemijski, biološki čimbenici. Posebno vrijedi oslobađanje radioaktivnih izotopa. Prema tome, klasifikacija onečišćenja bit će identična razlozima koji ih uzrokuju:

• Mehanički čimbenici. Karakterizira ga naglo povećanje najmanje mehaničke suspenzije u tekućini.
• Kemijski. U vodi se povećava sadržaj svih kemijskih spojeva. Nije bitno mogu li ove tvari negativno utjecati na zdravlje ljudskog tijela.
• Biološke i bakteriološke (kućne otpadne vode). Vrlo opasna vrsta onečišćenja, jer je u ovom slučaju udio vode u mikroorganizmima prekoračen. Na samom početku članka već smo rekli o čemu se radi.
• Toplinsko onečišćenje. To je naziv za ispuštanje u rijeke i druga vodna tijela vode iz bazena za hlađenje u termoelektranama i nuklearnim elektranama. Ne biste trebali tretirati ovu vrstu neozbiljno, jer takvi fenomeni dovode do masovne smrti endema prilagođenih niskim temperaturama vode koje su karakteristične za naše područje.
• Radioaktivni. Radioaktivni izotopi nalaze se u sedimentima vode i dna. To se događa kada je kanalizacijski sustav neispravan u nekim industrijskim postrojenjima ili nuklearnim elektranama.

Karakteristike glavnih vrsta otpada

U našim uvjetima, najčešće otpadne vode tri vrste:

• Nečistoće anorganskog porijekla, uključujući čak i netoksične spojeve.
• Organske tvari podrijetlo.
• Mješoviti odvodi.

Otpadna metalurška industrija vrlo je opasna jer sadrži veliku količinu teških metala i drugih toksičnih spojeva. Oni mijenjaju fizička svojstva vode. U onim vodama gdje taj otrov pada, sva živa bića propadaju, uključujući drveće i drugu vegetaciju duž obala. Organske tvari bacaju rafinerije nafte i slične industrije. U efluentu postoje ne samo relativno sigurna ulja, nego i ekstremno toksični fenoli i slične tvari. Osim toga, ne bi trebalo zanemariti stočarska poduzeća.

Izbacuju ogromnu količinu organske tvari. Ovo posljednje uzrokuje oštro pogoršanje. organoleptička svojstva voda. U rezervoarima gdje otpadne vode poduzeća padaju, dolazi do naglog razvoja mikroskopskih algi, cvatnje, sadržaj kisika u tekućinama pada na minimum. Umiru i ribe i drugi hidrobionti. Proizvodnja elektronike, uključujući kiseljenje tiskane pločice i ispuštanje radio proizvoda raznih vrsta, daje mješoviti tip otpadnih voda. Sadrže boje, teške metale, aceton, fenole i druge spojeve.

Opasnost od ulaska ulja u vodu

Trenutno, znanstvenici širom svijeta zvuče alarm, jer ogromna količina nafte ulazi u Svjetski ocean. Na površini vode formira najtanji film, koji se ponekad može vidjeti jedino duginim prugama. To ne samo da dovodi do značajnog pogoršanja organoleptičkih svojstava tekućine, nego i do naglog smanjenja opskrbe kisikom koji ulazi u ocean kroz difuziju. Ponovo, hidrobionti pate, a nedostatak ove tvari pogađa upravo koralje, čiji se broj u morima i oceanima dramatično smanjuje svake godine. Samo 10 mg ulja i naftnih derivata čine vodu apsolutno neprikladnom za piće i živa bića.

Izuzetno opasni fenoli, koje smo više puta spomenuli. Prisutni su u odvodima gotovo svih industrijskih poduzeća. To se posebno odnosi na one koji se bave proizvodnjom koksa. U prisutnosti tih tvari dolazi do masovne smrti stanovnika ribnjaka, rijeka, mora i oceana, a sama voda dobiva izuzetno neugodan, gnjusan miris.

Koje su tvari u njima?

Otpadne vode sljedećeg sastava ulaze u postrojenje za pročišćavanje otpadnih voda:

• Proteini - 28%.
• Ugljikohidrati - 17,5%.
• Masne kiseline - 10%.
• Ulja, masti - 27%.
• Deterdženti - 7%.

Kao što možete vidjeti, glavni udio onečišćujućih tvari je organski. U industrijskim uvjetima bespredmetno je raspravljati o bilo kojem sastavu otpadnih voda, jer je u svakom slučaju njegova. Konkretno, u nekim slučajevima, navodno pročišćena "voda" ispušta se izravno u rijeku (!), Koja po izgledu i sastavu podsjeća na korišteno motorno ulje.

Glavni izvori zagađenja

Industrijski i socijalni objekti, kao i stočna i peradarska gospodarstva, u pravilu su krivi za onečišćenje okoliša. Čvrsti otpad koji nastaje pri kopanju rudnih ležišta vrlo je opasan, kao i otjecanje od prerade drva. Vodnim i željezničkim prijevozom otpada mnogo otpada biološkog podrijetla. Kada se ispuste u izvore vode, oni uzrokuju da se sije s Escherichia coli ili helminth jajima. Posebno je opasno kada postoji medicinska ustanova uzvodno.

Opće informacije o postupku čišćenja

Obrada uključuje sljedeće metode:

• Mehanički. To uključuje filtriranje, koje koriste sva postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda, kao i taloženje.
• Fizička. Ova elektroliza, aeracija, obrada otpadnih voda ultraljubičastim zračenjem.
• Kemijske metode. Posebne formulacije koriste se za taloženje i dezinfekciju tvari koje mogu biti sadržane u efluentu.
• Biološko pročišćavanje otpadnih voda. U ovom slučaju koriste se biljke koje asimiliraju organsku tvar, kao i neke vrste protozoa, puževa i ribe.

Opća obrada

Prije početka obrade obavljaju se pripremni radovi. Točnije, analiza otpadnih voda. Stručnjaci kemijskih laboratorija određuju koje onečišćujuće tvari sadrže. Pomaže odabrati najbolju strategiju za njihovo neutraliziranje. Opći postupak obrade otpadnih voda uključuje provjeru: čestica, bakterija, algi, biljaka, anorganskih nečistoća i organske tvari. Uklanjanje krutih čestica je najlakši korak. To uključuje filtriranje i taloženje. Mnogo je teže očistiti otpadne vode od tankih suspenzija koje ne zadržavaju konvencionalne materijale za filtriranje.

Jedan od najjednostavnijih i najjeftinijih metoda, koji ipak osigurava visok stupanj pročišćavanja, je uporaba aktivnog ugljena. Filtri s ovim materijalom koriste se u gotovo svim tvrtkama čije upravljanje je ozbiljno vezano za zaštitu okoliša.

Kako radi aktivni ugljen?

Glavna prednost ugljena je njegova visoka sposobnost apsorpcije. Jednostavno rečeno, na površini čestica ove supstance postoji toliko pora da mogu uhvatiti takvu količinu spojeva koji zagađuju vodu, što je nekoliko puta veće od količine samog ugljena. Ovaj proces hvatanja, vezanja reagensa za kontaminaciju naziva se apsorpcija. Treba napomenuti da je za pročišćavanje pitke vode prije naše ere korišten ugljen. Aktivna istraživanja i proizvodnja ovog materijala započela su tijekom dva svjetska rata. Čimbenici koji utječu na apsorpciju su veličina čestica, površina, struktura tvari koja se vezuje, kiselost medija (pH-faktor), temperatura koju ima otpadna voda.

Kakve tvari mogu vezati aktivni ugljen?

Ugljen upija mnogo tvari, od obojenih metala do složenih organskih spojeva (na primjer, fenoli). Naravno, neće štititi od radioaktivnih spojeva, ali je uz pomoć njega moguće ukloniti glavne vrste anorganskih i organskih nečistoća.

Koagulacija onečišćujućih tvari

U nekim slučajevima, za čišćenje mogu se koristiti posebne tekućine koje sadrže čestice koloidnih tvari. Za što su oni? Sve je jednostavno - mikroskopske čestice, koje se kombiniraju s molekulama zagađivača, uzrokuju precipitaciju. Fenomen je poznat kao koagulacija. U nekim postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda također se koristi elektroliza. Metoda je slična prethodnoj, budući da ioni proizvedeni ovim procesom također doprinose taloženju kontaminanata.

Naprotiv, moderni istraživači sve više predlažu metode koje koriste masivne molekule koje mogu učinkovitije vezati i potaknuti onečišćujuće tvari. Taj se proces naziva flokulacija.

Korištene kemikalije

Kao što smo rekli, obrada otpadnih voda može uključivati ​​uporabu negativno nabijenih iona. Povijesno gledano, za te svrhe se koristi aluminijev sulfat kao i vapno. Ovi spojevi uzrokuju oštru promjenu pH vrijednosti vode, što dovodi do smrti patogenih mikroorganizama koji se nalaze u mnogim odvodima. U nekim slučajevima mogu se koristiti tvari na bazi željeza. Neki kemičari vjeruju da bi takve metode Egipćani mogli koristiti dvije tisuće godina prije naše ere. Izvrsna organska sedimentacija kalijev permanganat.

Više o načinu rješavanja

Što god bilo, ali pripadajuća organska tvar pada u obliku pahuljica ili gela. Taj se kanalizacijski mulj lako može uhvatiti jednostavnim mehaničkim filtrom. Ova metoda najbolje funkcionira kod relativno gustih čestica (kao što su mulj i druge teške organske nečistoće), dok se lakše čestice (kao što su mikroskopske alge) bolje uklanjaju sedimentacijom. Sedimentacijska posuda mora biti dovoljno velika da se njeno punjenje odvija što je moguće sporije. To je zbog činjenice da normalan tijek procesa zahtijeva najmanje četiri sata. Nakon što se organska i anorganska nečistoća smanji na dno, voda se može smatrati uvjetno pročišćenom, prikladnom za tehničku uporabu. Ova metoda se češće koristi u predobradi efluenta.

Zatim dolazi red zračenja. Voda ulazi u velike spremnike, gdje komprimirani zrak dolazi pod visokim tlakom, koji se ispušta u tekućinu putem prskalica. Jeste li ikada vidjeli kako kompresor radi u redovnom akvariju? U ovom slučaju, događa se ista stvar. Aeracija vam omogućuje da zasićite vodu kisikom i precipitira preostale organske nečistoće. Nakon ovog tretmana tekućina se najčešće dovodi u posebne ribnjake, zasađene višom vodenom vegetacijom (biološko pročišćavanje otpadnih voda). I tek tada se voda smatra prikladnom za tehničku uporabu. Može se zalijevati sadnjom povrća i voća, kao i ispuštanjem u prirodne rezervoare.