Buitinės ir pramoninės nuotekos anksčiau ar vėliau patenka į upes ir ežerus, dėl kurių žūsta gyvieji organizmai, taip pat bakterijos, panaudojančios organinius likučius. Ši problema aktuali pasauliniu mastu. Liūdnai pagarsėjusioje Ramiojo vandenyno šiukšlių vietoje yra daugiau kaip 350 milijonų tonų šiukšlių - plastiko, dervos, stiklo, kurios ten pateko kartu su srovėmis iš apgyvendintų krantų. Jis nuolat auga ir kelia grėsmę visų jūrų gyventojų gyvybei.
Problemos skubumas
Nuotekas galima suskirstyti į buitines ir pramonines. Namų ūkis - tai žmogaus veiklos, jo egzistavimo produktų rezultatas. Tai pirmiausia apima nuotekas. Patekę į vandenį nešvarūs nutekėjimai sumažina deguonies kiekį, prisideda prie infekcijos, parazitų dauginimo. Tokį vandenį valgyti yra nepaprastai pavojinga.
Nuotekų valymo lygis priklauso nuo įrangos, kuri masiškai filtruoja ir dezinfekuoja skystį, kokybės, grąžindama jį į vandens telkinius arba atgal į miesto vandens tiekimo sistemą.
Pramoninės atliekos taip pat yra pavojingos. Jie apima:
- nuotekos iš įmonių, prisotintų toksinais;
- nuotekos po žemės ūkio darbų, kuriose yra fosfatų, nitratų ir kitų mineralų;
- nuotekos su neorganinėmis atliekomis - smėliu, dirvožemio dalelėmis, sunkiųjų metalų druskomis.
Pramoninis skystis dalijamas sąlygiškai:
- pagal toksiško poveikio laipsnį;
- pavojingų medžiagų koncentracijos;
- rūgštingumas;
- kompozicija.
Medžiagos skirstomos į konservatyvias ir nekonservatyvias. Pirmieji nereaguoja su kitais komponentais, nesudaro naujų cheminių jungčių. Jas sunku pašalinti - tai sunkiųjų metalų, radioaktyviųjų elementų, fenolių ir pesticidų druskos. Šios medžiagos praktiškai neskyla. Nekonservatyvūs nešvaraus vandens komponentai laikui bėgant gali būti perdirbami biologiniu metodu - anaerobinės bakterijos - tai organinės liekanos.
Yra daugybė būdų, kaip išvalyti nuotekas. Atsižvelgiant į tai, ką reikia pašalinti iš vandens, naudojamos tam tikros technologijos. Pavyzdžiui, norint išvalyti namų kanalizacijos sistemą, pakanka pastatyti dviejų kamerų rezervuarą ir paleisti anaerobinius mikroorganizmus. Vanduo tokiu atveju išvalomas 70% ir patenka į žemę, kur tęsiasi suspenduotų dalelių ir organinių medžiagų nusėdimo procesas.
Valymo etapai
Kad kanalizacijos būtų saugiai nutekamos į natūralius rezervuarus, jos apdorojamos keturiais būdais:
- Mechaninis Šiame etape atsiskiria netirpūs likučiai ir kietosios dalelės. Naudojamos įvairios grotelės, ekranai, filtrai, smėlio gaudyklės, riebalų gaudyklės. Skylių plotis grotelėse yra ne didesnis kaip 1,5 cm. Mechaninis nuotekų valymas taip pat turi keletą etapų. Po grotelės nuotekos patenka į smėlio gaudyklę, kur nusėda mažos kietos dalelės, daugiausia smėlis. Kitas etapas yra riebalų gaudyklė. Riebalai yra lengvesni už vandenį, todėl jie surenkami ant paviršiaus, iš kur jie patenka į specialų rezervuarą ir pašalinami.
- Biologinis gydymo būdas apima įvairių mikroorganizmų, sliekų naudojimą. Jie sugeba panaudoti tirpias organines medžiagas ir paversti ją saugia medžiaga. Naudojamos aerobinės ir anaerobinės bakterijos. Kai kurie dirba esant deguoniui, o kitiems to nereikia. Anaerobinės fermentacijos metu išsiskiria metanas - degios dujos, kurios, gautos bioreaktoriuje, yra išgrynintos ir naudojamos buitinėms ar pramoninėms reikmėms.
- Fizikocheminė stadija.Čia suspenduotos dalelės pašalinamos, daugiausia jas klijuojant į didesnes - koaguliacija. Yra daugybė metodų - flotacija, centrifuga, garinimas, sorbentai, aeracija (oksidacija) ir kiti. Fizikiniai ir cheminiai nuotekų valymo metodai leidžia pašalinti iš skysčio visas tirpias smulkiai išsklaidytas medžiagas. Rezultatas yra pramoninis vanduo, paruoštas tiekti į vandenį. Nerekomenduojama gerti tokio skysčio.
- Dezinfekavimas yra paskutinis etapas. Dažniausi metodai yra švitinimas ultravioletiniu spinduliu, ozonacija ir chlorinimas.
Rusijoje pagrindinis dezinfekavimo būdas yra 30 minučių trunkantis chloro poveikis. Europoje šis metodas ilgą laiką buvo uždraustas. Po gryninimo teoriškai įmanoma gerti vandenį, tačiau geriau naudoti papildomą gydymą: filtravimą namuose ar virimą.
Nuotekos
Kai kuriais atvejais nuotekos ne valomos, o šalinamos. Tam naudojamas ugnies metodas - pigus ir universalus, kuriame nešvarios nuotekos patenka į apšviestą degiklį. Vanduo išgaruoja, o kietosios dalelės išdega. Taip susidaro vanduo ir anglies dioksidas. Šio metodo trūkumas yra tas, kad jis sunaudoja papildomus kuro išteklius.
Nuotekos šalinamos cheminiu būdu, susidarant nuosėdoms, tada naudokite kitas chemines medžiagas ir skaidykite nuosėdas į paprastus komponentus. Šis metodas naudojamas vandeniui išvalyti gaminant sintetinius polimerus.
Vandens valymo normos
Pagal įstatymą, prieš išleidžiant skystį į vandens telkinius, reikia nustatyti, ar jame nėra kenksmingų medžiagų. Tam išmatuojamas numatomas priimtinas užteršimo lygis, išdėstomi reikalavimai, kaip skystis turi būti išvalytas.
Laikomas:
- aplinkos našta;
- leistini taršos parametrai;
- nuotekų kiekis;
- išleidimo į vandens telkinius dažnis.
Valymo įrenginių talpa turėtų atitikti susidariusių nuotekų kiekį.
Pagrindiniai metodai
Nuotekų valymo sistema turi veikti visapusiškai, kad būtų visiškai pašalintos visos kenksmingos ir toksiškos medžiagos. Bet kurio metodo taikymas neduoda šimtaprocentinio rezultato.
Anaerobinis biologinis apdorojimas
Tai atliekama naudojant bakterijas, kurios gauna energiją nenaudodamos deguonies. Tai yra ekonomiškiausias pasirinkimas, leidžiantis nuotekų valymo lygį pasiekti iki 90%.
Efektyviausia sistema buitinėse nuotekų sistemose, kur išleidžiama išmatų masė. Anaerobiniai mikroorganizmai dedami iš koncentratų, kuriuos galima nusipirkti parduotuvėje. Tuo pačiu metu galima įrengti metano dujų, kurios išsiskiria perdirbant organines medžiagas, priėmimą. Bioreaktorius yra papildomas metodo pliusas. Norint gauti švarias dujas, galinčias degti, jos turi būti išvalytos nuo drėgmės ir anglies dioksido.
Tokie sudėtingi įrenginiai naudojami namų ūkiuose, kur auginami gyvūnai ir paukščiai. Esant dideliam kiekiui žaliavų, bioreaktorius per metus atsiskaito pats, atsižvelgiant į tai, kad savininkai naudoja dujas ir parduoda organines trąšas.
Sandėliavimas, kuriame patenka pirminės nuotekos, vadinamas virškinimo įrenginiu. Apačioje yra aktyvuotas dumblas, kuris yra granulės - bakterijų bendruomenė. Mikroorganizmai dauginasi lėtai, todėl svarbu išlaikyti optimalias jų išgyvenimo sąlygas. Temperatūra turėtų būti 30 laipsnių. Proceso metu reikia išpumpuoti dalį mikroorganizmų. Tai atliekama rankiniu būdu arba naudojant „cesspool“ mašiną. Medžiaga yra saugi - gali būti naudojama gyvuliams šerti arba kaip trąša svetainėje, nes joje yra didelis kiekis mineralų.
Anaerobinio valymo trūkumas yra nedidelis procesų greitis ir poreikis imtis papildomų priemonių organiniams komponentams pašalinti.Įranga yra brangi, bakterijoms reikia nuolat stebėti aplinkos temperatūrą.
Aerobinis nuotekų valymo metodas
Norėdami tęsti valymą, nuotekos iš viryklės siunčiamos į aeravimo baką, kuriame ir toliau veikia aerobinės bakterijos. Čia procesas spartesnis. Mikroorganizmai dauginasi aktyviau dėl deguonies.
Pageidautina, kad anaerobiniai ir aerobiniai metodai būtų naudojami kartu, nes aerobai užbaigia biologinio apdorojimo procesą.
Įranga yra atvira talpykla - dažniausiai stačiakampė gelžbetonio konstrukcija, kuri tampa skysta, anksčiau išvalyta iš kietų organinių medžiagų. Norint padidinti bakterijų populiaciją, būtina padidinti deguonies koncentraciją, o tai reikalauja įdiegti papildomą įrangą.
Yra tam tikri kiekybinės bakterijų sudėties reikalavimai. Pavyzdžiui, paprasčiausi organizmai valgo bakterijas, pašalindami senas ląsteles ir labai apaugę tam tikromis populiacijomis.
Minusas montavimas - aukšta kaina. Taip pat būtina rasti tinkamą vietą abiem rezervuarams sumontuoti.
Cheminiai ir fizikiniai-cheminiai metodai
Cheminiai metodai dažniausiai derinami su mechaniniais metodais, nes atskirai jie nesuteikia norimo gryninimo laipsnio. Naudojami vaistai, kurie neutralizuoja kenksmingas medžiagas arba oksiduoja jas į saugius junginius, kurie po to sugaunami mechaniniais filtrais ar prietaisais.
Jei nuotekos yra prisotintos rūgštiniais komponentais, jos prideda šarminių medžiagų - kalkių, hidroksidų, soda. Jei ateina šarminiai skysčiai, tada jie naudoja rūgštis - sieros arba druskos. Rezultatas - krituliai druskos pavidalu. Rūgštumui kontroliuoti naudojamas pH matuoklis.
Ozoninimas yra cheminis gryninimo metodas, kurio esmė yra organinių medžiagų oksidacija. Procesas yra greitas - per trumpą laiką galite išvalyti dideles mases vandens.
Metodo minusas yra tas, kad prieš ozonuojant būtina išvalyti nuo kietų didelių priemaišų, paprastai tai daroma virškinimo blokuose ir aeracijos rezervuaruose. Šios technologijos ir reagentų, kurie yra sukurti tam tikriems jonams, pavyzdžiui, geležies ar mangano, energijos sąnaudos taip pat yra didelės.
Fizikiniai ir cheminiai metodai naudojami, kai iš anksto išgrynintame skystyje yra ne tik tirpių, bet ir suspenduotų dalelių. Pagrindiniai iš jų yra:
- Flotacija - pneumatinė, slėginė, mechaninė, elektrinė. Dėl oro burbuliukų ir suspenduotų dalelių sąveikos atsiranda flotacijos kompleksų, kurie plūduriuoja paviršiaus paviršiuje ir yra pašalinami kitame žingsnyje.
- Jonų mainų metodas pagrįstas kai kurių dalelių pakeitimu kitomis. Valymas atliekamas su jonitiniais keitikliais - tokiomis medžiagomis kaip sintetinės dervos.
Po kelių taikymo ciklų derva turi būti regeneruota, kad būtų pašalintas užterštas sluoksnis. Naudojamos įvairios valymo schemos, kurios priklauso nuo užteršimo rūšies ir kenksmingų medžiagų koncentracijos.
Mechaniniai metodai
Nuotekų valymo smėlio gaudyklės atskiria skysčius nuo kietų netirpių dalelių - šlako, stiklo, smėlio.
Aukštos kokybės atskyrimui būtina teisingai sureguliuoti skysčio srautą per smėlio gaudyklę, kad dalelės turėtų laiko įsikurti dugne.
Gydymo įrenginių išdėstymas
Valymo įrenginiams tinka net tos vietos, kuriose požeminio vandens lygis yra žemas, kad skystis galutinai galėtų būti valomas dirvožemyje. Privačiuose namuose tai yra sklypas, paslėptas nuo smalsių akių. Pageidautina, kad kvapai, kartais atsirandantys skiliant organinėms medžiagoms, nepasiektų kaimynų.
Paprastai įranga parenkama atsižvelgiant į vietos savybes ir dirvožemio tipą. Pvz., Priemolio techninės nuotekos yra blogai absorbuojamos, todėl gali atsirasti sąstingis. Todėl yra sumontuotos kanalizacijos komunikacijos, kurios pašalina skystį iš svetainės per vamzdžius.
Remiantis sanitariniais reikalavimais, kanalizacijos bakas turėtų būti bent 50 metrų atstumu nuo geriamojo šulinio. Aplink filtravimo šulinį yra filtravimo laukai, kurių spinduliu nėra nutiesti šuliniai, skirti geriamajam vandeniui.
Būtina stebėti atstumą nuo kelio krašto - bent 3 metrus. Jei yra nutiestas elektros kabelis, kanalizacija iš jo pašalinama 1 metru. Nuo dujotiekio - 1,5 metro.
