Sadzīves un rūpniecības notekūdeņi agrāk vai vēlāk nonāk upēs un ezeros, kas izraisa dzīvo organismu, kā arī baktēriju, kas izmanto organiskās atliekas, nāvi. Šī problēma ir aktuāla globālā mērogā. Kaunajā Klusā okeāna atkritumu vietā ir vairāk nekā 350 miljoni tonnu atkritumu - plastmasas, sveķi, stikla, kas tur nokļuva līdz ar straumēm no apdzīvotiem krastiem. Tas nepārtraukti aug un rada draudus visu jūras iedzīvotāju dzīvībai.
Problēmas steidzamība
Notekūdeņus var iedalīt sadzīves un rūpnieciskajos. Mājsaimniecība - tas ir cilvēka darbības rezultāts, viņa eksistences produkti. Tajos galvenokārt ietilpst notekūdeņi. Nokļūstot ūdenī, netīrās notekas samazina skābekļa daudzumu, veicina infekcijas, parazītu vairošanos. Ēst šādu ūdeni ir ārkārtīgi bīstami.
Notekūdeņu attīrīšanas līmenis ir atkarīgs no tā aprīkojuma kvalitātes, kas masveidā filtrē un dezinficē šķidrumu, nogādājot to ūdenstilpēs vai atpakaļ pilsētas ūdensapgādes sistēmā.
Bīstami ir arī rūpniecības atkritumi. Tie ietver:
- notekūdeņi no uzņēmumiem, kas piesātināti ar toksīniem;
- notekūdeņi pēc lauksaimniecības darbiem, kas satur fosfātus, nitrātus un citus minerālus;
- notekūdeņi ar neorganiskiem atkritumiem - smiltīm, augsnes daļiņām, smago metālu sāļiem.
Rūpniecisko šķidrumu nosacīti sadala:
- atbilstoši toksiskās iedarbības pakāpei;
- bīstamo vielu koncentrācijas;
- skābums;
- sastāvs.
Vielas tiek iedalītas konservatīvās un nekonservatīvajās. Pirmie nereaģē ar citiem komponentiem, neveido jaunas ķīmiskas saites. Tos ir grūti noņemt - tie ir smago metālu, radioaktīvo elementu, fenolu un pesticīdu sāļi. Šīs vielas praktiski nesadalās. Netīrā ūdens nekonservatīvos komponentus laika gaitā var pārstrādāt ar bioloģisko metodi - anaerobās baktērijas - tās ir organiskas atliekas.
Notekūdeņu attīrīšanai ir daudz veidu. Atkarībā no tā, kas jānoņem no ūdens, tiek izmantotas noteiktas tehnoloģijas. Piemēram, mājas notekūdeņu tīrīšanai pietiek ar divu kameru rezervuāra izveidošanu un anaerobo mikroorganismu palaišanu. Ūdens šajā gadījumā tiek iztīrīts par 70% un nonāk zemē, kur turpinās suspendēto daļiņu un organisko vielu sedimentācijas process.
Tīrīšanas posmi
Lai notekas varētu droši novadīt dabiskos rezervuāros, tām veic četrus apstrādes veidus šādā secībā:
- Mehānisks Šajā posmā notiek nešķīstošo atlikumu un cieto daļiņu atdalīšana. Tiek izmantotas dažādas režģi, ekrāni, filtri, smilšu slazdi, tauku slazdi. Režģī esošo caurumu platums nepārsniedz 1,5 cm. Mehāniskajai notekūdeņu attīrīšanai ir arī vairāki posmi. Pēc režģa notekūdeņi nonāk smilšu slazdā, kur nogulsnējas sīkas cietas daļiņas, galvenokārt smiltis. Nākamais posms ir tauku slazds. Tauki ir vieglāki par ūdeni, tāpēc tie tiek savākti uz virsmas, no kurienes tie nonāk speciālā tvertnē un tiek noņemti.
- Bioloģiskais ārstēšanas veids ietver dažādu mikroorganismu, slieku izmantošanu. Viņi spēj izmantot šķīstošās organiskās vielas un pārvērst to par drošu vielu. Tiek izmantotas aerobās un anaerobās baktērijas. Daži darbojas skābekļa klātbūtnē, bet citiem tas nav vajadzīgs. Anaerobās fermentācijas laikā izdalās metāns - degoša gāze, kas pēc nonākšanas bioreaktorā tiek attīrīta un izmantota mājas vai rūpniecības vajadzībām.
- Fizikāli ķīmiskais posms.Šeit notiek suspendēto daļiņu noņemšana, galvenokārt, salīmējot tās lielākās daļās - koagulācija. Ir daudz metožu - flotācija, centrifūga, iztvaicēšana, sorbenti, aerācija (oksidēšana) un citas. Notekūdeņu attīrīšanas fizikāli ķīmiskās metodes ļauj no šķidruma noņemt visas šķīstošās smalki izkliedētās vielas. Rezultāts ir rūpnieciskais ūdens, gatavs nosūtīšanai ūdenī. Šādu šķidrumu dzert nav ieteicams.
- Dezinfekcija ir pēdējais posms. Visizplatītākās metodes ir ultravioletā apstarošana, ozonēšana un hlorēšana.
Krievijā galvenā dezinfekcijas metode ir hlora iedarbība uz 30 minūtēm. Eiropā šī metode jau sen ir aizliegta. Pēc attīrīšanas teorētiski ir iespējams dzert ūdeni, bet labāk ir izmantot papildu apstrādi: filtrēšanu mājās vai vārīšanu.
Notekūdeņi
Dažos gadījumos notekūdeņi netiek apstrādāti, bet apglabāti. Šim nolūkam tiek izmantota uguns metode - lēta un universāla, kurā netīrie notekūdeņi iekrīt iedegtā lāpā. Ūdens iztvaiko, un cietās daļiņas izdeg. Tādējādi veidojas ūdens un oglekļa dioksīds. Šīs metodes trūkums ir tas, ka tā patērē papildu degvielas resursus.
Notekūdeņus iznīcina ķīmiski, iegūstot nogulsnes, pēc tam izmanto citas ķīmiskas vielas un sadala nogulsnes vienkāršās sastāvdaļās. Šo metodi izmanto ūdens attīrīšanai sintētisko polimēru ražošanā.
Ūdens attīrīšanas normas
Saskaņā ar likumu pirms izlietotā šķidruma nokļūšanas ūdenstilpēs ir jāidentificē, vai tajā nav kaitīgu vielu. Šim nolūkam tiek izmērīts paredzamais pieļaujamais piesārņojuma līmenis, noteiktas prasības, kā šķidrums jāattīra.
Uzskata:
- vides slogs;
- pieļaujamie piesārņojuma parametri;
- notekūdeņu daudzums;
- izplūdes biežums ūdenstilpēs.
Attīrīšanas iekārtas jaudai jāatbilst saražoto notekūdeņu apjomam.
Galvenās metodes
Notekūdeņu attīrīšanas sistēmai jādarbojas visaptveroši, lai pilnībā noņemtu visas kaitīgās un toksiskās vielas. Jebkuras metodes izmantošana nedod simtprocentīgu rezultātu.
Anaerobā bioapstrāde
To veic, izmantojot baktērijas, kuras saņem enerģiju, neizmantojot skābekli. Šī ir visrentablākā opcija, kas ļauj paaugstināt notekūdeņu attīrīšanas līmeni līdz 90%.
Visefektīvākā sistēma sadzīves notekūdeņu sistēmās, kur tiek izvadīta fekāliju masa. Anaerobos mikroorganismus pievieno no koncentrātiem, kurus var iegādāties veikalā. Tajā pašā laikā ir iespējams aprīkot metāna gāzes uztveršanu, kas izdalās organisko savienojumu apstrādes laikā. Bioreators ir metodes papildu plus. Lai iegūtu tīru gāzi, kas var sadedzināt, tā jāattīra no mitruma un oglekļa dioksīda.
Šādas sarežģītas iekārtas izmanto mājsaimniecībās, kur audzē dzīvniekus un putnus. Ar lielu daudzumu izejvielu bioreaktors gada laikā maksā par sevi, ņemot vērā, ka īpašnieki izmanto gāzi un pārdod organisko mēslojumu.
Krātuvi, kurā nokrīt primārie notekūdeņi, sauc par bioreaktoru. Apakšā ir aktīvās dūņas, kas ir granulas - baktēriju kopiena. Mikroorganismi reproducējas lēnām, tāpēc ir svarīgi saglabāt optimālus apstākļus to izdzīvošanai. Temperatūrai jābūt 30 grādu robežās. Šajā procesā kļūst nepieciešams izsūknēt daļu mikroorganismu. Tas tiek darīts manuāli vai izmantojot cesspool mašīnu. Viela ir droša - to var izmantot lopu barošanai vai kā mēslojumu uz vietas, jo tajā ir liels daudzums minerālvielu.
Anaerobās tīrīšanas trūkums ir zemais procesu ātrums un vajadzība pēc papildu pasākumiem organisko komponentu noņemšanai.Iekārtas ir dārgas, baktērijām nepieciešama pastāvīga apkārtējās vides temperatūras kontrole.
Aerobās notekūdeņu attīrīšanas metode
Lai turpinātu tīrīšanu, notekūdeņi no fermentatora tiek nosūtīti uz aerācijas tvertni, kurā turpina darboties aerobās baktērijas. Šeit process ir ātrāks. Mikroorganismi aktīvāk vairojas skābekļa klātbūtnes dēļ.
Vēlams, lai anaerobās un aerobās metodes tiktu izmantotas kopā, jo aerobi pabeidz bioloģiskās apstrādes procesu.
Iekārta ir atvērta tvertne - visbiežāk taisnstūrveida dzelzsbetona konstrukcija, kas iegūst šķidrumu, kas iepriekš attīrīts no cietām organiskām vielām. Lai palielinātu baktēriju populāciju, ir jāpalielina skābekļa koncentrācija, kas prasa uzstādīt papildu aprīkojumu.
Baktēriju kvantitatīvajam sastāvam ir noteiktas prasības. Piemēram, vienkāršākie organismi ēd baktērijas, izslēdzot vecās šūnas un ļoti aizaugušas noteiktas populācijas.
Mīnus uzstādīšana - augsta cena. Ir arī jāatrod piemērota vieta abu tvertņu uzstādīšanai.
Ķīmiskās un fizikāli ķīmiskās metodes
Ķīmiskās metodes visbiežāk tiek kombinētas ar mehāniskām metodēm, jo atsevišķi tās nedod vēlamo attīrīšanas pakāpi. Tiek izmantotas zāles, kas neitralizē kaitīgās vielas vai oksidē tās līdz drošiem savienojumiem, kurus pēc tam notver ar mehāniskiem filtriem vai ierīcēm.
Ja notekūdeņi ir piesātināti ar skābiem komponentiem, tie pievieno sārmainas vielas - kaļķi, hidroksīdus, soda. Ja nāk sārmu krājumi, tad tie izmanto skābes - sērskābi vai sālsskābi. Rezultāts ir nokrišņi sāļu formā. Skābuma kontrolei tiek izmantots pH metrs.
Ozonēšana ir ķīmiskās attīrīšanas metode, kuras būtība ir organisko savienojumu oksidēšanā. Process ir ātrs - īsā laika posmā varat notīrīt lielu daudzumu ūdens.
Metodes mīnuss ir tāds, ka pirms ozonēšanas jāveic attīrīšana no cietiem lieliem piemaisījumiem, ko parasti veic sagremotājos un aerācijas tvertnēs. Arī šīs tehnoloģijas enerģijas izmaksas un reaģenti, kas paredzēti noteiktiem joniem, piemēram, dzelzs vai mangāna, ir augsti.
Fizikāli ķīmiskās metodes izmanto, ja iepriekš attīrītā šķidrumā ir ne tikai šķīstošas, bet arī suspendētas daļiņas. Galvenie no tiem ir:
- Flotācija - pneimatiska, spiediena, mehāniskā, elektriskā. Gaisa burbuļu un suspendēto daļiņu mijiedarbības rezultātā rodas flotācijas kompleksi, kas peld virspusē putu formā un tiek noņemti nākamajā posmā.
- Jonu apmaiņas metodes pamatā ir dažu daļiņu aizstāšana ar citām. Tīrīšanu veic ar jonu apmainītājiem - tādām vielām kā sintētiskie sveķi.
Pēc vairākiem uzklāšanas cikliem sveķi ir jāatjauno, lai noņemtu piesārņoto slāni. Tiek izmantotas dažādas tīrīšanas shēmas, kas ir atkarīgas no piesārņojuma veida un kaitīgo vielu koncentrācijas.
Mehāniskās metodes
Notekūdeņu attīrīšanas smilšu slazdi atdala šķidrumus no cietām nešķīstošām daļiņām - sārņiem, stikla, smiltīm.
Augstas kvalitātes atdalīšanai ir nepieciešams pareizi pielāgot šķidruma plūsmas ātrumu pa smilšu slazdu, lai daļiņām būtu laiks nosēsties līdz apakšai.
Ārstniecības iestāžu izvietojums
Apstrādes iekārtām ir piemērotas pat vietas ar zemu gruntsūdeņu līmeni, lai šķidrumu varētu galīgi apstrādāt augsnē. Privātmājās tas ir zemes gabals, kas paslēpts no ziņkārīgo acīm. Ir vēlams, lai smakas, kas dažreiz parādās organisko savienojumu sadalīšanās laikā, nenonāk kaimiņos.
Parasti aprīkojumu izvēlas, ņemot vērā vietas īpašības un augsnes veidu. Piemēram, uz smilšmāla tehniskie notekūdeņi ir slikti absorbēti, var rasties stagnācija. Tāpēc ir uzstādīti kanalizācijas sakari, kas caur caurulēm no vietas noņem šķidrumu.
Saskaņā ar sanitārajām prasībām kanalizācijas tvertnei jāatrodas vismaz 50 metru attālumā no dzeramā urbuma. Ap filtrācijas urbumu ir filtrēšanas lauki, kuru rādiusā nav ierīkotas dzeramā ūdens urbumi.
Jāievēro attālums no ceļa malas - vismaz 3 metri. Ja ir ielikts elektrības kabelis, kanalizācija no tā tiek noņemta par 1 metru. No gāzesvada - par 1,5 metriem.
