Mechaniniai nuotekų valymo metodai

Buitinės ir pramoninės nuotekos anksčiau ar vėliau patenka į upes ir ežerus, o tai sukelia gyvų organizmų, taip pat bakterijų, naudojančių organines liekanas, mirtį. Ši problema yra aktuali Žemės mastu. Liūdnai pagarsėjusiame Ramiojo vandenyno šiukšlių lope yra per 350 milijonų tonų šiukšlių - plastiko, dervos, stiklo -, kurios ten pateko kartu su srovėmis iš apgyvendintų krantų. Jis nuolat auga ir kelia grėsmę visų jūrų gyvybių gyvybei.

Problemos aktualumas

Nuotekos gali būti maždaug suskirstytos į buitines ir pramonines. Namai yra žmogaus veiklos rezultatas, jo egzistavimo produktai. Tai visų pirma apima kanalizacijos sistemą. Patekusios į vandenį, nešvarios nuotekos sumažina deguonies kiekį, prisideda prie infekcijų ir parazitų dauginimosi. Tokį vandenį vartoti yra labai pavojinga.

Nuotekų valymo lygis priklauso nuo įrangos, kuri masiškai filtruoja ir dezinfekuoja skysčius, grąžinant juos į vandens telkinius ar atgal į miesto vandens tiekimo sistemą, kokybės.

Pramoninės atliekos taip pat yra pavojingos. Jie apima:

• įmonių nuotekos, prisotintos toksinų;
• žemės ūkio darbų nuotėkis, kuriame yra fosfatų, nitratų ir kitų mineralų;
• nuotekos su neorganinėmis atliekomis - smėliu, dirvožemio dalelėmis, sunkiųjų metalų druskomis.

Pramoninis skystis paprastai skirstomas:

• pagal toksinio poveikio laipsnį;
• pavojingų medžiagų koncentracija;
• rūgštingumas;
• kompozicija.

Medžiagos skirstomos į konservatyvias ir nekonservatyvias. Pirmieji nereaguoja su kitais komponentais, nesudaro naujų cheminių jungčių. Jas sunku pašalinti - tai sunkiųjų metalų druskos, radioaktyvūs elementai, fenoliai ir pesticidai. Šios medžiagos praktiškai nesuyra. Nekonservatyvūs nešvaraus vandens komponentai laikui bėgant gali būti perdirbami biologiniu metodu - anaerobinėmis bakterijomis - tai yra organinės liekanos.

Yra daugybė nuotekų valymo būdų. Priklausomai nuo to, ką reikia pašalinti iš vandens, naudojamos tam tikros technologijos. Pavyzdžiui, norint išvalyti buitines nuotekų sistemas, pakanka pastatyti dviejų kamerų rezervuarą ir pradėti anaerobinius mikroorganizmus. Tokiu atveju vanduo išgryninamas 70% ir patenka į žemę, kur tęsiasi suspenduotų dalelių ir organinių medžiagų nusėdimo procesas.

Valymo žingsniai

Kad nuotekas būtų galima saugiai išleisti į natūralius rezervuarus, jie valomi keturiais būdais tokia seka:

1. Mechaninis. Šiame etape atsiranda netirpių likučių ir kietųjų dalelių atskyrimas. Naudojami įvairūs tinkleliai, sietai, filtrai, smėlio gaudyklės, riebalų gaudyklės. Tinklelio skylių plotis yra ne didesnis kaip 1,5 cm. Mechaninis nuotekų valymas taip pat turi keletą etapų. Po grotelių nuotekos patenka į smėlio gaudyklę, kur nusėda smulkios kietos dalelės, daugiausia smėlis. Kitas etapas yra riebalų gaudyklė. Riebalai yra lengvesni už vandenį, todėl kaupiasi ant paviršiaus, iš kur patenka į specialų rezervuarą ir pašalinami.
2. Biologinis valymo būdas apima įvairių mikroorganizmų, sliekų naudojimą. Jie sugeba šalinti tirpias organines medžiagas ir paversti jas nekenksmingomis medžiagomis. Naudojamos aerobinės ir anaerobinės bakterijos.Vieni dirba esant deguoniui, o kitiems jo nereikia. Anaerobinės fermentacijos metu išsiskiria metanas - degios dujos, kurios, gautos bioreaktoriuje, išgryninamos ir naudojamos buitinėms ar pramoninėms reikmėms.
3. Fizikocheminė stadija. Čia pašalinamos suspenduotos dalelės, daugiausia klijuojant jas į didesnes - krešėjimą. Yra daugybė metodų - flotacija, centrifuga, garinimas, sorbentai, aeravimas (oksidacija) ir kiti. Fizikocheminiai nuotekų valymo metodai leidžia iš skysčio pašalinti visas tirpias smulkiai disperguotas medžiagas. Dėl to gaunamas pramoninis vanduo, paruoštas siųsti į rezervuarus. Šio skysčio gerti nerekomenduojama.
4. Dezinfekcija yra paskutinis žingsnis. Dažniausiai naudojami ultravioletiniai spinduliai, ozonavimas, chlorinimas.

Rusijoje pagrindinis dezinfekavimo metodas yra 30 minučių veikimas chloru. Europoje šis metodas jau seniai uždraustas. Išvalius vandenį teoriškai galima gerti, tačiau geriau taikyti papildomą apdorojimą: filtravimas namuose arba virinimas.

Nuotekų šalinimas

Kai kuriais atvejais nuotekos nėra valomos, o šalinamos. Tam naudojamas šaudymo metodas - pigus ir universalus, kai purvini kanalizacijos kanalai patenka į uždegtą deglą. Vanduo išgaruoja ir kietosios medžiagos sudeginamos. Taip susidaro vanduo ir anglies dioksidas. Šio metodo trūkumas yra tas, kad jam sunaudojami papildomi kuro ištekliai.

Nuotekos šalinamos cheminiu metodu, pasiekiant nuosėdas, po to naudojamos kitos cheminės medžiagos ir nuosėdos skaidomos į paprastus komponentus. Šis metodas naudojamas vandeniui išvalyti gaminant sintetinius polimerus.

Vandens valymo standartai

Pagal įstatymą, prieš atliekų skysčių patekimą į vandens telkinius reikia nustatyti, ar nėra kenksmingų medžiagų. Tam matuojamas apytikslis leistinas užterštumo lygis, nustatomi reikalavimai, kaip skystis turi būti gryninamas.

Atsižvelgiama į:

• našta aplinkai;
• leistini taršos parametrai;
• nuotekų kiekis;
• išmetimo į vandens telkinius dažnumas.

Valymo įrenginio talpa turi atitikti pagamintų nuotekų tūrį.

Pagrindiniai metodai

Nuotekų valymo sistema turi veikti visapusiškai, kad būtų visiškai pašalintos visos kenksmingos ir toksiškos medžiagos. Bet kurio vieno metodo naudojimas neduoda šimto procentų rezultato.

Anaerobinė bioremediacija

Tai atliekama pasitelkus bakterijas, kurios gauna energiją nenaudodamos deguonies. Tai yra ekonomiškiausias variantas, leidžiantis nuotekų valymo lygį padidinti iki 90%.

Veiksmingiausia sistema yra buitinių nuotekų įrenginiuose, kur išleidžiamos išmatos. Anaerobinių mikroorganizmų dedama iš koncentratų, kuriuos galima įsigyti parduotuvėje. Tuo pačiu metu galima įrengti metano dujų, kurios išsiskiria apdorojant organines medžiagas, priėmimą. Bioreaktorius yra papildomas metodo pliusas. Norėdami gauti švarias dujas, galinčias degti, jas reikia išvalyti nuo drėgmės ir anglies dioksido.

Tokie sudėtingi įrenginiai naudojami namų ūkiuose, kuriuose auginami gyvūnai ir paukščiai. Turėdamas didelius žaliavų kiekius, bioreaktorius atsiperka per metus, atsižvelgiant į tai, kad savininkai naudoja dujas ir parduoda organines trąšas.

Saugykla, kur patenka pirminės nuotekos, vadinama virškintuvu. Apačioje yra aktyvuotas dumblas, kuris yra granulės - bakterijų bendrijos. Mikroorganizmai dauginasi lėtai, todėl svarbu išlaikyti optimalias jų išgyvenimo sąlygas. Temperatūra turėtų būti 30 laipsnių. Darbo metu tampa būtina išpumpuoti kai kuriuos mikroorganizmus. Tai daroma rankiniu būdu arba naudojant kanalizacijos mašiną. Medžiaga yra saugi - ją galima naudoti gyvuliams šerti arba kaip trąšas vietoje, nes joje yra didelis kiekis mineralų.

Anaerobinio gryninimo trūkumas yra mažas procesų greitis ir būtinybė imtis papildomų priemonių organiniams komponentams pašalinti. Įranga yra brangi, bakterijoms reikia nuolat stebėti aplinkos temperatūrą.

Aerobinis nuotekų valymas

Norint tęsti valymą, virškinimo aparato nuotekos siunčiamos į aeracijos baką, kuriame toliau veikia aerobinės bakterijos. Čia procesas yra greitesnis. Mikroorganizmai aktyviau dauginasi dėl deguonies buvimo.

Pageidautina, kad anaerobiniai ir aerobiniai metodai būtų naudojami kartu, nes aerobai užbaigia biologinį apdorojimo procesą.

Įranga vaizduojama atvirais konteineriais - dažniausiai gelžbetoninėmis stačiakampėmis konstrukcijomis, į kurias patenka skysčio, anksčiau išvalyto iš kietų organinių medžiagų. Norint padidinti bakterijų populiaciją, būtina padidinti deguonies koncentraciją, todėl reikia įdiegti papildomą įrangą.

Yra tam tikrų bakterijų kiekybinės sudėties reikalavimų. Pavyzdžiui, paprasčiausi organizmai valgo bakterijas, pašalindami senas ląsteles ir labai peraugusias tam tikras populiacijas.

Diegimo trūkumas yra didelė kaina. Taip pat būtina rasti tinkamą vietą abiems bakams sumontuoti.

Cheminiai ir fizikocheminiai metodai

Cheminiai metodai dažniausiai derinami su mechaniniais, nes atskirai jie nesuteikia norimo gryninimo laipsnio. Naudojami preparatai, neutralizuojantys kenksmingas medžiagas arba oksiduojantys juos iki saugių junginių, kuriuos vėliau užfiksuoja mechaniniai filtrai ar prietaisai.

Jei nuotekos yra prisotintos rūgštinių komponentų, į jas pridedamos šarminės medžiagos - kalkės, hidroksidai, soda. Jei tiekiami šarminiai skysčių atliekos, tada naudojamos rūgštys - sieros arba druskos. Dėl to nuosėdos gaunamos druskų pavidalu. Rūgštingumui kontroliuoti naudojamas pH matuoklis.

Ozonavimas yra cheminis gryninimo metodas, kurio esmė yra organinių medžiagų oksidacija. Procesas yra greitas - per trumpą laiką galima išvalyti dideles vandens mases.

Metodo trūkumas yra tas, kad prieš ozonavimą būtina išvalyti nuo kietų didelių priemaišų, kurios paprastai atliekamos virškintuvuose ir aeracijos rezervuaruose. Be to, šios technologijos ir reagentų, skirtų tam tikriems jonams, pavyzdžiui, geležies ar mangano, energijos sąnaudos yra didelės.

Fizikocheminiai metodai naudojami, kai iš anksto išgrynintame skystyje yra ne tik tirpių, bet ir suspenduotų dalelių. Pagrindiniai yra:

• Flotacija - pneumatinė, slėginė, mechaninė, elektrinė. Dėl oro burbuliukų ir suspenduotų dalelių sąveikos atsiranda flotacijos kompleksai, kurie putplasčio pavidalu nuplaukia į paviršių ir pašalinami kitame etape.
• Jonų mainų metodas pagrįstas kai kurių dalelių pakeitimu kitomis. Valymas atliekamas jonų mainais - tokiomis medžiagomis kaip sintetinės dervos.

Derva turi būti regeneruota po kelių naudojimo ciklų, kad būtų pašalintas užterštas sluoksnis. Naudojamos įvairios valymo schemos, kurios priklauso nuo taršos rūšies ir kenksmingų medžiagų koncentracijos.

Mechaniniai metodai

Nuotekų valymo smėlio gaudyklės skysčius atskiria nuo kietų netirpių dalelių - šlako, stiklo, smėlio.

Norint kokybiškai atskirti, būtina teisingai sureguliuoti skysčio srautą per smėlio gaudyklę, kad dalelės spėtų nusėsti į dugną.

Gydymo įstaigų įrengimas

Valymo įrenginiams tinka plokščios vietos su žemu gruntinio vandens lygiu, kad skystis galėtų būti galutinai valomas žemėje. Privačiuose namuose tai yra sklypas, paslėptas nuo pašalinių akių. Pageidautina, kad organinių medžiagų skilimo metu kartais atsirandantys kvapai nepasiektų kaimynų.

Paprastai įranga parenkama atsižvelgiant į vietovės ypatybes ir dirvožemio tipą. Pavyzdžiui, priemoliuose techninės nuotekos blogai absorbuojamos, gali atsirasti sąstingis.Todėl įrengiamos drenažo komunikacijos, kurios vamzdžiais pašalina skystį iš aikštelės.

Pagal sanitarinius reikalavimus kanalizacijos bakas turi būti bent 50 metrų atstumu nuo geriamojo šulinio. Aplink filtravimo šulinį yra filtravimo laukai, kurių spinduliu geriamam vandeniui skirti šuliniai nėra klojami.

Būtina išlaikyti atstumą nuo kelio krašto - bent 3 metrus. Jei yra nutiestas elektros kabelis, kanalizacija nuo jo pašalinama 1 metru. Nuo dujotiekio - 1,5 metro.