Tratarea apelor uzate este un set de măsuri pentru eliminarea contaminanților conținuti în apele uzate menajere și industriale înainte de a le elibera în corpurile de apă. Tratarea apelor uzate se realizează la instalații speciale de epurare [1] .
Procesul de curățare este împărțit în 4 etape:
Epurarea preliminară a apelor uzate care intră în instalațiile de epurare se efectuează în vederea pregătirii acestora pentru epurare biologică. În stadiul mecanic, impuritățile grosiere și fine sunt reținute .
Instalatii pentru tratarea mecanica a apelor uzate:
Grătarele sunt folosite pentru a capta contaminanții mari de origine organică și minerală, iar sitele sunt folosite pentru a separa mai complet impuritățile grosiere . Lățimea maximă a deschiderilor pentru grătare este de 16 mm. Deșeurile de pe grătare sunt fie zdrobite și trimise pentru prelucrare în comun cu nămolurile de la stațiile de epurare, fie duse în locuri unde sunt procesate deșeuri menajere și industriale solide.
Apoi, efluenții trec prin capcane de nisip , unde particule mici (nisip, zgură, sticlă spartă etc.) sunt depuse sub acțiunea gravitației, și capcane de grăsimi , în care substanțele hidrofobe sunt îndepărtate de la suprafața apei prin flotație . Nisipul din cutiile cu nisip este de obicei depozitat sau folosit la lucrările rutiere.
Rezervoarele de decantare primare, în care apa intră în etapa următoare, sunt proiectate pentru a decanta materia organică în suspensie. Acestea sunt rezervoare din beton armat adânci de trei până la cinci metri, de formă radială sau dreptunghiulară. Efluenții sunt introduși în centrele lor de jos, sedimentele sunt colectate în groapa centrală cu raclete care trec de-a lungul întregului plan al fundului, iar un plutitor special de deasupra conduce toți contaminanții mai ușoare decât apa în buncăr.
Apa uzată astfel purificată este transferată în rezervoare primare de decantare pentru separarea solidelor în suspensie. Reducerea BOD este de 20-40% .
Ca urmare a curățării mecanice, până la 60-70% din contaminanții minerali sunt îndepărtați, iar BOD este redusă cu 30%. În plus, etapa mecanică de epurare este importantă pentru crearea unui debit uniform al apei uzate (medie) și evită fluctuațiile volumului apei uzate în stadiul biologic.
Epurarea biologică este etapa principală a epurării apelor uzate. Ea presupune purificarea părții dizolvate a poluării apelor uzate (poluare organică - COD, DBO ; substanțe biogene - azot și fosfor) printr-o biocenoză specială ( bacterii, protozoare și organisme multicelulare ), care se numește nămol activat sau biofilm .
Pot fi utilizate atât bacterii aerobe , cât și anaerobe , în funcție de prezența sau absența oxigenului atmosferic în amestecul de nămol (amestec de nămol activ și apă uzată). Aceasta este baza pentru implementarea proceselor de purificare aerobă din substanțe organice și nitrificare (oxidarea contaminanților organici și a azotului de amoniu în condiții aerobe) și denitrificare (oxidarea nitraților în azot gazos în condiții anoxice).
Din punct de vedere tehnic, există mai multe opțiuni de tratament biologic. În prezent, principalele opțiuni sunt cu nămol care plutește liber - nămol activat ( aerotankuri ), cu microorganisme atașate pe medii speciale - biofiltre și digestoare ( fermentație anaerobă ). Acestea din urmă sunt folosite pentru a produce gaz natural (metan), așa-numitul biogaz, din precipitații.
Sistemele cu nămol activ flotant liber pot fi implementate în regim de curgere (aerotank-settler) și în regim ciclic (reactoare discontinue).
Tot in tratarea biologica dupa aerotancuri exista si decantoare secundare. Pompele de nămol sunt amplasate în limpezitoarele secundare . Acestea sunt concepute pentru a îndepărta nămolul activ de pe fundul rezervoarelor secundare de decantare și a-l returna în rezervorul de aerare (nămol de retur). Excesul de nămol incremental este îndepărtat din sistem (surplus de nămol) și trimis la câmpurile de irigare .
Tratarea biologică se bazează pe capacitatea nămolului activ de a se depune, prin urmare, procesul de epurare biologică include întotdeauna două etape: 1. contactul nămolului activ cu apa contaminată pentru un anumit timp (calculat prin diverse metode), 2. decantare (procesul). de separare gravitațională a nămolului activ și a apei purificate.Pentru accelerarea procesului de separare a nămolului, cea mai modernă este tehnologia de separare prin membrane folosind membrane de ultrafiltrare.
Aceste metode sunt utilizate pentru post-tratarea impurităților dizolvate și, în unele cazuri, a solidelor în suspensie. Multe metode de tratare fizică și chimică necesită o separare preliminară profundă a solidelor în suspensie din apele uzate, pentru care procesul de coagulare este utilizat pe scară largă .
În prezent, în legătură cu utilizarea sistemelor de alimentare cu apă în circulație, utilizarea metodelor fizice și chimice de tratare a apelor uzate este în creștere semnificativă, dintre care principalele sunt:
Un pas important în tratarea apelor uzate este deshidratarea mecanică a nămolului. În prezent, există mai multe tehnologii de deshidratare - utilizând prese cu filtru cu cameră, folosind deshidratoare cu șurub cu disc , folosind prese cu bandă și folosind centrifuge ( decantoare ). Fiecare tehnologie are avantajele și dezavantajele sale (amprentă, consum de energie , cost etc.). În deshidratare, un reactiv ( floculant ) este de obicei utilizat pentru a crește eficiența deshidratării. În prezent, utilizarea centrifugelor pentru deshidratare este utilizată pe scară largă. Calitatea separării fracțiilor lichide și solide este cea mai înaltă dintre tehnologiile menționate mai sus.
Pentru dezinfectarea finală a apelor uzate destinate deversarii pe teren sau într-un rezervor se folosesc instalații de iradiere cu ultraviolete .
Pentru dezinfecția apelor uzate tratate biologic, împreună cu iradierea cu ultraviolete, care este de obicei folosită la stațiile de epurare a apelor uzate din orașele mari, se folosește și tratarea cu clor timp de 30 de minute.
Clorul a fost folosit de mult timp ca principal dezinfectant în aproape toate stațiile de epurare a apelor uzate din orașele rusești. Deoarece clorul este destul de toxic și periculos, stațiile de epurare din multe orașe rusești iau deja în considerare în mod activ alți reactivi pentru dezinfectarea apelor uzate, cum ar fi hipocloritul , dezavid (reactivul în sine și componentele sale nu sunt pe lista dezinfectanților aprobați. Componenta principală este interzisă). în UE din 09.02.2010) și ozonare .
Alături de stațiile staționare de epurare a apelor uzate, în cazurile în care este nevoie de tratare a unor volume mici sau nu în mod constant, se folosesc stații mobile de epurare a apei. De regulă, acestea constau dintr-un barbotor , un filtru de carbon , un rezervor de dezinfecție și o pompă de circulație .
În unele cazuri, curățarea mecanică și chimică nu dă rezultatele dorite. O alternativa este eliminarea termica a apelor uzate de proces prin arderea lor in cuptoare, arzatoare si diverse tipuri de instalatii. În străinătate, cuptoarele de descompunere termică (mai avansate, dar scumpe) sunt cele mai utilizate. În Rusia, metoda focului este utilizată pe scară largă - universală, fiabilă și ieftină.
Esența sa constă în faptul că efluenții de proces în stare atomizată fin dispersată sunt injectați într-o torță formată în timpul arderii combustibililor gazoși sau lichizi. În acest caz, apa se evaporă, iar impuritățile dăunătoare se descompun (ard) în componente ( CO 2 și H 2 O ). [2]
În unele orașe din Rusia, de exemplu, în Moscova și Sankt Petersburg, din motive de eufonie , instalațiile de tratament sunt numite „ stație de aerare ” (la Moscova) sau „centru de aerare” (CA) (la Sankt Petersburg). În stațiile de epurare a apelor uzate, aerarea este într-adevăr utilizată și este principalul, dar nu singurul proces.
| Poluare | |
|---|---|
| poluanti | |
| Poluarea aerului |
|
| Poluarea apei |
|
| Poluare a solului | |
| Ecologia radiațiilor |
|
| Alte tipuri de poluare | |
| Măsuri de prevenire a poluării | |
| Tratate interstatale | |
| Vezi si |
|