Канализация: състав, анализ, пречистване. Пречиствателна станция за отпадъчни води

Човешката дейност, подобно на всяко друго живо същество, без съмнение е придружена от освобождаването на значително количество отпадъци. В съвременните условия почти всички от тях се отнасят в далечината от водите на канализационните реки. И накрая, почти невъзможно е да си представим нашата цивилизация без огромен брой фабрики и други предприятия, които също произвеждат отпадъчни води в много.

За процеса на обезвреждане на отпадъците

Пречистването на отпадъчни води е процес, след който отпадъчните води са подходящи за техническа употреба или за връщане в околната среда, без да се засяга последното. С една дума, методът зависи от по-нататъшната употреба на течността. Например, отпадъчните води от мивките не са същите като съдържанието на дренажните отвори, където съдържанието на тоалетната чиния пада.

Защо това е толкова важно?

През април 1993 г. повече от 400 000 души в Милуоки се озоваха в болнично легло в резултат на падане в питейната вода на криптоспоридията. След този инцидент, който получи силен отговор в СЗО, световната общност стана много по-предпазлива по отношение на течността, която тече от под крановете под прикритието на "питейна вода". Това становище се засили само след публикуването на някои случаи на епидемия в Индия, в резултат на което стотици хора загинаха. Но въпросът беше в обичайната Е. coli, която влезе във водоснабдяването от слабо обработени канали! Така че пречистването на отпадъчните води е изключително важен процес, който запазва живота и здравето на хората.

Всички замърсители коренно променят вкуса, цвета и миризмата на течност, да не говорим за неговата годност за употреба в хранителни или технически цели. Най-опасни са промишлените отпадъчни води, тъй като те често съдържат такива концентрации на тежки метали и други вещества, които са десетки и стотици пъти по-високи от най-оптимистичните МРС. Разбира се, в този случай, всичко зависи от специфичното производство, което изхвърля отпадъчни води. Канализационната система на средния град в сравнение с тях може да изглежда като „извор”, понеже в него няма радиоактивни изотопи или огромно количество тежки метали.

Класификация на запасите

Опасното замърсяване, което прави водата неподходяща за пиене и употреба за битови цели, може да се класифицира като физични, химични, биологични фактори. Отделно заслужава освобождаването на радиоактивни изотопи. Съответно, класификацията на замърсяването ще бъде идентична с причините, които ги причиняват:

• Механични фактори. Характеризира се с рязко увеличаване на най-малката механична суспензия в течността.
• Chemical. Във водата се увеличава съдържанието на всички химични съединения. Няма значение дали тези вещества могат да имат отрицателно въздействие върху здравето на човешкото тяло.
• Биологични и бактериологични (битови отпадъчни води). Много опасен вид замърсяване, тъй като в този случай се превишава водното съдържание на микроорганизмите. В самото начало на статията вече сме казали за какво става въпрос.
• Термично замърсяване. Това е наименованието на изхвърлянето в реки и други водни басейни на водоеми на топлоелектрически централи и атомни електроцентрали. Не бива да третирате този вид лекомислено, тъй като такива явления водят до масивна смърт на ендемити, приспособени към ниските температури на водата, които са характерни за нашата област.
• Радиоактивни. Радиоактивни изотопи се срещат във водите и дънните седименти. Това се случва, когато канализационната система е дефектна в някои промишлени предприятия или атомни електроцентрали.

Характеристики на основните видове отпадъци

В нашите условия най-често срещаните отпадъчни води от три вида:

• Примеси от неорганичен произход, включително дори нетоксични съединения.
• Органични вещества произход.
• Смесени канали.

Отпадъчната металургична промишленост е много опасна, тъй като съдържа огромно количество тежки метали и други токсични съединения. Те променят физическите свойства на водата. В тези води, в които тази отрова пада, всички живи същества загиват, включително дървета и друга растителност по бреговете. Органичните вещества се премахват от петролните рафинерии и подобни отрасли. В отпадъчните води има не само относително безопасно масло, но и изключително токсични феноли и подобни вещества. В допълнение, не трябва да се пренебрегват животновъдните предприятия.

Те изхвърлят огромно количество органична материя. Последното причинява рязко влошаване. органолептични свойства вода. В резервоари, в които пада отпадъчните води на предприятията, се наблюдава рязко развитие на микроскопични водорасли, цъфтящи, съдържанието на кислород намалява до минимум в течности. Умират риби и други хидробионти. Производство на електроника, включително ецване печатни платки и освобождаването на радиопродукти от различни видове, дава смесен тип отпадъчни води. Те съдържат багрила, тежки метали, ацетон, феноли и други съединения.

Опасност от попадане на масло във водата

Понастоящем учените от целия свят предизвикват тревога, тъй като огромно количество петрол навлиза в Световния океан. Образува на повърхността на водата най-тънкия филм, който понякога може да се види само от дъгови ивици. Това не само води до значително влошаване на органолептичните свойства на течността, но и до рязко намаляване на снабдяването с кислород, който навлиза в океана чрез дифузия. Отново страдат хидробионтите, а липсата на това вещество засяга най-вече коралите, чийто брой в моретата и океаните намалява драстично всяка година. Само 10 мг масло и нефтопродукти правят водата напълно неподходяща за пиене и живи същества.

Изключително опасни феноли, които многократно споменахме по-горе. Те присъстват в канализацията на почти всички промишлени предприятия. Това важи особено за тези от тях, които се занимават с производството на кокс. При наличието на тези вещества се наблюдава масивна смърт на жителите на езера, реки, морета и океани, а самата вода придобива изключително неприятна, гниеща миризма.

Какви вещества са в тях?

В пречиствателната станция попадат отпадъчните води от следния състав:

• Протеини - 28%.
• Въглехидрати - 17.5%.
• Мастни киселини - 10%.
• Масла, мазнини - 27%.
• Препарати - 7%.

Както виждате, основният дял на замърсителите е органичен. В промишлени условия е безсмислено да се обсъжда всеки състав на отпадъчните води, тъй като във всеки случай той е свой. По-специално, в някои случаи се твърди, че пречистената "вода" се изхвърля директно в реката (!), Която на вид и състав наподобява използваното моторно масло.

Основни източници на замърсяване

По правило промишлените и социалните съоръжения, както и животновъдните и птицефермите са виновни за замърсяването на околната среда. Твърдите отпадъци, генерирани от открития добив на полезни изкопаеми, са много опасни, както и канализацията, която се образува в процеса на дървопреработка. Водният и железопътният транспорт дават много отпадъци от биологичен произход. Когато се изхвърлят във водни източници, те причиняват засяването им с Escherichia coli или хелминтни яйца. Особено опасно е, когато има медицинско заведение нагоре по течението.

Обща информация за процеса на почистване

Обработката включва следните методи:

• Механична. Това включва филтриране, което се използва от всички пречиствателни станции за отпадъчни води, както и утаяване.
• Физическа. Това електролиза, аерация, пречистване на отпадъчни води чрез ултравиолетова радиация.
• Химични методи. Специални състави се използват за утаяване и дезинфекция на вещества, които могат да се съдържат в отпадъчните води.
• Биологично пречистване на отпадъчни води. В този случай се използват растения, които асимилират органична материя, както и някои видове протозои, охлюви и риби.

Обща обработка

Преди началото на обработката се извършва подготвителна работа По-точно анализът на отпадъчните води. Специалистите от химическите лаборатории определят какви замърсители съдържат. Тя помага да се избере най-добрата стратегия за неутрализирането им. Общата процедура за пречистване на отпадъчните води включва скрининг на: прахови частици, бактерии, водорасли, растения, неорганични примеси и органични вещества. Отстраняването на твърдите частици е най-лесната стъпка. Тя включва филтрация и утаяване чрез утаяване. Много по-трудно е да се почистват отпадъчните води от тънки суспензии, които не се задържат с конвенционални филтриращи материали.

Един от най-простите и евтини методи, които въпреки това осигуряват висока степен на пречистване, е използването на активен въглен. Филтрите с този материал се използват в почти всички предприятия, чието управление е сериозно за опазване на околната среда.

Как действа активният въглен?

Основното предимство на въглищата е неговият висок абсорбционен капацитет. Казано по-просто, на повърхността на частиците на това вещество има толкова много пори, че те могат да улавят такова количество замърсяващи водата съединения, които са няколко пъти по-големи от обема на въглищата. Този процес на улавяне, свързване на замърсяващи реагенти се нарича абсорбция. Трябва да се отбележи, че за да пречистим питейната вода, въглищата са били използвани преди нашата ера. Активни изследвания и производство на този материал започнаха по време на двете световни войни. Фактори, влияещи върху абсорбцията, са размерът на частиците, площта на повърхността, структурата на веществото, което ще бъде свързано, киселинността на средата (рН-фактор), температурата, която има отпадъчната вода.

Какви вещества могат да свържат активен въглен?

Въгленът абсорбира много вещества, вариращи от цветни метали до сложни органични съединения (например, феноли). Разбира се, тя няма да предпазва от радиоактивни съединения, но е възможно да се отстранят основните видове неорганични и органични примеси с негова помощ.

Коагулация на замърсители

В някои случаи за почистване могат да се използват специални течности, които съдържат частици от колоидни вещества. За какво са? Всичко е просто - микроскопичните частици, съчетаващи се с молекули замърсители, ги карат да се утаяват. Явлението е известно като коагулация. В някои пречиствателни станции се използва и електролиза. Методът е подобен на предишния, тъй като произведените чрез този процес йони също допринасят за отлагането на замърсители.

Напротив, съвременните изследователи все повече предлагат методи, които използват масивни молекули, които могат по-ефективно да свързват и утаяват замърсителите. Този процес се нарича флокулация.

Използвани химикали

Както казахме, пречистването на отпадъчни води може да включва използването на отрицателно заредени йони. Исторически, за тези цели се използва алуминиев сулфат както и вар. Тези съединения предизвикват рязка промяна в рН на водата, което води до смъртта на патогенни микроорганизми, които се съдържат в много от канализацията. В някои случаи могат да се използват вещества, базирани на фери. Някои химици смятат, че подобни методи могат да бъдат използвани от египтяните две хиляди години преди нашата ера. Отлично органично утаяване калиев перманганат.

Повече за метода на уреждане

Каквото и да беше, но свързаната с нея органична материя попада под формата на люспи или гел. Тези утайки могат лесно да бъдат уловени с помощта на обикновен механичен филтър. Този метод работи най-добре при относително плътни частици (като тиня и други тежки органични примеси), докато по-леките частици (като микроскопичните водорасли) са по-добре отстранени чрез утаяване. Утаителната вана трябва да е достатъчно голяма, така че нейното пълнене да протича възможно най-бавно. Това се дължи на факта, че нормалният ход на процеса изисква поне четири часа. След като органичните и неорганичните примеси се утаят на дъното, водата може да се счита за условно пречистена, подходяща за техническа употреба. Този метод се използва по-често за предварителна обработка на отпадъчните води.

След това идва ред на аерация. Водата навлиза в гигантски резервоари, където сгъстеният въздух попада под високо налягане, което се изхвърля в течността чрез пръскачки. Виждали ли сте някога как един компресор работи в обикновен аквариум? В този случай се случва същото. Аерацията ви позволява да наситите водата с кислород и да утаяват останалите органични примеси. След тази обработка течността най-често се подава в специални водоеми, засадени с по-висока водна растителност (биологично пречистване на отпадъчни води). И едва тогава водата се счита за подходяща за техническа употреба. Тя може да се полива засаждане на зеленчуци и плодове, както и изхвърля в естествени резервоари.