Пречишћавање отпадних вода

С Википедије, слободне енциклопедије
Постројење за пречишћавање отпадних вода у Куксхавену, Немачка
Дијаграм типичног аерисаног базена

Пречишћавање отпадних вода је поступак који се користи за уклањање загађујућих материја из отпадних вода или канализације и њихово претварање у отпадне воде које се могу вратити у циклус воде са прихватљивим утицајем на животну средину или поново користити у разне сврхе.[1] Процес пречишћавања одвија се у постројењу за пречишћавање отпадних вода (ППОВ), које се у случају кућних отпадних вода назива и Постројење за опоравак водних ресурса или Постројење за пречишћавање градских отпадних вода. Загађујуће материје у отпадним водама се уклањају, мењају или разграђују током процеса пречишћавања.

Третман отпадних вода део је свеобухватне области санитације. Санитација обухвата управљање људским отпадом и чврстим отпадом као и управљање атмосферским (дренажним) водама.[2] Главни нуспроизвод из постројења за пречишћавање отпадних вода је муљ из канализације који се обично третира у истом или другом постројењу за пречишћавање отпадних вода.[3] ‍:Ch.14 Биогас може бити други нуспроизвод ако се користе анаеробни процеси пречишћавања.

Процеси[уреди | уреди извор]

Процеси који су укључени у третман отпадних вода укључују физичке процесе као што су таложење или флотација и биолошке процесе као што су аерисане лагуне, активни муљ или био-филмови у капајућим филтерима. Друге физичке методе попут филтрирања кроз сита могу се користити у специјалним околностима, као што је одвајање воде из муља из отпадне воде.

Канализацијом се вода мора довести до постројења за пречишћавање одговарајућим цевима и инфраструктуром, а сам процес мора бити регулисан и контролисан. Неке отпадне воде захтевају специјалне методе пречишћавања. На најједноставнијем нивоу, пречишћавање канализационе и већине отпадних вода врши се одвајањем чврстих материја од течности, обично седиментацијом. Поступним претварањем раствореног материјала у чврсте материје, обично у биолошке флокуле, која се затим таложе, ствара се све чистији ефлуент.[3][4]

Одвајање фаза[уреди | уреди извор]

Таложници се широко користе за пречишћавање отпадних вода.

Одвајањем фаза нечистоће се издвајају у не-водену фазу. Одвајање фаза може се десити у средњим тачкама третмана ради уклањања чврстих материја насталих током оксидације. Масти и уља могу се издвојити за гориво или сапонификацију. Чврсте материје често захтевају згушњавање и исушивање муља у постројењу за пречишћавање отпадних вода. Опције одлагања осушених чврстих супстанци варирају у зависности од врсте и концентрације нечистоћа уклоњених из воде.[5]

Примарни таложник постројења за пречишћавање отпадних вода у Дрезден-Кадизу, Немачка

Седиментација[уреди | уреди извор]

Чврсте материје попут камена, песка и шљунка могу се уклонити из отпадних вода гравитацијом када су разлике у густини довољне да се турбуленцијом превазиђе дисперзија. То се типично постиже коришћењем канала за песак дизајнираног тако да произведе оптималну брзину протока који омогућава да се камен и песак исталожи а остале чврсте супстанце мање густине пренесу у следећу фазу третмана. Гравитациона сепарација чврстих супстанци је примарни третман отпадних вода, а уређаји се називају „примарни таложници“ или „примарни седиментациони танкови".[6] Такође се широко користи за пречишћавање других врста отпадних вода. Чврсте материје гушће од воде акумулираће се на дну таложних базена. Сложенији уређаји такође имају скимере за истовремено уклањање плутајућих масноћа као што су пена од сапуна и чврстих супстанци као што су перје, дрвени комадићи или кондоми. Уређаји попут сепаратора уља и воде посебно су дизајнирани за одвајање не-поларних течности.[7]

Оксидација[уреди | уреди извор]

Оксидација смањује биохемијску потребу кисеоника отпадних вода и може смањити токсичност неких нечистоћа. Секундарни третман претвара органска једињења у угљен-диоксид, воду и органске материје које се могу поново користити. Хемијска оксидација се широко користи за дезинфекцију.

Аерациони танк процеса активног муља у постројењу за пречишћавање отпадних вода у Дрезден-Кадизу, Немачка

Биохемијска оксидација[уреди | уреди извор]

Секундарни третман биохемијском оксидацијом растворених и колоидних органских једињења широко се користи у системима за пречишћавање и применљив је на неке пољопривредне и индустријске отпадне воде. Биолошка оксидација ће првенствено уклонити органска једињења корисна као храна за екосистем третмана. Концентрација неких мање сварљивих једињења може се смањити ко-метаболизмом. Ефикасност уклањања ограничена је минималном концентрацијом хране потребном за одржавање екосистема третмана.[8]

Хемијска оксидација[уреди | уреди извор]

Хемијска (укључујући електрохемијску) оксидација користи се за уклањање неких перзистентних органских загађивача и концентрација које преостану након биохемијске оксидације.[9] Дезинфекција хемијском оксидацијом убија бактерије и микробиолошке патогене додавањем озона, хлора или хипохлорита у отпадне воде.[3] ‍:1220

Финализација[уреди | уреди извор]

Финализација се односи на третмане који следе након горе наведених метода. Ови третмани се такође могу користити независно за неке индустријске отпадне воде. Оксидо-редукција или подешавање рН вредности минимизира хемијску реактивност отпадних вода након хемијске оксидације.[10] Филтрација активним угљем уклања преостале загађујуће материје и нечистоће хемијском апсорпцијом на активни угаљ.[3] ‍:1138 Филтрација кроз песак (калцијум-карбонат) или филтере од тканине је најчешћи метод који се користи у пречишћавању комуналних отпадних вода.

Врсте постројења за пречишћавање[уреди | уреди извор]

Поглед на постројење за пречишћавање отпадних вода Антверпен-Зуид, смештено на југу агломерације Антверпен (Белгија)

Постројења за пречишћавање отпадних вода могу се разликовати према врсти отпадне воде која се пречишћава, односно да ли је то градска канализација, индустријска отпадна вода, пољопривредна отпадна вода или процедна вода.

Постројења за пречишћавање градске канализације[уреди | уреди извор]

Типично комунално постројење за пречишћавање канализације у индустријализованој земљи може обухватати примарни третман за уклањање чврстог материјала, секундарни третман за третман раствореног и суспендованог органског материјала, као и хранљивих састојака азота и фосфора, и - понекад, али не увек - дезинфекцију ради убијања патогених бактерија. Муљ из канализације који се производи у постројењима за пречишћавање отпадних вода подвргава се обради. Веће општине често укључују фабрике које испуштају индустријске отпадне воде у општински канализациони систем. Појам „уређај за пречишћавање градских отпадних вода“ понекад се замењује изразом „уређај за пречишћавање отпадних вода“.[3]

Терцијарни третман[уреди | уреди извор]

Терцијарни третман је термин који се примењује на методе финализације које се користе у складу са традиционалним редоследом третмана канализације. Терцијарни третман се све више примењује у индустријским земљама, а најчешће технологије су микро филтрација или синтетичке мембране. Након мембранске филтрације, пречишћене отпадне воде готово се не разликују од вода природног порекла квалитета за пиће (без минерала). Нитрати се могу уклонити из отпадних вода природним процесима у мочварама, али и микробиолошком денитрификацијом.[11] Третман отпадних вода озоном све је популарнији и захтева употребу генератора озона који деконтаминира воду док озонски мехурићи продиру кроз резервоар. Најновија и врло обећавајућа технологија третмана је употреба аеробне гранулације.[12]

Постројења за пречишћавање индустријских отпадних вода[уреди | уреди извор]

Флотација раствореног ваздуха се широко користи у рафинеријама нафте, хемијским погонима и фабрикама папира

Одлагање отпадних вода из индустријског постројења је тежак и скуп проблем. Већина рафинерија нафте, хемијских и петрохемијских постројења[3] ‍:1412 [13] има постројења за пречишћавање отпадних вода тако да концентрације загађивача у пречишћеним отпадним водама буду у складу са локалним и/или националним прописима у вези са одводом отпадних вода у постројења за пречишћавање града или у реке, језера или океане. Изграђене вештачке мочваре (лагуне) се користе у све већем броју случајева јер пружају висококвалитетан и продуктиван третман на лицу места. Други индустријски процеси који производе пуно отпадних вода, као што је производња папира и целулозе, неповољни су за животну средину, што је довело до развоја процеса за рециклирање употребе воде у погонима пре пречишћавања и одлагања.[14]

Постројења за пречишћавање индустријских отпадних вода потребна су тамо где комунална постројења за пречишћавање нису доступна или не могу адекватно третирати одређене индустријске отпадне воде. Постројења за индустријске отпадне воде могу смањити трошкове сирове воде претварањем неких отпадних вода у обновљену воду која се користи у различите сврхе. Индустријска постројења за пречишћавање отпадних вода могу смањити накнаде за пречишћавање отпадних вода које се сакупљају у комуналним постројењима за пречишћавање отпадних вода претходном пречишћавањем отпадних вода како би се смањиле концентрације загађујућих материја утврђене за одређивање корисничких накнада.[15]

Иако трошкови могу фаворизовати употребу великог комуналног постројења за пречишћавање отпадних вода за испуштање малих количина индустријске отпадне воде, пречишћавање и испуштање индустријске отпадне воде може бити јефтиније.[16]

Индустријско постројење за пречишћавање отпадних вода може садржати једно или више следећих уређаја, а не уобичајени редослед примарног, секундарног и дезинфекционог третмана као код градских отпадних вода:

  • АПИ сепаратор уље-вода, за уклањање уљне фазе из отпадних вода.[17]
  • Пречишћивач (таложник) за уклањање чврстих материја из отпадних вода.[18]
  • Груби филтер за смањење биохемијске потребе кисеоника у отпадној води.[19]
  • Постројење за филтрирање активним угљем, за уклањање токсичних растворених органских једињења из отпадних вода.[20]
  • Напредни систем електродијализе са мембранама за јонску размену.

Постројења за пречишћавање отпадних вода из пољопривреде[уреди | уреди извор]

Пречишћавање отпадних вода из пољопривреде, попут производње млека и јаја, може се изводити у постројењима која користе механизоване јединице за пречишћавање сличне онима описаним под индустријским отпадним водама; али тамо где је земљиште доступно за базене, таложне базене и факултативне лагуне, могу имати ниже оперативне трошкове из циклуса узгоја или жетве.[21]

Многе фарме генеришу не-тачкасте изворе загађења површинским отицањем, које се не контролише преко уређаја за пречишћавање. Пољопривредници могу увести контролу ерозије и применити планове управљања хранљивим састојцима ради контроле загађења испуштањем отпадне воде.[22][23] ‍:pp. 4–95–4–96

Постројења за пречишћавање процедних вода[уреди | уреди извор]

Постројења за пречишћавање процедних вода користе се за третман процедних вода са депонија. Могућности третмана укључују: биолошки третман, механички третман ултрафилтрацијом, третман филтерима са активним угљем, електрохемијски третман, укључујући електрокоагулацију разним заштићеним технологијама и мембранску филтрацију реверзном осмозом.[24]

Одлагање или поновна употреба[уреди | уреди извор]

Будући да су одлагање или поновна употреба циљеви пречишћавања отпадних вода, одлагање или поновна употреба су основа за одлуке о системима пречишћавања. Прихватљиве концентрације нечистоћа могу се разликовати у зависности од врсте употребе или места одлагања. Трошкови превоза често зависе од места одлагања, али скупи захтеви за третман могу подстаћи избор места одлагања на основу концентрација нечистоћа. Одлагање у океане подлеже међународним споразумима. Међународни уговори такође могу регулисати одлагање у реке које прелазе границе. Водна тела која су у потпуности у надлежности једне државе могу бити подложна прописима више локалних самоуправа. Прихватљиве концентрације нечистоћа могу се широко разликовати у различитим јурисдикцијама за одлагање отпадних вода.[25]

Поновна употреба отпадних вода је од суштинског значаја за унапређење свести и смањење загађивања водних тела. Поновно коришћена вода може се користити у више сврха, као што је наводњавање усева и пејзажа, допуњавање подземне воде или у рекреативне сврхе. Постоје два начина поновне употребе отпадне воде: директна и индиректна поновна употреба. Директна поновна употреба подразумева коришћење пречишћене отпадне воде каква је, а индиректна поновна употреба је разређивање пречишћене отпадне воде другим извором воде пре даље употребе.[26]

Глобална ситуација[уреди | уреди извор]

На глобалном нивоу се процењује да се 52% отпадних вода пречишћава.[27] Међутим, стопе пречишћавања отпадних вода су широм света неједнаке. На пример, док земље са високим приходима третирају приближно 74% својих отпадних вода, земље са ниским приходима третирају у просеку само 4,2%. Побољшање третмана отпадних вода широм света је пресудно за смањење загађења животне средине и постизање побољшања квалитета воде. Из тог разлога Циљ 6 одрживог развоја УН из 2015. године има циљ 6.3 који је формулисан на следећи начин: „До 2030. побољшати квалитет воде смањењем загађења, елиминисањем одлагања и смањењем испуштања опасних хемикалија и материјала, преполовљивањем удела непречишћених отпадних вода и значајним повећањем рециклаже и безбедне поновне употребе на глобалном нивоу“.[28]

Удео отпадних вода из домаћинстава које се безбедно пречишћавају (у 2018. години) [28]

Види још[уреди | уреди извор]

Референце[уреди | уреди извор]

  1. ^ „wastewater treatment | Process, History, Importance, Systems, & Technologies”. Encyclopedia Britannica (на језику: енглески). 29. 10. 2020. Приступљено 2020-11-04. 
  2. ^ „Sanitation”. Health topics. World Health Organization. Приступљено 2020-02-23. 
  3. ^ а б в г д ђ Metcalf & Eddy, Inc. (2003). Wastewater Engineering: Treatment and Reuse (4th изд.). New York: McGraw-Hill. ISBN 0-07-112250-8. 
  4. ^ Primer for Municipal Waste water Treatment Systems (Извештај). Washington, DC: US Environmental Protection Agency (EPA). EPA 832-R-04-001. .
  5. ^ Ajay Kumar Mishra Smart Materials for Waste Water Applications ,Wiley-Scrivener 2016 ISBN 111904118X https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9781119041214
  6. ^ Gupta, Ashok; Yan, Denis, ур. (2016-01-01), „Chapter 16 - Gravity Separation”, Mineral Processing Design and Operations (Second Edition) (на језику: енглески), Amsterdam: Elsevier: 563—628, ISBN 978-0-444-63589-1, Приступљено 2020-11-30 
  7. ^ Weber, стр. 111–138
  8. ^ Steel & McGhee, стр. 477–521
  9. ^ Weber, стр. 363–408
  10. ^ Weber, стр. 439
  11. ^ Hopcroft, Francis (2014). Wastewater Treatment Concepts and Practices. Momentum Press. 
  12. ^ Wastewater Treatment : Advanced Processes and Technologies. 2012. 
  13. ^ Beychok, Milton R. (1967). Aqueous Wastes from Petroleum and Petrochemical Plants (1st изд.). John Wiley & Sons. LCCN 67019834. 
  14. ^ Byrd, J.F.; Ehrke, M.D.; Whitfield, J.I. (април 1984). „New Bleached Kraft Pulp Plant in Georgia: State of the Art Environmental Control”. Journal (Water Pollution Control Federation). 56 (4): 378—385. JSTOR 25042250. .
  15. ^ Hammer, стр. 300–302
  16. ^ Kemmer, pp.40-4-40-11
  17. ^ Patterson, стр. 180
  18. ^ Kemmer, стр. 41–15
  19. ^ Kemmer, стр. 23–11
  20. ^ Patterson, стр. 210
  21. ^ Reed, Middlebrooks & Crites, pp.6-8
  22. ^ „Erosion”. Washington, DC: US Natural Resources Conservation Service. Архивирано из оригинала 14. 04. 2021. г. Приступљено 2020-11-19. 
  23. ^ National Management Measures to Control Nonpoint Source Pollution from Agriculture (Извештај). EPA. јул 2003. EPA 841-B-03-004. 
  24. ^ „Landfills Effluent Guidelines”. EPA. 2018-03-16. 
  25. ^ Chambers, Phoenix (2019). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Scientific e-Resources. стр. 6—7. ISBN 9781839471667. 
  26. ^ „wastewater treatment | Process, History, Importance, Systems, & Technologies”. Encyclopedia Britannica (на језику: енглески). Приступљено 2020-11-30. 
  27. ^ Jones, Edward R.; van Vliet, Michelle T. H.; Qadir, Manzoor; Bierkens, Marc F. P. (2021-02-08). „Country-level and gridded estimates of wastewater production, collection, treatment and reuse”. Earth System Science Data (на језику: енглески). 13 (2): 237—254. ISSN 1866-3508. doi:10.5194/essd-13-237-2021 Слободан приступ. 
  28. ^ а б Ritchie, Roser, Mispy, Ortiz-Ospina (2018) "Measuring progress towards the Sustainable Development Goals." (SDG 6) SDG-Tracker.org, website

 

Извори[уреди | уреди извор]

Спољашње везе[уреди | уреди извор]

Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Пречишћавање_отпадних_вода&oldid=27677684”