Пречистване на отпадни води


09.11.2010


 

ТРАНСПОРТ НА ОТПАДНИ  ВОДИ

От потребителя до пречиствателната станция, водата се транспортира чрез водопроводната мрежа, разположена под земята.

Отпадната вода се движи гравитачно до близката помпена станция от там тя  се подава под налягане  към пречиствателната станция. Ролята на помпите е да придават на водата енергията, нужна за нейното транспотриране. Съществуват много видове помпи, най-често използваните са - въздушна, пропелерна, вретенообразна.

                  

                      Шнек           

Най- разпространеният метод за пречистване на отпадни води е тристъпалният с допълнително третиране на утайките (шлама).

Пречистването има за главна цел да отстрани твърдите,суспендираните замърсители,органичен материал, соли (фосфор и азот).

Трите степени на пречистване на отпадни води са:

-механично пречистване на отпадни води;

-биологично пречистване на отпадни води;

-химично пречистване на отпадни води;

Образуваният шлам от трите степени се третира отделно.

 МЕХАНИЧНО ПРЕЧИСТВАНЕ НА ОТПАДНИТЕ ВОДИ

При механичното пречистване водата се очиства от грубите замърсители- камъчета, клони на дървета, текстилни материали, удавени животни. Това се извършвa чрез улавяне с решетки.

След решетките, често се поставя пясъкозадържател, който задържа пясъка и други частици с плътност по-голяма от тази на водата.

При нужда на това ниво се поставя и маслоуловител (в зависимост от качеството на водата). Маслата се отделят под формата на повърхностен шлам.

Замърсителите от пясъзадържателя, решетките и маслоуловителя се депонират като предварително се обезводняват.

БИОЛОГИЧНО ПРЕЧИСТВАНЕ НА ОТПАДНИТЕ ВОДИ

Основната цел на този тип пречистване на водата е да се отстрани разтворения органичен материал с помощта на микроорганизми (МО). С тяхна помощ се постига редукция на азот и фосфор.

Най-характерния прцес при бионивото е процесът на активната утайка (АУ), извършва се в аерирани басейни и след това утаители. В аерираните басейни се подава кислород (аерация), които бива използван от МО за окисление на биологичния материал, по този начин бактерийте получават енергия , нужна за биологичното им съществуване и размножаване. Като продукти от разграждането на органичната материя се получава въглероден диоксид , освобоздаващ се свободно в атмосферата, вода и нова биомаса (нови бактерии). Биомасата е суспендирана във водата, като голяма част се утаява ,микроорганизмите се групитат и ,тъй като са по-тежки от водата се утаяват на дъното на басейните под формата на шлам (активна утайка). Активната утайка се състои от голяма част живи и мъртви микроорганизми, за да се поддържа постоянно нивото на АУ, периодично част от нея се извежда от басейните. Тя съдържа в големи количества молекулярно свързан азот и фосфор.


ХИМИЧНО ПРЕЧИСТВАНЕ НА ОТПАДНИТЕ ВОДИ

Представлява прибавяне на химикали ,с цел подобряване утаяването на суспендираните вещества в седимитационни басейни. Друг вариант е провеждането на процеса флокоация (аериране на водата с цел суспендираните вещества заедно с мехурчетата газ да се издигнат над водата и по този начин да бъдат отсртанени).

Пълният процес завършва с филтриране, отново с цел да се отстранят микроорганизмите и суспендираните вещества.

В много държави като задължително ниво се предвижда и дезинфекция на водата (унищожаване на патогенните микроорганизми).

МЕХАНИЧНО ПРЕЧИСТВАНЕ НА ОТПАДНИТЕ ВОДИ

Попадайки в пречиствателната станция, отпадната вода носи голямо количество груби отпадъци - пясък, камъчета, текстил ,пластмаси и др. Нужно е те да бъдат отстранени, тъй като могат да запушат вентилите и помпените съоръжения.

Улавянето на грубите и обемни отпадъци се осъществява чрез решетки,а тежките (пясък и камъчета) посредством улавянето им в пясъкозадържатели.

РEШЕТКИ

Отпадната вода преминава през решетки ,където твърдите замърсители се улавят. Отпадъците се обезводняват, депонират и изгарят. Решетките са с различна големина, от 100 до 0,2 мм в зависимост от желаното ниво на задържане.

В пречиствателните станции се използват автоматизирани решетки с големина на отворите 3-6 мм. Те са потопени на около 6 м и механично решетката се придвижва като лента. Уловените замърсители се отстраняват с помощта на нож.

За по-фино сепариране се използват  барабанни сита и циклично задвижвани решетки. Барабанът е ситно перфориран (0,2 мм). Водата се подава в центъра на барабана и се филтрува. По дължината на барабана е разположен ротиращ винт, който транспортира водата.

       Решетка      

  Автоматизирана решетка

ПЯСЪКОЗАДЪРЖАТЕЛ

Към грубите замърсители спадат и пясъка и по-ситните камъчета (1-2 мм). Ако те не се улавят, ще попаднат в шлама.Това ще доведе до допълнителни усложнения на процеса и запушване на вентили. Задачата на тези съоръжения е да гарантират отстраняването на частици с размери по-големи от 0,15 мм. Един от най-използваните пясъкоутаители е аерираният. Аериращите устройства се намират от едната страна на басейна. Аериращият поток създава скорост от 0,3 м/с, при която твърдите частици правят едно кръгообразно движение. Утаявайки се на дъното, частиците биват отстранявани с помощта на гребла.

               

                       Пясъкозадържател

Отделеният пясък се обезводнява и депонира.

             БИО НИВО

Органичната материя, която се намира във водата не може да се отстрани по механичен път, тъй като тези съединения са в разтворена форма.

За отстраняването на трудно разградимите и разтворените частици се използва помощта на микроорганизмите, които по естествен път се намират във водата. Микроорганизмите се групират на големи флокули, които след това се отстраняват чрез седиментация.

Биологичното пречистване е природен, естествен процес, който се ускорява в пречиствателните станции, това се постига чрез концентрация на микроорганизмите в даден басейн. Освен микроорганизмите голяма роля играт и мини водораслие, които се размножават по естествен път в самите съоръжения. За да съществават и за да се размножават микрорганизмите се нуждаят от подходяща среда, където има наличие на хранителни вещества.Те разграждат тези вещества и получават енергия. Този процес може да се извърши в аеробна или анаеробна среда. В първия случай органичната материя се окислява с помощта на кислород до въглероден диоксид и вода. Анаеробните процеси се наричат гниене. За да съществуват ,микроорганизмите се нуждаят от веществ съдържащи въглерод, азот,фосфор и други.

Принципа на превръщане на органичната материя е следният:

Хранителни вещества + микроорганизми + кислород = образуване на клетъчна маса (нови микроорганизми) + енергия + остатъчни продукти (въглероден диоксид + вода)

Кислородът се доставя чрез въздуха, но за да се интензифицира процеса, допълнително се поставят съоръжения за аерация. Микроорганизмите са много чувствителни към фактори като температура и pH.

Ето някои от най-разпространените съоръжения за извършване на процесите на биологично ниво:

Съоръжения за извършване на процеса активна утайка (АУ)

При този процес, микроорганизмите живеят и се размножават в аерирани басейни, където хранителните вещества се транспортират с отпадната вода. Аерацията се постига чрез продухване на кислород. Микроорганизмите образуват шлам,коитo по-късно се отстранява в утаителни апарати. Микроорганизмите се размножават, растат и умират. За да се поддържа тяхното количество постоянно,периодично се изпомпва шлам.

               

Активна утайка

Концентрацията на кислорода е важен параметър. Тъй като, ако кислородът е недостатъчен, микроорганизмите не биха се развивали пъноценно, а от там и процеса няма да е ефективен.

БИОЛЕГЛА

Извършват се аеробни процеси. Принцип на действие: водата се изпомпва и разпръсква върху легло от пластмасов материал или камъчета, по чиято повърхност се развиват микроорганизми. Кислородът се доставя от въздуха, които чрез контакта на капките с въздуха. Пълнежът на биолеглата е пориозен материал, по който капките се стичат по самотек. По повърхносста на пълнежа (пластмасовия материал,камъчетата) се образува биофилм (желеподобна маса, по която се размножават микроорганизми, миниводорасли, червейчета,гъби и ларви). Тя е естествено образувана и в природата се наблюдава покрай водните басейни.

Микроорганизмите играят ролята на активната утайка ,тук процеса протичат както аеробни така и анаеробни процеси. Директно върху самия пластмасов пълнеж растата и се размножават анаеробни организми,а вурху тях аеробни. Първите нямат достъп до кислород (анаеробни), а вторите са аеробни.

Биолеглата са обикновено бетонни съоръжения, високи 10 м.Водата се разпръсква с помощта на пръскачки.

               БИОРОТОРИ

Едно друго съоръжение, което много наподобява биолеглата са биодисковете. Състои се от вертикално монтирани дискове, които се въртят бавно. Потопени са на около 90% в съоръвение, в което постъпва отпадъчна вода. При ротацията ,водата циркулира между биодисковете, където с помощта на микроорганизмите, прикрепени на повърхносста им и кислорода се извършва пречиствателния процес.

 

Биоротори                                                                       Oкислителни басейни

Тук редуването на аеробните и анаеробните процесе се извършва с помота на аератоти по-дължина на басейна.Водата циркулира,каот преминава през анаеробни и аеробни зони. 

ХИМИЧНО

Основната задача е да се отстрани фосфора, както и остатъчни суспендирани вещества,чрез флокоация. Процеса се осъществява с помощта на утаяващи химикали, които заедно с фосфора образуват утайка. Образувалият се химичен шлам се отделя чрез седиментация или флотоация или филтруване.

Принцип на процеса:

Химикалите, спомагащи утаяването съдържат метални йони, които реагират с фосфора и фосфатите и образуват утайки. Металните йони реагират с хидроксидните от водата и образуват хидроски утайка. Те от своя страна играят ролята на флокоанти (обединяват частиците в по-големи, по-лесни за утаяване).

Най-често употребяваните химикали са железният трихлорид, железо-алуминиес сулфат, полимери. Утаяването може да се регулира с помощта на pH.

Съществуат няколко схеми на прилагане:

-директно след предутаителните басейни

-преди процеса на активна утайка

-след средните утаители, след активната утайка

                

БИОЛОГИЧНА РЕДУКЦИЯ НА АЗОТ. НИТРИФИКАЦИЯ И ДЕНИТРИФИКАЦИЯ

Един от основните проблеми, които наличието на азот в отпадните води предивиква е процеса еутрофикация (пренаторяване) на водните басейни. От друга страна азота под формата на амониеви йони, допълнително води до окисляване на амониевите йони до нитрат и предизвиква недостиг на кислород.

Най-важното ниво за редукция на азота е биологичното. С помпщта на бактерии, азота се освобождаа в околната среда под формата на газ. За да се постигне това са нужни два процеса - нитрификация и денитрификация. Съответно бактериите, които вземат участие за нитрифициращи и денитрифициращи.

НИТРИФИКАЦИЯ ДЕНИТРИФИКАЦИЯ

амониеви йони + кислород = нитрат + вода (аеробна среда)------->

нитратни йони органичен източник (С) + въглероден диоксид + вода ,анозона (разбъркване без аерация).

При процеса на нитрификация е нужен кислород, аеробен процес. В основата си процеса се състои от два отделни процеса, първо амониевите аниони се превъщат в нитритни ( с помощта на бактерии от класа Нитросомонас) и след това до нитрит (Нитробатерии).Тези бактерии се развиват много бавно и са много чувствителни към различни отрови. Денитрификацията се извършва в анокси среда. Това е среда, където няма разтворен кислород във водата, но има такъв в свързана форма. След употребата на кислорода във свързана форма, се черпи от свързания- нитратите,които се превръща в нитрит, а след това в азот. За да протича процеса оптимално е нужен и енергиен иточник за бактериите, за това се прибавя вчглерод посд лесно разградима форма -метанол или етилов алкохол. След завършване на процеса обикновено има аерирана зона, където остатъци от металон моат да бъдат отстранени.

ФИЛТРИРАНЕ

Използва се от 1960 г., целта е да се сепарират суспендираните частици от биологичното или химичното ниво.

Осъществява се като водата се пропусне през легло от пясък или друг подходящ материал, където суспендираните частици засядат. Периодично филтъра се промива с вода. Промивната вода се подава след това на вход в пречиствателната станция. Понякога се налага и продухване в газ.



Copyright 2017, Аквариус