Pročišćavanje otpadnih voda je proces uklanjanja onečišćujućih tvari iz otpadnih voda, koje nastaju ljudskim aktivnostima kao što su kućanstvo, industrijska i poljoprivredna praksa. Cilj pročišćavanja otpadnih voda je proizvesti pročišćenu vodu koja je sigurna za ispuštanje u okoliš ili za ponovnu upotrebu.
Postoji nekoliko faza uključenih u pročišćavanje otpadnih voda, koje mogu uključivati:
Preliminarni tretman:
Preliminarno pročišćavanje je prva faza pročišćavanja otpadnih voda i uključuje fizičko uklanjanje velikih krutih tvari i krhotina iz otpadne vode. To je učinjeno kako bi se zaštitili procesi obrade nakon toga, spriječilo začepljenje cijevi i opreme i poboljšala učinkovitost sljedećih stupnjeva obrade.
Sljedeće su uobičajene metode koje se koriste u preliminarnom liječenju:
Probir: Otpadna voda teče kroz sito s otvorima različitih veličina za uklanjanje velikih predmeta kao što su štapići, krpe, plastika i drugi ostaci. Prikupljeni materijal zatim se odlaže na odlagalište.
Uklanjanje pijeska: otpadna voda prolazi kroz komoru za pijesak kako bi se uklonile anorganske krutine poput pijeska, šljunka i drugih teških materijala. To je učinjeno kako bi se spriječilo trošenje i habanje prateće opreme.
Izjednačavanje protoka: Ovo je proces koji pomaže uglađivanju fluktuacija u brzini protoka otpadne vode. To uključuje korištenje spremnika za skladištenje otpadne vode u vrijeme velikih protoka i ispuštanje u vrijeme niskih protoka.
Uklanjanje masti, ulja i masti (MAGLA): MAGLA se uklanja pomoću hvatača masti, koji je uređaj koji odvaja i skuplja MAGLU iz otpadne vode. To sprječava FOG da začepi cijevi i opremu nizvodno.
Nakon preliminarne obrade, otpadna voda je spremna za daljnju obradu putem sekundarnih i tercijarnih procesa obrade kako bi se uklonili otopljeni i suspendirani organski materijali i štetni zagađivači prije ispuštanja ili ponovne uporabe.
Primarni tretman:
Primarno pročišćavanje je drugi stupanj pročišćavanja otpadnih voda i uključuje fizičko i kemijsko uklanjanje taloženih i suspendiranih krutih tvari iz otpadnih voda. Svrha primarnog pročišćavanja je ukloniti što je moguće više organskih i anorganskih krutih tvari prije nego što se otpadna voda podvrgne sekundarnom ili tercijarnom pročišćavanju. Sljedeće su uobičajene metode koje se koriste u primarnom liječenju:
Sedimentacija: Otpadna voda se drži u taložnom spremniku ili taložniku, koji omogućuje da se taložne krutine talože na dno spremnika. Taložene krutine, koje se nazivaju primarni mulj, zatim se uklanjaju i šalju u proces obrade mulja. Pročišćena tekućina, koja se naziva efluent, šalje se na daljnju obradu.
Koagulacija i flokulacija: U ovom procesu, kemikalije se dodaju u otpadnu vodu kako bi se čestice zgrušale i stvorile veće nakupine, zvane flokule. Flokule se tada mogu lakše ukloniti taloženjem ili filtracijom. Kemikalije koje se koriste u koagulaciji i flokulaciji uključuju aluminijev sulfat (stipsu) i željezni klorid.
Egalizacija: Egalizacija je proces uravnoteženja dotoka otpadne vode u uređaj za pročišćavanje. To se postiže korištenjem spremnika za privremeno skladištenje otpadne vode prije nego što uđe u proces obrade. To pomaže smanjiti vršne protoke i pomaže u održavanju dosljednih uvjeta za procese obrade nizvodno.
Podešavanje pH: podešavanje pH može biti potrebno ako je pH otpadne vode previsok ili prenizak. Dodavanje kiselina ili baza može pomoći u podešavanju pH vrijednosti na optimalni raspon za liječenje.
Nakon primarnog pročišćavanja, otpadna voda se podvrgava sekundarnom pročišćavanju, koje uključuje biološku pročišćavanje otopljenih i suspendiranih organskih materijala, ili tercijarnom pročišćavanju, koje uključuje napredne procese pročišćavanja za uklanjanje specifičnih kontaminanata.
Sekundarni tretman:
Sekundarno pročišćavanje je treći stupanj pročišćavanja otpadnih voda i uključuje biološko uklanjanje otopljenih i suspendiranih organskih materijala iz otpadnih voda. Svrha sekundarnog pročišćavanja je daljnja obrada otpadnih voda koje su prošle primarni tretman i njihova priprema za ispuštanje ili ponovnu uporabu. Sljedeće su uobičajene metode koje se koriste u sekundarnom liječenju:
Proces s aktivnim muljem: U ovom se procesu otpadna voda miješa s kulturom mikroorganizama, uključujući bakterije i gljivice, koji konzumiraju i razgrađuju organski materijal u otpadnoj vodi. Smjesa, koja se naziva aktivni mulj, zatim se odvaja od pročišćene vode pomoću taložnika. Pročišćena voda se zatim može poslati na daljnju obradu ili ispustiti.
Kapajući filtar: U ovom procesu, otpadna voda se raspršuje preko sloja kamenja ili plastičnog medija, na kojem se razvio biofilm mikroorganizama. Mikroorganizmi konzumiraju organski materijal u otpadnoj vodi dok curi preko medija. Pročišćena voda se zatim skuplja na dnu filtra i šalje na daljnju obradu.
Rotirajući biološki kontaktor: U ovom procesu, otpadna voda se raspršuje preko rotirajućeg diska ili bubnja, koji je prekriven biofilmom mikroorganizama. Dok se disk okreće, mikroorganizmi konzumiraju organski materijal u otpadnoj vodi. Pročišćena voda se zatim prikuplja i šalje na daljnju obradu.
Sekvencijalni šaržni reaktor: U ovom procesu, otpadna voda se pročišćava u serijama, gdje prolazi kroz nekoliko faza biološke obrade. Svaka faza uključuje drugačiji skup mikroorganizama koji razgrađuju organski materijal u otpadnoj vodi. Pročišćena voda se zatim prikuplja i šalje na daljnju obradu.
Nakon sekundarnog pročišćavanja, otpadna voda se obično podvrgava tercijarnom pročišćavanju, koje uključuje napredne procese pročišćavanja za uklanjanje specifičnih zagađivača. To se radi kako bi se osiguralo da pročišćena otpadna voda zadovoljava potrebne standarde kvalitete za ispuštanje ili ponovnu uporabu.
Tercijarno liječenje:
Proces s aktivnim muljem uobičajeni je biološki proces obrade koji se koristi u postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda za uklanjanje organske tvari, dušika i fosfora iz otpadne vode. To je vrsta sekundarne obrade koja slijedi procese primarne obrade, kao što su prosijavanje, uklanjanje pijeska i taloženje.
U postupku s aktivnim muljem, otpadna voda se miješa s mikrobnom kulturom, poznatom kao "aktivni mulj," u spremniku za prozračivanje. Aktivni mulj je mješavina mikroorganizama, poput bakterija, protozoa i gljivica, koji konzumiraju organsku tvar u otpadnoj vodi i pretvaraju je u mikrobnu biomasu, ugljični dioksid i vodu.
Spremnik za prozračivanje obično je opremljen difuznim uređajima za prozračivanje ili mehaničkim aeratorima za opskrbu kisikom mikroorganizama, potičući njihov rast i aktivnost. Proces prozračivanja obično traje nekoliko sati i zahtijeva visoku razinu otopljenog kisika za podršku aerobnom metabolizmu mikroorganizama.
Nakon procesa prozračivanja, otpadna voda se usmjerava u sekundarni taložnik ili taložnik, gdje se aktivni mulj i sve preostale suspendirane krute tvari mogu istaložiti. Nataloženi mulj se zatim vraća u spremnik za prozračivanje kako bi se nastavio proces obrade, dok se pročišćena voda usmjerava na daljnje procese obrade, kao što je tercijarna obrada ili dezinfekcija, prije nego što se ispusti ili ponovno upotrijebi.
Kako bi se održala učinkovitost procesa s aktivnim muljem, mikrobna kultura mora se pažljivo pratiti i kontrolirati. Čimbenici kao što su koncentracija otopljenog kisika, dostupnost hranjivih tvari, pH i temperatura moraju se održavati unutar određenog raspona kako bi se pospješio rast i aktivnost mikroorganizama i osigurala visokokvalitetna otpadna voda. Dodatno, višak mulja mora se povremeno uklanjati iz procesa kako bi se spriječilo nakupljanje inertnih krutina i održala željena populacija mikroba.
Nakon obrade, otpadna voda se obično ispušta u vodno tijelo ili se ponovno koristi u svrhe koje nisu za piće, kao što su navodnjavanje ili industrijski procesi.
Pročišćavanje otpadnih voda važan je proces za zaštitu javnog zdravlja i okoliša. Odgovarajući tretman pomaže spriječiti širenje bolesti koje se prenose vodom, smanjiti onečišćenje vodenih putova i očuvati vodne resurse.