Postoje različite vrste uređaja i opreme koji se koriste u pročišćavanju otpadnih voda za uklanjanje kontaminanata i onečišćujućih tvari iz otpadnih voda. Neki od najčešćih uređaja uključuju:
Zasloni:
Mreže su važna komponenta mnogih sustava za pročišćavanje otpadnih voda, budući da pomažu u uklanjanju velikih krutih tvari, krhotina i drugih materijala iz otpadne vode prije nego ona uđe u druge procese pročišćavanja. Sita se mogu klasificirati na temelju veličine otvora na situ, što određuje veličinu čestica koje se mogu ukloniti. Neki uobičajeni tipovi sita koji se koriste u pročišćavanju otpadnih voda uključuju:
Šipkaste rešetke: Šipkaste rešetke sastoje se od niza šipki razmaknutih kako bi omogućile protok vode, ali kako bi uhvatile velike krhotine i krutine. Šipke se mogu očistiti ručno ili mehanički kako bi se uklonio zarobljeni materijal.
Fine rešetke: Fine rešetke koriste mrežicu ili perforiranu ploču za uklanjanje manjih čestica iz otpadne vode. Fini zasloni mogu se koristiti za uklanjanje materijala poput kose, papira i plastike.
Mikrosita: Mikrosita su slična finim sitima, ali koriste sitniju mrežicu ili veličinu pora za uklanjanje manjih čestica, uključujući bakterije i druge mikroorganizme.
Bubanj sita: bubanj sita koristi rotirajući bubanj s mrežastom ili perforiranom površinom za hvatanje krhotina i krutih tvari. Zarobljeni materijal se zatim struže s površine bubnja i uklanja.
Disk sita: Disk sita koristi rotirajuće diskove s perforacijama za hvatanje krhotina i krutih tvari. Uhvaćeni materijal se zatim uklanja strugačem ili četkom.
Izbor vrste sita ovisit će o veličini i karakteristikama čestica koje je potrebno ukloniti, kao i o dizajnu cjelokupnog sustava za obradu. Osim uklanjanja krutih tvari, zasloni također mogu pomoći u zaštiti prateće opreme, kao što su pumpe i ventili, od oštećenja uzrokovanih velikim krhotinama ili drugim materijalima.
Grit komore:
Komore za pijesak su vrsta primarne obrade koja se koristi u postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda za uklanjanje teških anorganskih krutina, kao što su pijesak, šljunak i drugi zrnasti materijali koji su preteški da bi se mogli ukloniti samo taloženjem. Ovi materijali mogu oštetiti opremu, kao što su pumpe i ventili, u procesu obrade, a također se mogu akumulirati u mulju tijekom primarne obrade.
Komore za pijesak rade tako da usporavaju protok otpadne vode i dopuštaju teškim materijalima da se talože na dno. Komora za pijesak je obično dugačak i uzak spremnik, s omjerom širine i duljine od približno 1:4, kako bi se osiguralo da otpadna voda ostane u komori dovoljno dugo. Kako otpadna voda teče u komoru, usporava se, uzrokujući taloženje teških materijala na dno.
Nataloženi pijesak zatim se uklanja s dna komore pomoću sustava za uklanjanje pijeska, koji može uključivati pumpe za pijesak, klasifikatore pijeska ili transportere za pijesak. Uklonjeni pijesak se zatim šalje na odlagalište ili drugo prikladno odlagalište.
Komore za pijesak mogu biti vrtložne ili detritusne. U komori za pijesak vrtložnog tipa, otpadna voda se uvodi tangencijalno na komoru, stvarajući vrtložno gibanje koje pomaže odvojiti pijesak od otpadne vode. U komori za pijesak tipa detritusa, otpadna voda se uvodi malom brzinom, dopuštajući pijesku da se taloži na dno komore.
Komore za pijesak obično se nalaze na početku procesa obrade, prije primarne sedimentacije, kako bi se osiguralo uklanjanje teških materijala prije nego što mogu uzrokovati štetu ili ometati naknadne procese obrade.
Taložnice:
Taložnici, također poznati kao taložnici, vrsta su primarne obrade koja se koristi u postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda za uklanjanje suspendiranih krutih tvari i organskih tvari iz otpadnih voda. Ovi spremnici rade tako da dopuštaju otpadnoj vodi da se taloži, što uzrokuje da teže krute tvari tonu na dno spremnika, dok lakše krutine plutaju na vrhu, tvoreći sloj taloga. Pročišćena voda se zatim uklanja iz sredine spremnika.
Spremnici za taloženje obično su pravokutnog ili kružnog oblika i dizajnirani su za usporavanje protoka otpadne vode kako bi krute tvari imale dovoljno vremena za taloženje. Spremnici mogu biti opremljeni mehaničkom opremom kao što su strugači, skimeri ili grablje koje pomažu u uklanjanju taloženih krutih tvari s dna spremnika i sloja taloga s površine.
Taložnici mogu biti dizajnirani kao primarni taložnici, koji uklanjaju većinu suspendiranih krutih tvari i organske tvari, ili kao sekundarni taložnici, koji se koriste nakon biološke obrade za uklanjanje preostalih krutih tvari i mikroorganizama.
Učinkovitost taložnika ovisi o nekoliko čimbenika, uključujući vrijeme zadržavanja, brzinu taloženja krutih tvari i dizajn spremnika. Vrijeme zadržavanja je vrijeme koje otpadna voda ostaje u spremniku, a obično se određuje veličinom i brzinom protoka spremnika. Brzina taloženja krutih tvari ovisi o njihovoj veličini, obliku i gustoći, a na nju se može utjecati dodavanjem kemikalija, poput koagulansa, koji pomažu u agregaciji krutih tvari.
Općenito, taložnici su važna komponenta pročišćavanja otpadnih voda, jer pomažu u uklanjanju većine krutih i organskih tvari prije nego što se otpadna voda dalje pročišćava korištenjem bioloških ili naprednih procesa pročišćavanja.
Spremnici za prozračivanje:
Aeracijski spremnici bitna su komponenta procesa biološke obrade u postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda. Primarna funkcija ovih spremnika je osigurati okruženje u kojem mikroorganizmi mogu napredovati i razgraditi organsku tvar prisutnu u otpadnoj vodi.
U tipičnom procesu s aktivnim muljem, spremnik za prozračivanje je veliki bazen ili spremnik u kojem se otpadna voda miješa s mikrobnom kulturom ili muljem. Mulj sadrži mješavinu mikroorganizama, uključujući bakterije, protozoe i gljivice, koji razgrađuju organsku tvar u otpadnoj vodi kroz proces aerobnog disanja.
Kako bi se pospješio rast i aktivnost mikroorganizama, spremnik za prozračivanje opremljen je uređajima za prozračivanje, poput difuzora ili mehaničkih aeratora, koji opskrbljuju otpadnu vodu kisikom. Time se osigurava potreban kisik koji je mikroorganizmima potreban za obavljanje njihovih metaboličkih procesa.
Proces prozračivanja obično traje nekoliko sati, a za to vrijeme mikroorganizmi konzumiraju organsku tvar u otpadnoj vodi i brojno se razmnožavaju. Nakon završetka procesa aeracije, otpadna voda se usmjerava u sekundarni taložnik ili taložnik, gdje se mikroorganizmima omogućuje da se talože i formiraju sloj mulja. Pročišćena voda se zatim uklanja i može se dalje tretirati u tercijarnim procesima obrade.
Učinkovitost procesa prozračivanja ovisi o nekoliko čimbenika, uključujući koncentraciju mikroorganizama u mulju, razine otopljenog kisika u spremniku za prozračivanje i stupanj organskog opterećenja otpadne vode. Ti se čimbenici moraju pažljivo kontrolirati kako bi se osiguralo da mikroorganizmi mogu učinkovito razgraditi organsku tvar i proizvesti visokokvalitetnu otpadnu vodu.
Sustavi s aktivnim muljem:
Sustav s aktivnim muljem je biološki proces obrade otpadnih voda koji koristi mikroorganizme za razgradnju organske tvari u otpadnoj vodi. Proces uključuje dodavanje zraka u otpadnu vodu kako bi se pospješio rast mikroorganizama, koji zatim konzumiraju organsku tvar i pretvaraju je u ugljični dioksid, vodu i nove mikrobne stanice.
U sustavu s aktivnim muljem, otpadna voda se prvo pročišćava u spremniku za prozračivanje, gdje se kontinuirano dovodi zrak kako bi se pospješio rast mikroorganizama. Mikroorganizmi konzumiraju organsku tvar u otpadnoj vodi koja im osigurava energiju i hranjive tvari potrebne za rast. Kako mikroorganizmi rastu, formiraju nakupine ili flokule koje se mogu taložiti iz otpadne vode.
Nakon spremnika za prozračivanje, otpadna voda se šalje u sekundarni taložnik, gdje se flokule talože iz otpadne vode i uklanjaju kao mulj. Pročišćena otpadna voda se zatim ispušta ili šalje na daljnju obradu.
Postoji nekoliko prednosti korištenja sustava s aktivnim muljem za pročišćavanje otpadnih voda. Na primjer, mogu učinkovito ukloniti organsku tvar, dušik i fosfor iz otpadne vode, što može pomoći u sprječavanju eutrofikacije i drugih problema s kvalitetom vode. Sustavi s aktivnim muljem također mogu proizvoditi visokokvalitetne otpadne vode koje se mogu ispuštati u površinske vode ili koristiti za navodnjavanje.
Međutim, postoje i neki izazovi povezani sa sustavima s aktivnim muljem. Na primjer, sustav zahtijeva pažljivo upravljanje kako bi se održala odgovarajuća ravnoteža mikroorganizama i hranjivih tvari, budući da previše ili premalo bilo kojeg može uzrokovati probleme. Osim toga, sustav može biti osjetljiv na udarna opterećenja i druge smetnje, koje mogu poremetiti proces obrade. Konačno, sustavi s aktivnim muljem mogu generirati velike količine mulja, koji se mora obraditi i zbrinuti na odgovarajući način.
Membranski bioreaktori:
Membranski bioreaktor (MBR) vrsta je sustava za pročišćavanje otpadnih voda koji kombinira biološku obradu s membranskom filtracijom. MBR sustavi koriste biološki proces za razgradnju organske tvari u otpadnoj vodi, a zatim koriste membrane za filtriranje suspendiranih krutih tvari, bakterija i drugih zagađivača.
U MBR sustavu, otpadna voda se prvo pročišćava u aeracijskom spremniku, gdje mikroorganizmi konzumiraju organsku tvar i pretvaraju je u ugljični dioksid i vodu. Miješana tekućina se zatim odvaja od pročišćene vode pomoću membranskog filtra, koji omogućava prolaz vodi dok zadržava krutine i mikroorganizme. Čvrste tvari i mikroorganizmi koje zarobi membrana vraćaju se u spremnik za prozračivanje kako bi se nastavio proces obrade.
Postoje dvije glavne vrste membranskih filtara koji se koriste u MBR sustavima: šuplja vlakna i ravna ploča. Membrane od šupljih vlakana obično se koriste u manjim sustavima, dok se ravne membrane koriste u većim aplikacijama. Obje vrste membrana imaju male pore koje filtriraju bakterije, viruse i druge zagađivače.
MBR sustavi imaju nekoliko prednosti u odnosu na konvencionalne sustave za pročišćavanje otpadnih voda. Na primjer, MBR sustavi mogu proizvesti otpadnu vodu više kvalitete nego konvencionalni sustavi, budući da membrane pružaju fizičku barijeru suspendiranim krutim tvarima, bakterijama i drugim zagađivačima. MBR sustavi također zahtijevaju manje prostora od konvencionalnih sustava, budući da membranska filtracija može zamijeniti sekundarni taložnik. Osim toga, MBR sustavi mogu raditi pri višim koncentracijama biomase, što može rezultirati većom učinkovitošću obrade i manjom proizvodnjom mulja.
Međutim, MBR sustavi također mogu biti složeniji i skuplji za rad od konvencionalnih sustava, budući da zahtijevaju specijalizirane membrane i naprednije sustave upravljanja. Održavanje i zamjena membrana također može biti skupo. Unatoč ovim izazovima, MBR sustavi postaju sve popularniji za komunalnu i industrijsku obradu otpadnih voda, posebno u područjima gdje je prostor ograničen ili gdje je potrebna visokokvalitetna otpadna voda.
Sustavi za dezinfekciju:
Sustavi za dezinfekciju važna su komponenta mnogih procesa pročišćavanja otpadnih voda, budući da pomažu u smanjenju razine patogenih mikroorganizama u otpadnoj vodi. Postoji nekoliko različitih vrsta sustava za dezinfekciju koji se mogu koristiti, uključujući:
Kloriranje: Kloriranje je uobičajena metoda dezinfekcije koja uključuje dodavanje klora u pročišćenu otpadnu vodu. Klor može ubiti mnoge vrste mikroorganizama, uključujući bakterije i viruse. Međutim, kloriranje također može stvoriti nusproizvode dezinfekcije, poput trihalometana, koji mogu biti štetni za ljudsko zdravlje.
Ultraljubičasto (UV) zračenje: UV dezinfekcijski sustavi koriste UV lampe visokog intenziteta za uništavanje mikroorganizama u otpadnoj vodi. UV zračenje oštećuje DNK mikroorganizama, što onemogućuje njihovo razmnožavanje. UV dezinfekcija je metoda bez kemikalija koja ne proizvodi nusprodukte dezinfekcije.
Ozonizacija: Ozonizacija je proces koji uključuje dodavanje ozona u pročišćenu otpadnu vodu. Ozon je snažan oksidans koji može ubiti mikroorganizme i razgraditi organske spojeve. Ozonizacija je metoda bez kemikalija koja ne proizvodi nusprodukte dezinfekcije, ali može biti skupa za korištenje.
Membranska filtracija: neke vrste membranskih filtara, kao što su ultrafiltracijske membrane, mogu ukloniti bakterije i viruse iz pročišćene otpadne vode. Membranska filtracija može biti učinkovita metoda dezinfekcije, ali može biti skupa za postavljanje i održavanje.
Izbor sustava dezinfekcije ovisit će o nizu čimbenika, uključujući karakteristike otpadne vode, potrebnu razinu dezinfekcije i raspoložive resurse. U mnogim slučajevima može se koristiti kombinacija metoda dezinfekcije kako bi se postigla željena razina tretmana.
Tercijarni sustavi obrade:
Tercijarni sustavi za pročišćavanje koriste se za daljnju obradu otpadnih voda koje su već prošle proces primarne i sekundarne obrade. Svrha tercijarnog pročišćavanja je uklanjanje preostalih nečistoća i zagađivača iz vode kako bi se proizvela otpadna voda koja je prikladna za ponovnu upotrebu ili ispuštanje u okoliš. Neki uobičajeni tercijarni sustavi liječenja uključuju:
Filtriranje: Filtriranje je proces koji uklanja male čestice, suspendirane krutine i druge nečistoće iz otpadne vode. Uobičajene vrste filtara koji se koriste u tercijarnom tretmanu uključuju pješčane filtre, multimedijalne filtre i membranske filtre.
Kemijska obrada: Kemijska obrada uključuje dodavanje kemikalija u otpadnu vodu kako bi se uklonile otopljene krutine i organski spojevi. Uobičajene kemikalije koje se koriste u tercijarnom tretmanu uključuju koagulanse, flokulante i dezinficijense.
Uklanjanje hranjivih tvari: Uklanjanje hranjivih tvari je proces koji uklanja višak dušika i fosfora iz otpadne vode. Višak hranjivih tvari može pridonijeti cvjetanju algi i drugim ekološkim problemima. Uobičajene metode za uklanjanje hranjivih tvari uključuju biološko uklanjanje hranjivih tvari (BNR) i kemijsko taloženje.
Dezinfekcija: Dezinfekcija je proces kojim se uništavaju patogeni mikroorganizmi u otpadnoj vodi. Uobičajene metode dezinfekcije uključuju kloriranje, UV zračenje i tretman ozonom.
Reverzna osmoza: Reverzna osmoza je proces koji koristi polupropusnu membranu za uklanjanje otopljenih krutih tvari, soli i drugih nečistoća iz otpadne vode. Ovaj proces može proizvesti visokokvalitetnu vodu koja je prikladna za ponovnu upotrebu u industriji ili poljoprivredi.
Odabir tercijarnog sustava za pročišćavanje ovisit će o specifičnim zagađivačima koje je potrebno ukloniti iz otpadne vode, namjeravanoj upotrebi efluenta i raspoloživim resursima. U mnogim slučajevima može se koristiti kombinacija metoda obrade kako bi se postigla željena razina kvalitete vode.
Općenito, uređaji za pročišćavanje otpadnih voda ključni su za uklanjanje onečišćivača i kontaminanata iz otpadnih voda i osiguravanje da pročišćena voda zadovoljava ekološke i javnozdravstvene standarde.