Prečišćavanje otpadnih voda je proces uklanjanja zagađivača iz otpadnih voda, koji nastaju ljudskim aktivnostima kao što su kućna, industrijska i poljoprivredna praksa. Cilj tretmana otpadnih voda je proizvodnja prečišćene vode koja je sigurna za ispuštanje u okoliš ili ponovnu upotrebu.
Postoji nekoliko faza uključenih u prečišćavanje otpadnih voda, koje mogu uključivati:
Preliminarni tretman:
Preliminarni tretman je prva faza prečišćavanja otpadnih voda i uključuje fizičko uklanjanje velikih čvrstih materija i ostataka iz otpadne vode. Ovo se radi kako bi se zaštitili procesi prerade u nastavku, spriječilo začepljenje cijevi i opreme i poboljšala efikasnost narednih faza tretmana.
Sljedeće su uobičajene metode koje se koriste u preliminarnom tretmanu:
Screening: Otpadna voda teče kroz sito s otvorima različitih veličina kako bi se uklonili veliki predmeti kao što su štapovi, krpe, plastika i drugi ostaci. Prikupljeni materijal se zatim odlaže na deponiju.
Uklanjanje pijeska: Otpadna voda prolazi kroz komoru za pijesak kako bi se uklonile neorganske čvrste tvari poput pijeska, šljunka i drugih teških materijala. Ovo je učinjeno kako bi se spriječilo habanje nizvodne opreme.
Izjednačavanje protoka: Ovo je proces koji pomaže da se izglade fluktuacije u brzini protoka otpadne vode. Uključuje upotrebu rezervoara za skladištenje za zadržavanje otpadne vode u vremenima visokog protoka i ispuštanje u vreme niskog protoka.
Uklanjanje masti, ulja i masti (MAGLE): MAGLA se uklanja pomoću sifona za masnoću, koji je uređaj koji odvaja i sakuplja maglu iz otpadne vode. Ovo sprječava da magla začepi cijevi i opremu nizvodno.
Nakon preliminarne obrade, otpadna voda je spremna za daljnji tretman kroz procese sekundarnog i tercijarnog tretmana kako bi se uklonili otopljeni i suspendirani organski materijali i štetni zagađivači prije nego što se ispuste ili ponovo koriste.
Primary Treatment:
Primarni tretman je druga faza prečišćavanja otpadnih voda i uključuje fizičko i kemijsko uklanjanje taložnih i suspendiranih čvrstih tvari iz otpadnih voda. Svrha primarnog tretmana je uklanjanje što više organskih i neorganskih čvrstih tvari prije nego što se otpadna voda podvrgne sekundarnom ili tercijarnom tretmanu. Sljedeće su uobičajene metode koje se koriste u primarnom liječenju:
Sedimentacija: Otpadna voda se drži u taložnici ili taložnici, što omogućava taložnim čvrstim materijama da se talože na dno rezervoara. Taložene čvrste materije, nazvane primarni mulj, se zatim uklanjaju i šalju u proces obrade mulja. Pročišćena tečnost, koja se zove efluent, šalje se na dalju obradu.
Koagulacija i flokulacija: U ovom procesu, hemikalije se dodaju u otpadnu vodu kako bi se čestice zgrušale i formirale veće nakupine, zvane flokule. Košice se tada mogu lakše ukloniti taloženjem ili filtracijom. Hemikalije koje se koriste u koagulaciji i flokulaciji uključuju aluminijum sulfat (stipsa) i željezni hlorid.
Izjednačavanje: Izjednačavanje je proces balansiranja dotoka otpadnih voda u postrojenje za prečišćavanje. To se postiže korištenjem spremnika za privremeno skladištenje otpadne vode prije nego što uđe u proces obrade. Ovo pomaže u smanjenju vršnih protoka i pomaže u održavanju konzistentnih uslova za procese tretmana nizvodno.
Podešavanje pH: podešavanje pH može biti potrebno ako je pH otpadne vode previsok ili prenizak. Dodavanje kiselina ili baza može pomoći da se pH prilagodi optimalnom rasponu za tretman.
Nakon primarnog tretmana, otpadna voda se podvrgava sekundarnom tretmanu, koji uključuje biološki tretman otopljenih i suspendiranih organskih materijala, ili tercijarnom tretmanu, koji uključuje napredne procese tretmana za uklanjanje specifičnih zagađivača.
Sekundarni tretman:
Sekundarni tretman je treća faza prečišćavanja otpadnih voda i uključuje biološko uklanjanje otopljenih i suspendiranih organskih materijala iz otpadnih voda. Svrha sekundarnog tretmana je daljnje pročišćavanje otpadne vode koja je prošla primarni tretman i pripremanje za ispuštanje ili ponovnu upotrebu. Sljedeće su uobičajene metode koje se koriste u sekundarnom liječenju:
Proces aktivnog mulja: U ovom procesu, otpadna voda se miješa s kulturom mikroorganizama, uključujući bakterije i gljivice, koje troše i razgrađuju organski materijal u otpadnoj vodi. Smjesa, nazvana aktivni mulj, se zatim odvaja od tretirane vode pomoću taložnika. Tretirana voda se zatim može poslati na daljnju obradu ili ispustiti.
Filter za curenje: U ovom procesu, otpadna voda se raspršuje preko sloja kamenja ili plastičnog medija, na kojem se razvio biofilm mikroorganizama. Mikroorganizmi troše organski materijal u otpadnoj vodi dok curi preko medija. Tretirana voda se zatim sakuplja na dnu filtera 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. Kako se disk rotira, mikroorganizmi troše organski materijal u otpadnoj vodi. Pročišćena voda se zatim sakuplja i šalje na dalju obradu.
Sekvencijalni šaržni reaktor: U ovom procesu, otpadna voda se tretira u serijama, gdje prolazi kroz nekoliko faza biološkog tretmana. Svaka faza uključuje različit skup mikroorganizama koji razgrađuju organski materijal u otpadnoj vodi. Pročišćena voda se zatim sakuplja i šalje na dalju obradu.
Nakon sekundarnog tretmana, otpadna voda se obično podvrgava tercijarnom tretmanu, koji uključuje napredne procese tretmana za uklanjanje specifičnih zagađivača. Ovo se radi kako bi se osiguralo da pročišćena otpadna voda ispunjava tražene standarde kvaliteta za ispuštanje ili ponovnu upotrebu.
Tercijarni tretman:
Proces aktivnog mulja je uobičajeni proces biološke obrade koji se koristi u postrojenjima za prečišćavanje otpadnih voda za uklanjanje organske tvari, dušika i fosfora iz otpadne vode. To je vrsta sekundarnog tretmana koji prati primarne procese tretmana, kao što su skrining, uklanjanje pijeska i sedimentacija.
U procesu aktivnog mulja, otpadna voda se miješa sa mikrobnom kulturom, poznatom kao "aktivni mulj", u rezervoaru za aeraciju. Aktivni mulj je mješavina mikroorganizama, poput bakterija, protozoa i gljivica, koji troše organsku tvar u otpadnoj vodi i pretvaraju je u mikrobnu biomasu, ugljični dioksid i vodu.
Spremnik za prozračivanje je obično opremljen uređajima za difuznu aeraciju ili mehaničkim aeratorima kako bi se omogućio kisik mikroorganizmima, promovirajući njihov rast i aktivnost. Proces aeracije obično traje nekoliko sati i zahtijeva visoku razinu otopljenog kisika kako bi se podržao aerobni metabolizam mikroorganizama.
Nakon procesa aeracije, otpadna voda se usmjerava u sekundarni taložnik ili taložnik, gdje se aktivni mulj i sve preostale suspendirane čvrste tvari ostavljaju da se talože. Taloženi mulj se zatim vraća u rezervoar za aeraciju kako bi se nastavio proces tretmana, dok se bistrena voda usmerava u dalje procese tretmana, kao što je tercijarni tretman ili dezinfekcija, pre nego što se ispusti ili ponovo upotrebi.
Da bi se održala efikasnost procesa aktivnog mulja, mikrobna kultura se mora pažljivo pratiti i kontrolisati. Faktori kao što su koncentracija rastvorenog kiseonika, dostupnost nutrijenata, pH i temperatura moraju se održavati unutar određenog opsega kako bi se podstakao rast i aktivnost mikroorganizama i obezbedio efluent visokog kvaliteta. Dodatno, višak mulja se mora periodično uklanjati iz procesa kako bi se spriječilo nakupljanje inertnih čvrstih tvari i održala željena mikrobna populacija.
Nakon tretmana, otpadna voda se obično ispušta u prijemno vodno tijelo ili se ponovo koristi u svrhe koje nisu za piće kao što su navodnjavanje ili industrijski procesi.
Prečišćavanje otpadnih voda važan je proces za zaštitu javnog zdravlja i okoliša. Pravilan tretman pomaže u sprečavanju širenja bolesti koje se prenose vodom, smanjenju zagađenja u vodenim putevima i očuvanju vodnih resursa.