Postoje različite vrste uređaja i opreme koji se koriste u tretmanu otpadnih voda za uklanjanje zagađivača i zagađivača iz otpadnih voda. Neki od najčešćih uređaja uključuju:
Ekrani:
Sita su važna komponenta mnogih sistema za prečišćavanje otpadnih voda, jer pomažu u uklanjanju velikih čvrstih materija, krhotina i drugih materijala iz otpadne vode pre nego što ona uđe u druge procese tretmana. Sita se mogu klasifikovati na osnovu veličine otvora na ekranu, što određuje veličinu čestica koje se mogu ukloniti. Neke uobičajene vrste sita koje se koriste u tretmanu otpadnih voda uključuju:
Šipke: Šipke sastoje se od niza šipki koje su međusobno razmaknute kako bi omogućile protok vode kroz njih, ali za hvatanje velikih krhotina i čvrstih tvari. Šipke se mogu čistiti ručno ili mehanički kako bi se uklonio zarobljeni materijal.
Fina sita: Fina sita koriste mrežu ili perforiranu ploču za uklanjanje manjih čestica iz otpadne vode. Fina sita se mogu koristiti za uklanjanje materijala kao što su kosa, papir i plastika.
Mikroscreenovi: Mikroscreenovi su slični finim sitama, ali koriste finu mrežu ili veličinu pora za uklanjanje manjih čestica, uključujući bakterije i druge mikroorganizme.
Sita za bubnjeve: Sita za bubnjeve koriste rotirajući bubanj sa mrežicom ili perforiranom površinom za hvatanje krhotina i čvrstih materija. Uhvaćeni materijal se zatim sastruže s površine bubnja i ukloni.
Disk sita: Disk sita koriste rotirajuće diskove sa perforacijama za hvatanje krhotina i čvrstih materija. Uhvaćeni materijal se zatim uklanja strugačem ili četkom.
Izbor tipa sita zavisiće od veličine i karakteristika čestica koje je potrebno ukloniti, kao i od dizajna celokupnog sistema tretmana. Osim uklanjanja čvrstih materija, sita mogu pomoći i u zaštiti opreme koja se nalazi na nizvodnom nivou, kao što su pumpe i ventili, od oštećenja uzrokovanih velikim krhotinama ili drugim materijalima.
Grit komore:
Peskarske komore su vrsta primarnog tretmana koji se koristi u postrojenjima za prečišćavanje otpadnih voda za uklanjanje teških neorganskih čvrstih tvari, kao što su pijesak, šljunak i drugi pješčani materijali koji su preteški da bi se uklonili samo sedimentacijom. Ovi materijali mogu uzrokovati oštećenje opreme, kao što su pumpe i ventili, u procesu obrade, a mogu se akumulirati u mulju tokom primarnog tretmana.
Komore za pijesak rade tako što usporavaju protok otpadne vode i omogućavaju da se teški materijali slegnu na dno. Komora za pijesak je obično dugačak i uzak rezervoar, sa omjerom širine i dužine od približno 1:4, kako bi se osiguralo da otpadna voda ostane u komori dovoljno vremena. Kako otpadna voda teče u komoru, ona se usporava, uzrokujući taloženje teških materijala na dno.
Taloženi pijesak se zatim uklanja sa dna komore pomoću sistema za uklanjanje pijeska, koji može uključivati pumpe za pijesak, klasifikatore pijeska ili transportere pijeska. Uklonjeni pijesak se zatim šalje na deponiju ili drugu odgovarajuću deponiju.
Grit komore mogu biti tipa vrtloga ili detritusa. U komori za grit tipa vortex, otpadna voda se uvodi tangencijalno na komoru, stvarajući vrtložno kretanje koje pomaže da se pijesak odvoji od otpadne vode. U komoru za pijesak tipa detritusa, otpadna voda se uvodi malom brzinom, omogućavajući gritu da se taloži na dno komore.
Komore za pijesak se obično nalaze na početku procesa obrade, prije primarne sedimentacije, kako bi se osiguralo da se teški materijali uklone prije nego što mogu uzrokovati štetu ili ometati naredne procese obrade.
Taložnici:
Taložnici, poznati i kao taložnici, vrsta su primarnog tretmana koji se koristi u postrojenjima za prečišćavanje otpadnih voda za uklanjanje suspendiranih čvrstih tvari i organskih tvari iz otpadnih voda. Ovi rezervoari rade tako što dozvoljavaju otpadnoj vodi da se taloži, što uzrokuje da teže čvrste materije potonu na dno rezervoara, dok lakše čvrste materije lebde na vrh, formirajući sloj šljama. Pročišćena voda se zatim uklanja iz sredine rezervoara.
Taložnici su obično pravokutnog ili kružnog oblika i dizajnirani su da usporavaju protok otpadne vode tako da čvrste tvari imaju dovoljno vremena da se talože. Rezervoari mogu biti opremljeni mehaničkom opremom kao što su strugači, skimeri ili grabulje koje pomažu u uklanjanju taloženih čvrstih materija sa dna rezervoara i sloja šljama sa površine.
Taložnici mogu biti projektovani ili kao primarni taložnici, koji uklanjaju većinu suspendovanih čvrstih materija i organskih materija, ili kao sekundarni taložnici, koji se koriste nakon biološke obrade za uklanjanje preostalih čvrstih materija i mikroorganizama.
Efikasnost taložnika zavisi od nekoliko faktora, uključujući vreme zadržavanja, brzinu taloženja čvrstih materija i dizajn rezervoara. Vrijeme zadržavanja je vrijeme u kojem otpadna voda ostaje u spremniku i obično se određuje veličinom i brzinom protoka u spremniku. Brzina taloženja čvrstih materija zavisi od njihove veličine, oblika i gustine, a na nju može uticati dodavanje hemikalija, kao što su koagulansi, koji pomažu u agregaciji čvrstih materija.
Sve u svemu, taložnici su važna komponenta tretmana otpadnih voda, jer pomažu u uklanjanju većine čvrstih i organskih materija prije nego što se otpadna voda dalje tretira biološkim ili naprednim procesima obrade.
Rezervoari za vazduh:
Aeracioni rezervoari su bitna komponenta procesa biološke obrade u postrojenjima za prečišćavanje otpadnih voda. Primarna funkcija ovih rezervoara je da obezbede okruženje u kojem mikroorganizmi mogu da napreduju i razgrađuju organske materije prisutne u otpadnoj vodi.
U tipičnom procesu aktivnog mulja, rezervoar za aeraciju je veliki bazen ili rezervoar 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.
Da bi se podstakao rast i aktivnost mikroorganizama, aeracioni rezervoar je opremljen uređajima za aeraciju, kao što su difuzori ili mehanički aeratori, koji snabdevaju kiseonikom otpadnu vodu. To osigurava neophodan kisik koji je mikroorganizmima potreban za obavljanje svojih metaboličkih procesa.
Proces aeracije obično traje nekoliko sati, a za to vrijeme mikroorganizmi troše organsku tvar u otpadnoj vodi i umnožavaju se. Nakon što je proces aeracije završen, otpadna voda se usmjerava u sekundarni taložnik ili tank za taloženje, gdje se mikroorganizmima omogućava da se talože i formiraju sloj mulja. Pročišćena voda se zatim uklanja i može se dalje tretirati u procesima tercijarne obrade.
Efikasnost procesa aeracije zavisi od nekoliko faktora, uključujući koncentraciju mikroorganizama u mulju, nivoe rastvorenog kiseonika u rezervoaru za aeraciju i stopu organskog opterećenja otpadne vode. Ovi faktori se moraju pažljivo kontrolisati kako bi se osiguralo da mikroorganizmi mogu efikasno razgraditi organsku materiju i proizvesti visokokvalitetne otpadne vode.
Sistemi aktivnog mulja:
Sistem aktivnog mulja je biološki proces prečišćavanja otpadnih voda koji koristi mikroorganizme za razgradnju organskih materija u otpadnoj vodi. Proces uključuje dodavanje zraka u otpadnu vodu kako bi se potaknuo rast mikroorganizama, koji zatim troše organsku tvar i pretvaraju je u ugljični dioksid, vodu i nove mikrobne stanice.
U sistemu sa aktivnim muljem, otpadna voda se prvo tretira u rezervoaru za aeraciju, gde se neprekidno dovodi vazduh kako bi se podstakao rast mikroorganizama. Mikroorganizmi troše organsku tvar u otpadnoj vodi, koja im daje energiju i hranjive tvari potrebne za rast. Kako mikroorganizmi rastu, formiraju grudvice ili grude koje se mogu taložiti iz otpadne vode.
Nakon rezervoara za aeraciju, 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 daljnji tretman.
Postoji nekoliko prednosti korištenja sistema aktivnog mulja za tretman otpadnih voda. Na primjer, mogu efikasno ukloniti organsku tvar, dušik i fosfor iz otpadnih voda, što može pomoći u sprječavanju eutrofikacije i drugih problema s kvalitetom vode. Sistemi aktivnog mulja također mogu proizvesti visokokvalitetne otpadne vode, koje se mogu ispuštati u površinske vode ili koristiti za navodnjavanje.
Međutim, postoje i neki izazovi povezani sa sistemima aktivnog mulja. Na primjer, sistem zahtijeva pažljivo upravljanje kako bi se održala odgovarajuća ravnoteža mikroorganizama i hranjivih tvari, budući da previše ili premalo jednog i drugog može uzrokovati probleme. Osim toga, sistem može biti podložan udarnim opterećenjima i drugim smetnjama, koji mogu poremetiti proces tretmana. Konačno, sistemi aktivnog mulja mogu stvoriti velike količine mulja, koji se mora tretirati i odlagati na odgovarajući način.
Membranski bioreaktori:
Membranski bioreaktor (MBR) je tip sistema za tretman otpadnih voda koji kombinuje biološki tretman sa membranskom filtracijom. MBR sistemi koriste biološki proces za razgradnju organske materije u otpadnoj vodi, a zatim koriste membrane za filtriranje suspendovanih čvrstih materija, bakterija i drugih zagađivača.
U MBR sistemu, otpadna voda se prvo tretira u rezervoaru za aeraciju, gde mikroorganizmi troše organsku materiju i pretvaraju je u ugljen-dioksid i vodu. Pomiješana tekućina se zatim odvaja od tretirane vode pomoću membranskog filtera, koji omogućava prolazak vode uz zadržavanje krutih tvari i mikroorganizama. Čvrste materije i mikroorganizmi koji su zarobljeni membranom vraćaju se u rezervoar za aeraciju kako bi se nastavio proces tretmana.
Postoje dva glavna tipa membranskih filtera koji se koriste u MBR sistemima: šuplja vlakna i ravni list. Membrane od šupljih vlakana se obično koriste u manjim sistemima, dok se membrane sa ravnim pločama koriste u većim aplikacijama. Obje vrste membrana imaju male pore koje filtriraju bakterije, viruse i druge zagađivače.
MBR sistemi imaju nekoliko prednosti u odnosu na konvencionalne sisteme za tretman otpadnih voda. Na primjer, MBR sistemi mogu proizvesti efluent višeg kvaliteta od konvencionalnih sistema, budući da membrane pružaju fizičku barijeru suspendovanim čvrstim materijama, bakterijama i drugim zagađivačima. MBR sistemi takođe zahtevaju manje prostora od konvencionalnih sistema, budući da membranska filtracija može da zameni sekundarni čistač. Osim toga, MBR sistemi mogu raditi na višim koncentracijama biomase, što može rezultirati većom efikasnošću tretmana i manjom proizvodnjom mulja.
Međutim, MBR sistemi takođe mogu biti složeniji i skuplji za rad od konvencionalnih sistema, jer zahtevaju specijalizovane membrane i naprednije sisteme upravljanja. Održavanje i zamjena membrana također može biti skupa. Uprkos ovim izazovima, MBR sistemi postaju sve popularniji za prečišćavanje komunalnih i industrijskih otpadnih voda, posebno u oblastima gde je prostor ograničen ili gde je potreban visokokvalitetni otpad.
Sistemi za dezinfekciju:
Sistemi za dezinfekciju su važna komponenta mnogih procesa prečišćavanja otpadnih voda, jer pomažu u smanjenju nivoa patogenih mikroorganizama u efluentu. Postoji nekoliko različitih tipova dezinfekcionih sistema koji se mogu koristiti, uključujući:
Kloriranje: Kloriranje je uobičajena metoda dezinfekcije koja uključuje dodavanje hlora u tretiranu otpadnu vodu. Klor može ubiti mnoge vrste mikroorganizama, uključujući bakterije i viruse. Međutim, kloriranje također može stvoriti nusproizvode dezinfekcije, kao što su trihalometani, koji mogu biti štetni po ljudsko zdravlje.
Ultraljubičasto (UV) zračenje: UV sistemi za dezinfekciju koriste UV lampe visokog intenziteta da ubiju mikroorganizme u otpadnoj vodi. UV zračenje oštećuje DNK mikroorganizama, što ih sprečava da se razmnožavaju. UV dezinfekcija je metoda bez kemikalija koja ne proizvodi nusproizvode dezinfekcije.
Ozoniranje: Ozoniranje je proces koji uključuje dodavanje ozona u tretiranu otpadnu vodu. Ozon je moćan oksidans koji može ubiti mikroorganizme i razgraditi organska jedinjenja. Ozoniranje je metoda bez kemikalija koja ne proizvodi nusproizvode dezinfekcije, ali može biti skupa za rad.
Membranska filtracija: Neke vrste membranskih filtera, kao što su ultrafiltracione membrane, mogu ukloniti bakterije i viruse iz tretirane otpadne vode. Membranska filtracija može biti efikasna metoda dezinfekcije, ali može biti skupa za instalaciju i održavanje.
Izbor sistema za dezinfekciju zavisiće od niza faktora, uključujući karakteristike otpadne vode, potreban nivo dezinfekcije i raspoložive resurse. U mnogim slučajevima može se koristiti kombinacija metoda dezinfekcije kako bi se postigao željeni nivo tretmana.
Tercijarni sistemi tretmana:
Sistemi tercijalnog tretmana se koriste za dalje prečišćavanje otpadnih voda koje su već prošle procese primarnog i sekundarnog tretmana. Svrha tercijalnog tretmana je uklanjanje preostalih nečistoća i zagađivača iz vode kako bi se proizvela otpadna voda koja je pogodna za ponovnu upotrebu ili ispuštanje u okoliš. Neki uobičajeni sistemi tercijarnog tretmana uključuju:
Filtracija: Filtracija je proces koji uklanja male čestice, suspendirane čvrste tvari i druge nečistoće iz otpadne vode. Uobičajeni tipovi filtera koji se koriste u tercijarnom tretmanu uključuju pješčane filtere, multimedijalne filtere i membranske filtere.
Hemijski tretman: Hemijski tretman uključuje dodavanje hemikalija u otpadnu vodu za uklanjanje rastvorenih čvrstih materija i organskih jedinjenja. Uobičajene hemikalije koje se koriste u tercijarnom tretmanu uključuju koagulante, flokulanse i dezinficijense.
Uklanjanje hranjivih tvari: Uklanjanje hranjivih tvari je proces kojim se uklanja višak dušika i fosfora iz otpadne vode. Višak nutrijenata može doprinijeti cvjetanju algi i drugim ekološkim problemima. Uobičajene metode za uklanjanje nutrijenata uključuju biološko uklanjanje nutrijenata (BNR) i hemijsku precipitaciju.
Dezinfekcija: Dezinfekcija je proces kojim se ubijaju 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 čvrstih tvari, soli i drugih nečistoća iz otpadne vode. Ovaj proces može proizvesti vodu visokog kvaliteta koja je pogodna za ponovnu upotrebu u industrijskim ili poljoprivrednim primjenama.
Izbor sistema tercijarnog tretmana zavisiće od specifičnih zagađivača koje je potrebno ukloniti iz otpadnih voda, namjene upotrebe efluenta i raspoloživih resursa. U mnogim slučajevima može se koristiti kombinacija metoda tretmana za postizanje željenog nivoa kvaliteta vode.
Sve u svemu, uređaji za prečišćavanje otpadnih voda su od suštinskog značaja za uklanjanje zagađivača i zagađivača iz otpadnih voda i osiguravanje da pročišćena voda ispunjava standarde životne sredine i javnog zdravlja.