A víz értékes nyersanyag. Természetes vizeink megóvása és az ivóvíz-előállítás támogatása érdekében a szennyvíz csak a káros és szennyezőanyagoktól való megtisztítása után engedhető vissza a vízkörforgásba. A víz kezeléséhez és a lehető legjobb, a természetes víznek megfelelő vízminőség elérése érdekében különböző eljárásokat alkalmaznak.A szennyvíz kezelése általánosságban két alaptípusra osztható. Először is a problémát okozó anyagokat el kell távolítani a vízből. Ez tisztítással, a vas és a mangán eltávolításával, sterilizálással, sótalanítással vagy lágyítással történhet. Másodszor bizonyos anyagok hozzáadásával javítják a minőséget és befolyásolnak bizonyos paramétereket, a pH-értéket vagy a vezetőképességet.
A vízkezelés különböző előkészítő ainak megvalósítására számos eljárás áll rendelkezésre:
A legnagyobb mennyiségű szennyvizet a települési szennyvízkezelő telepeken kezelik, ezért itt diverzifikáltabb kombinálásra és hatékonyabb eljárásra. Az alkalmazott eljárások a szennyvízkezelő telep típusától függnek.A szennyvízkezelő telepek kezelési eljárásai különböző fokozatokra oszthatók.
Az első ban a még teljesen kezeletlen szennyvizet mechanikai kezelésnek vetik alá; ez a szilárd anyagok mintegy 20–30%-át távolítja el. Ehhez a szennyvizet egy mechanika tisztítóműbe irányítják, ahol egy rács vagy dobszita kiszűri a durva szennyeződések, mint például a faleveleket, a papírt és a textíliákat. A durva anyagokat lépésről-lépésre különböző, néhány centiméteres rácsok és pár milliméter résszélességű sziták szűrik ki amelyeken át a víz különböző sebességekkel áramlik át. A mechanikailag kinyert rácshordalékot víztelenítik, majd égetőműben ártalmatlanítják.
Az előtisztított víz ezután egy úgynevezett sand collector. Ez viszonylag magas, mintegy 0,3 m/ áramlási sebességen történik. Meg kell különböztetni a nem levegőztetett hosszú homokfogót,a levegőztetett hosszú homokfogót – amelyet hengeres homokfogónak is neveznek –, valamint a kerek homokfogót.
A levegőztetett homokfogó az addicionális zsírokat és olajokat eltávolítja a szennyvízből, majd a bevezetett technológiai levegő forgó mozgást kelt a vízben, ami a kisebb súlyú anyagokat, mint például az olajokat és zsírokat a felszínre juttatja. Ezek egyszerűen eltávolíthatók a vízből.A kerek homokfogót centrifugális erővel leválasztja az anyagokat a szennyvízből, és leszívja őket. A homokfogó megtisztítása után a homokfogó hordalékát kimossák és megszabadítják a szerves anyagoktól. Ezt javítja a víztelenítést az összegyűjtött szervetlen anyagban, amely például az útépítésben használható fel újra. Ha további visszaforgatás nem lehetséges, akkor a homokfogó hordalékát szabályosan, lerakóban vagy hulladékégetőben kell ártalmatlanítani.A az elsődleges szennyvíztisztító tartály . A szennyvíz sebessége mintegy 1,5 cm/, jóval lassúbb, mint a homokfogóban. Az áramlási sebesség csökkentését a medence szélesítésével érték el. Alacsony áramlási sebesség szükséges ahhoz, hogy a finomabb szennyeződésrészecskék, fajsúlyuktól függően leülepedjenek a fenékre, vagy a víz felszínére emelkedjenek. Az ülepítéssel keletkezett (a fenékre került) iszapot nevezzük elsődleges szennyvíziszapnak. Általában szerves anyagokból áll. Az elsődleges szennyvíziszapot egy szkréper juttatja a fenékről egy frissiszap-tartályba. A lebegő anyagokat egy lebegőiszap-csatornába vezetik. A friss szennyvíziszapot egy szivattyú továbbítja az úgynevezett rothasztótoronyba.A rothasztótoronyban metángáz keletkezik négy szakaszban (hidrolízis, savasítás, acetongén és metanogén szakasz); egy blokkfűtőműben elektromos árammá alakítják, ami felhasználható a telep energiaellátásában. A rothasztótorony rothasztási folyamata mintegy négy hetet vesz igénybe. Ami megmarad, az egy szagtalan szennyvíziszap, amelyet centrifuga vagy szűrő segítségével való víztelenítés után gyakran hasznosítanak a mezőgazdaságban.A mechanikai tisztítási folyamat itt lezárul. Ebben a ban a szennyeződés átlag 30–40%-át távolítják el. A szennyvízkezelő telepen át vezető útján a szennyvíz kezelésének következő ába lép.
a legtöbb szennyvízkezelő telepen a mechanikai kezelés során előtisztított víz az úgynevezett levegőztetőtartályokba kerül, amelyeket gyakran cirkulációs tartályokként circulation tanks. Itt történik a biológiai tisztítás.
A vizet oxigén bejuttatásával és propellerekkel hozzák körforgásba. Többé vagy kevésbé szellőztetett területet hoznak létre eltérő környezeti feltételekkel a baktériumok és más mikroorganizmusok számára. Ezek a mikororganizmusok a vízben még jelen levő szerves anyagokkal táplálkoznak, és szervetlen anyagokká alakítják át őket. A baktériumok aktivált szennyvíziszap-pelyheket képeznek, amelyek szabadon lebegnek a vízben. A bevitt oxigén ösztönzi a baktériumok szaporodását és ezáltal elősegíti aktivált szennyvíziszap keletkezését. A biológiai szennyvízkezelés ezen eljárását ezért aktivált szennyvíziszap-eljárásnak is nevezzük.Az aktivált iszapot tartalmazó szennyvizet a másodlagos szennyvíztisztító tartályba továbbítják.. Ülepítésre kerül sor: z aktivált iszap leülepszik a tisztított víz aljára, ahol mechanikai tisztítóeszközökkel választják külön a tiszta víztől. Egy részét a rothasztótoronyba továbbítják további biomasszaként. A szennyvíziszap másik, „recirkuláltatott iszapnak” nevezett részét visszajuttatják a levegőztetőtartályba, hogy ott elegendő mikroorganizmus legyen az iszap lebontására. A biológiai kezelés után a szennyvíz mintegy 90%-át megtisztítják a biológiailag lebontható anyagoktól. Mivel az oxigént kompresszorok juttatják be, a biológiai tisztítási a teljes tisztítási eljárás leginkább energiaigényes szakasza. Miután a víz eléri a törvényileg előírt minőségét, visszajuttatható a vízkörforgásba – például egy folyóba.Számos egyéb esetben a biológiai tisztítás nem elégséges. Ezekben az esetekben további szennyvízkezelési eljárások szükségesek – például előkészítés vegyi kezelés formájában. Itt kémiai adalékanyagok is alkalmazhatók.
A szennyvízkezelés e szakaszában kémiai eljárásokat alkalmaznak a szennyvíz kezelésére. Ennek érdekében kémiai vegyületeket alkalmaznak a víz törvényesen előírt szabványos értékeinek elérésére. A vegyi kezelés a szennyvízkezelő telepeken a következőkből áll: semlegesítés, fertőtlenítés, a foszfát kicsapatása, a nitrogén kiküszöbölése, jégtelenítés és a mangán eltávolítása.
Semlegesítés az előírt pH-érték beállítása érdekében alkalmazzák sav, pl. sósav, vagy lúg, pl. mésztej hozzáadásával.A fertőtlenítés során a kórokozókat klór vagy klór-dioxid hozzáadásával semmisítik meg. A szennyvíz UV fénnyel való besugárzása a vegyszerezés jó alternatívája, de ritkábban alkalmazzák. A foszfát kiküszöbölése: szennyvíz gyakran szennyezett mosószerekből, műtrágyából, élelmiszer-adalékokból és fekáliából származó foszfátokkal. Ha a foszfátok a szennyvízben maradnak, akkor a víztestek túltrágyázásához és tápanyagokkal való feldúsulásához, ezen keresztül pedig az ökoszisztémára káros haszontalan növénynövekedéshez (eutrofizáció) vezethetnek.
A foszfátok vegyi kicsapatással vagy pelyhesítési eljárással távolíthatók el. A a foszfát kicsapatása részben elősegíti alumínium- vagy vassók hozzáadása a homokfogóban vagy a másodlagos szennyvíztisztító tartályban. Az ebben a másodlagos tisztításban keletkezett fémfoszfát pelyhek az aktivált szennyvíziszappal együtt távolíthatók el a szennyvízből. A működési módtól függően a foszfátok mikroorganizmusok segítségével is „kihalászhatók” a szennyvízből. Ebben az esetben biológiai foszforeltávolításról beszélünk, amit azonban még ritkán alkalmaznak.
A kémiai víztisztítás ugyancsak magában foglalja a nitrogén kiküszöbölése: A nitrogénvegyületek a létfontosságú oxigént veszik el a vízből, és vízbe jutás esetén halpusztuláshoz is vezethetnek. A nitrogén eltávolítható nitrifikáció és denitrifikáció útján: A nitrifikáció soránaz ammóniumot anaerob baktériumok nitritté, majd egy második lépcsőben nitráttá alakítják át. Az ezt követő denitrifikációt is anaerob mikrorganizmusok hozzáadásával segítik elő. Ezek a nitrátot enzimaktivitással nitrogéngázzá bontják le, amit a légkörbe bocsátanak vissza.Vastalanítás: szennyvíz vastartalmának az előírt értékre való csökkentéséhez a vas(II) kationokat oxigén hozzáadásával oxidálják. Az oxidációs folyamat elősegítéséhez marólúgot is kell adni a szennyvízhez.A mangán eltávolítása.: mangán rendszerint mangán-hidrogén-karbonát formájában van jelen a szennyvízben. Oxigén hozzáadásával nehezen oldódó mangán IV vegyületek keletkeznek, amelyek a vízből egyszerűen eltávolíthatók.
A negyedik és végső tisztítási folyamatban membrán- és szűrési eljárásokat alkalmaznak. Ez a tisztítási fokozat részben kombinálódik a kicsapatás és a pelyhesítés vegyi folyamataival. Ez hozza létre például a pelyhesítési szűrés módszerét. Kicsapató és pelyhesítő szereket adnak hozzá a szennyvízhez, ami az anyagok pelyhesítését eredményezi, amit leválasztanak. A pelyhesített anyagokat tartalmazó szennyvizet azután szövetbetétes vagy homokszűrőn keresztül,
ahol lassan szűrődik át a szűrőrétegen. Még a legkisebb szerves szuszpendált szilárd anyagot is eltávolítják.A nanoszűrés hasonló módon működik. A normál szűréssel ellentétben a vizet nyomás alatt egy membránon engedik át, amely a legkisebb oldott részecskéket, mint a molekulákat vagy a nehézfémek ionjait is vissszatartja. Ugyanez történik a fordított ozmózisnál,amelyben még magasabb munkanyomást és finomabb membránokat alkalmaznak.A szűrés, nanoszűrés és a fordított ozmózis során visszamaradt szennyezőanyagokat az elsődleges szennyvíz-kezelési tartályban választják ki szűrőiszap formájában.A víz most eléri a szennyvízkezelő telep utolsó részét, a kezelt víztároló tartályt. Itt is vesznek vízmintákat, és ellenőrzik a vízminőséget. A tisztított vizet csak a törvényileg előírt paraméterek teljesítése esetén szabad visszajuttatni a vízkörforgásba.
OLDALAK A VILÁG SZENNYVÍZKEZELÉSE TÉMÁJÁBAN:Víz- és szennyvízkezelés | Teljesítmények szennyvízkezelő telepek üzemeltetői számára | Esettanulmányok | Performance³ | Wastewater treatment guide | Teljesítménykalkulátor
