Apa este un bun de consum prețios. Pentru a proteja apa noastră naturală și pentru a ajuta la producerea de apă potabilă, toate apele uzate trebuie mai întâi curățate de substanțele contaminante și cele poluante, înainte de a fi readuse în circuitul apei. Pentru a trata apa și a atinge cea mai bună calitate posibilă a apei naturale, sunt folosite diverse procese.În general, tratarea apelor uzate poate fi împărțită în două tipuri de bază. Mai întâi, substanțele problematice sunt eliminate din apă. Acest lucru se face prin curățare, eliminarea fierului, eliminarea magneziului, sterilizare, desalinizare sau dedurizare. În al doilea rând, sunt suplimentate în mod specific substanțe pentru a îmbunătăți calitatea și parametrii de impact, cum ar fi pH-ul sau conductivitatea.
Mai multe procese vă stau la dispoziție pentru implementarea diverselor etape ale tratării apei:
Cel mai mare volum de apă uzată care trebuie tratat se află în stațiile municipale de epurare a apelor uzate, de aceea aici sunt necesare combinații mult mai diversificate și proceduri mult mai eficiente. Procedurile folosite depind de tipul stației de epurare a apelor uzate.Procesele de tratare în stațiile de epurare a apelor uzate pot fi împărțite în diverse etape.
În această primă etapă, apa încă complet netratată este tratată mecanic; aceasta îndepărtează circa 20 - 30% din substanțele solide conținute. În acest scop, apa uzată este condusă într-o instalație de grătare, unde un grătar sau o sită cu tambur filtrează impuritățile grosiere, cum ar fi frunzele, hârtia sau textilele. Diverse grătare, de la grătarele grosiere cu lățime de câțiva centimetri între bare, până la grătarele fine cu lățime între bare de câțiva milimetri, prin care apa trece cu viteze diferite, filtrează materialele grosiere pas cu pas. Deșeurile de grătar recuperate mecanic sunt uscate și eliminate într-o instalație de incinerare.
Apa pre-purificată trece apoi în ceea ce se numește un colector de nisip. În tehnologia de tratare a apelor uzate, se folosește un bazin de sedimentare, pentru a elimina particulele grosiere, cum ar fi pietre, cioburi de sticlă sau nisip, ca și materiale organice grosiere care nu au fost separate de către grătare. Aceasta se întâmplă cu o viteză relativ mare de curgere de aproximativ 0,3 m/s. Există o diferență între colectorul lung de nisip neaerat, colectorul lung de nisip aerat - numit și colector cilindric de nisip și colectorul rotund de nisip.
De aceea, colectorul de nisip aerat elimină suplimentar grăsimile și uleiurile din apa uzată și se întâmplă următoarele: aerul de proces introdus, produce o mișcare de rulare în apă, care transportă substanțele mai ușoare, cum ar fi uleiurile și grăsimile, la suprafață. Aici, ele pot fi eliminate ușor din apă.A colectorul rotund de nisip separă substanțele din apa uzată prin forța centrifugă și le aspiră, dându-le afară. După curățarea în colectorul de nisip, deșeurile din colector sunt spălate și sunt îndepărtate substanțele organice de pe ele. Acest lucru îmbunătățește deshidratarea materialelor anorganice colectate, care pot fi reutilizate, de exemplu, în construcția de drumuri. Dacă nu mai este posibilă o altă reciclare, deșeurile din colectorul de nisip trebuie eliminate în mod corespunzător; sunt duse la groapa de gunoi sau distruse în instalații de incinerare a deșeurilor.De aceea, primar de epurare a apelor uzate este următorul stadiu de tratare a apelor uzate. Viteza apei uzate este de aproximativ 1,5 cm/s, cu mult mai mică decât în colectorul de nisip. Reducerea vitezei de curgere se obține prin lărgirea bazinului. Este necesară o viteză de curgere mai scăzută, astfel încât particulele mai fine să se poată așeza pe fund sau la suprafața apei, în funcție de natura lor. Nămolul produs prin sedimentare (așezare pe fundul bazinului) este numit nămol primar. Acesta este format de obicei din material organic. Nămolul primar este împins de o racletă de pe fundul bazinului într-un buncăr de noroi proaspăt. Substanțele care plutesc sunt transferate în conducta de nămol plutitor. O pompă transportă noroiul proaspăt la ceea ce se numește un turn de digestie anaerobă.În turnul de digestie anaerobă, gazul metan este produs în patru faze (hidroliză, acidificare, generare de acetonă și faza metanogenă); acesta este transformat în electricitate într-o instalație bloc de încălzire și poate fi folosit pentru a alimenta stația cu energie. Procesul de digestie anaerobă din turnul de digestie se încheie după aproximativ patru săptămâni. Reziduurile sunt reprezentate de un nămol inodor, care este adesea folosit în agricultură după deshidratarea prin centrifugare sau filtrare.Stadiul de curățare mecanică se încheie aici. În medie, 30% până la 40% din impuritățile din apa uzată sunt eliminate în această fază. Pe traseul său prin stația de epurare a apelor uzate, apa uzată ajunge acum la următorul stadiu de tratare.
În majoritatea stațiilor de epurare a apelor uzate, apa pre-purificată în stadiul de tratare mecanică ajunge acum la așa-numitele bazine de aerare, care sunt adesea numite și bazine de circulație. Aici este locul unde are loc purificarea biologică.
Apa este pusă în mișcare prin alimentarea cu oxigen și cu ajutorul elicelor. Sunt create zone mai mult sau mai puțin ventilate, în care sunt create diverse condiții de mediu pentru bacterii și microorganisme. Aceste microorganisme se hrănesc din substanțele contaminante care sunt prezente încă în apă și le transformă în substanțe anorganice. Bacteriile formează fulgi de nămol activat care plutesc liber în apă. Alimentarea cu oxigen stimulează înmulțirea bacteriilor și astfel, accelerează formarea nămolului activat. Acest proces de tratare biologică a apelor uzate este numit și proces cu nămol activat.Apa uzată cu nămol activat este descărcată în bazinul secundar de epurare a apelor uzate. Viteza de curgere a curentului de apă uzată este redusă din nou aici. Are loc sedimentarea: Nămolul activat se depune la fundul apei purificate, de unde poate fi separat de apa curată prin dispozitive mecanice de curățare aflate pe fundul bazinului. O parte din acest nămol este transferat la turnul de fermentație ca biomasă suplimentară. Cealaltă parte a nămolului, cunoscută și sub denumirea de „nămol de întoarcere” este returnată în bazinul de aerare, pentru a se asigura că există suficiente microorganisme în bazinul de aerare în vederea descompunerii murdăriei. După tratarea biologică, aproximativ 90% din apa uzată este curățată de substanțele biodegradabile. Deoarece oxigenul este furnizat de compresoare, stadiul de curățare biologică este faza cu cel mai mare consum energetic din întregul proces de curățare. După ce apa a atins calitatea prescrisă de legislație, aceasta poate fi readusă în circuitul hidrologic - de exemplu într-un râu.În multe alte cazuri, purificarea biologică nu este suficientă. În aceste cazuri sunt necesare procese ulterioare de tratare a apelor uzate - de exemplu pregătire sub forma unui tratament chimic. Aici sunt folosiți și aditivi chimici.
În acest stadiu de tratare a apelor uzate, sunt folosite procese chimice pentru epurarea apelor uzate. În acest scop, compușii chimici sunt folosiți pentru a obține valorile standard prescrise prin legislație ale apei. Tratarea chimică în stațiile de epurare a apelor uzate include neutralizarea, dezinfecția, precipitarea fosfaților, eliminarea azotului, dejivrarea și eliminarea manganului.
Neutralizarea se folosește pentru a produce valoarea pH prescrisă, care se obține prin adăugarea de acid, de ex. HCl, sau bază, de ex. lapte de var.În timpul dezinfecția , agenții patogeni sunt eliminați prin adăugarea de clor sau dioxid de clor. Iradierea apelor uzate cu lumină UV este o alternativă bună la adăugarea substanțelor chimice, dar este folosită mai rar. Eliminarea fosfaților: Apa noastră uzată este contaminată adesea cu fosfați din detergenți, fertilizatori, aditivi alimentari și fecale. Dacă aceștia rămân în apa uzată, ei duc la supra-fertilizarea organismelor din apă și.
Phosphates are removed with a chemical precipitation or flocculation process. De aceea, precipitarea fosfaților este declanșată parțial de adăugarea sărurilor de aluminiu sau fier în nisipul colector sau în bazinul secundar de tratare a apelor uzate. Fulgii de fosfat de metal care se formează în timpul acestei purificări secundare sunt scoși apoi din apa uzată, împreună cu nămolul activat. În funcție de modul de operare, fosfatul poate fi „pescuit” și cu ajutorul microorganismelor pentru apele uzate. În acest caz vorbim de o eliminare biologică a fosforului, care oricum este folosită rar.
Purificarea chimică a apei include și eliminarea azotului: Compușii cu azot îndepărtează oxigenul vital din apă și chiar pot provoca moartea peștilor la evacuarea în corpurile de apă. Azotul este eliminat prin nitrificare și denitrificare: În timpul nitrificării, amoniul este transformat în nitrit, prin adăugarea de bacterii anaerobe și oxigen - și apoi în nitrat în a doua etapă. Denitrificarea ulterioară este declanșată, de asemenea, de adăugarea de microorganisme anaerobe. Prin activități enzimatice, acestea descompun nitratul în azot gazos, care este apoi eliberat în atmosferă.Eliminarea fierului: Pentru a reduce conținutul de fier din apele uzate la valoarea prescrisă, cationii de fier (II) sunt oxidați prin adăugarea de oxigen. Pentru a declanșa procesul de oxidare, trebuie adăugată și sodă caustică în apele uzate. Eliminarea manganului: Manganul este prezent de obicei în apele uzate ca bicarbonat de mangan. Adăugarea de oxigen formează compuși greu solubili de mangan IV, care pot fi eliminați cu ușurință din apă.
În stadiul al patrulea și cel final al curățării, se folosesc procese cu membrană și cu filtre. Parțial, acest stadiu de purificare este combinat cu procesele chimice de precipitare și floculare. Aceasta creează, de exemplu, metoda filtrării cu floculare. În apa uzată sunt adăugați precipitanți și floculanți, care provoacă flocularea substanțelor care vor fi separate. Apa uzată cu materialul floculat trece printr-un filtru de pânză sau de nisip.
Aceasta trece ușor prin stratul de filtrare. Chiar și cele mai mici suspensii organice solide sunt eliminate.Nanofiltrarea funcționează într-un mod foarte asemănător. Spre deosebire de filtrarea normală, apa este trecută sub presiune printr-o membrană care reține chiar și cele mai mici particule dizolvate, de exemplu moleculele sau ionii de metale grele. Același lucru se întâmplă la osmoza inversă, în care sunt folosite presiuni de lucru chiar mai mari și cele mai fine membrane.Substanțele poluante reținute în timpul filtrării, nanofiltrării și osmozei inverse, sunt filtrate în tratarea nămolului sub formă de nămol de filtrare, prin intermediul bazinului primar de tratare a apelor uzate.Apa ajunge acum la ultima zonă a stației de epurare a apelor uzate, bazinul de păstrare a apei tratate. Se iau din nou probe de apă și este verificată calitatea acesteia. Apa purificată este readusă în circuitul hidrologic după întrunirea parametrilor legali prescriși.
PAGINI PE TEMA TRATĂRII APELOR UZATE:Tratarea apelor și epurarea apelor uzate | Sarcinile pentru operatorii stației de tratare a apelor uzate | Studii de caz | Performance³ | Wastewater treatment guide | Calculator de performanță
