Do czego służy oczyszczalnia ścieków

Oczyszczalnie ścieków to niezbędne obiekty oczyszczające ścieki przed ich ponownym uwolnieniem do środowiska. Odgrywają kluczową rolę w ochronie zdrowia publicznego i ekosystemu.

Oto zestawienie typowych procesów zachodzących w oczyszczaniu ścieków:

Obróbka wstępna:

Usuwa duże przedmioty, takie jak gruz, szmaty i piasek.

Może obejmować przesiewanie lub mielenie.

Leczenie podstawowe:

Oddziela ciała stałe od ścieków.

Często obejmuje osadniki, w których ciała stałe osiadają na dnie.

Leczenie wtórne:

Proces biologiczny rozkładający materię organiczną przy użyciu bakterii.

Zwykle obejmuje zbiorniki napowietrzające lub procesy osadu czynnego.

Leczenie trzeciorzędne:

Opcjonalny etap usuwania dodatkowych składników odżywczych (azotu i fosforu) i dezynfekcji ścieków.

Może obejmować filtrację, chlorowanie lub dezynfekcję ultrafioletową.

Dezynfekcja:

Zabija szkodliwe bakterie i wirusy.

Często wykorzystuje chlor, światło ultrafioletowe lub ozon.

Zrzut ścieków:

Oczyszczone ścieki są uwalniane z powrotem do środowiska, często do rzek, jezior lub oceanu.

Konkretne stosowane procesy i technologie mogą się różnić w zależności od wielkości zakładu, jakości wpływających ścieków i lokalnych przepisów.

W oczyszczaniu ścieków oczyszczanie trzeciorzędne (znane również jako oczyszczanie głębokie lub oczyszczanie zaawansowane) ma na celu dalsze usuwanie ze ścieków substancji zanieczyszczających składniki odżywcze, substancji rozpuszczonych, drobnych zawieszonych cząstek stałych, nieulegającej biodegradacji materii organicznej i soli. Proces ten zwykle obejmuje różne metody filtracji i dezynfekcji. Poniżej znajduje się przegląd różnych typów trzeciorzędowych metod filtracji i dezynfekcji:

Metody filtracji trzeciego stopnia

Filtracja piaskowa (filtracja piaskowa)

Filtracja piaskowa to fizyczna metoda filtracji, która odfiltrowuje cząstki zawieszone i koloidy w ściekach przez warstwę piasku. Filtry piaskowe są często stosowane w końcowym etapie oczyszczania ścieków w celu poprawy jakości ścieków.

Koagulacja

Koagulacja to proces dodawania koagulantów do agregatów cząstek koloidalnych i drobnej zawiesiny w wodzie w większe kłaczki w celu późniejszej sedymentacji lub usunięcia przez filtrację. Proces koagulacji jest szeroko stosowany w oczyszczaniu ścieków w celu poprawy wydajności oczyszczania i jakości ścieków.

Mikrofiltracja

Mikrofiltracja (znana również jako mikrofiltracja) to precyzyjna technologia filtracji, która umożliwia odfiltrowanie cząstek i bakterii o wielkości mikronów lub nano w roztworze. Membrany mikrofiltracyjne są często stosowane w oczyszczaniu trzeciego stopnia w celu usunięcia drobnych zawiesin i koloidów ze ścieków.

Adsorpcja węgla aktywnego

Adsorpcja węgla aktywnego wykorzystuje porowatą strukturę i dużą zdolność adsorpcji węgla aktywnego do usuwania zanieczyszczeń, takich jak rozpuszczona materia organiczna, resztkowy chlor i metale ciężkie ze ścieków. Metoda ta jest szczególnie skuteczna w przypadku głębokiego oczyszczania i może znacznie poprawić jakość ścieków.

Odwrócona osmoza

Odwrócona osmoza to technologia separacji membranowej, która wykorzystuje selektywną przepuszczalność półprzepuszczalnej membrany do oddzielania rozpuszczalników (takich jak woda) od substancji rozpuszczonych (takich jak sól, materia organiczna itp.) pod ciśnieniem. Technologia odwróconej osmozy jest często stosowana w odsalaniu wody morskiej i głębokim oczyszczaniu ścieków. Może skutecznie usuwać sól i większość substancji organicznych ze ścieków.

Wymiana jonowa

Wymiana jonowa to wymiana jonów na żywicy z jonami w ściekach w celu usunięcia lub odzyskania określonych jonów w ściekach. Metoda ta ma znaczący wpływ na usuwanie jonów metali ciężkich ze ścieków i zmiękczanie wody.

Metoda dezynfekcji

Dezynfekcja chlorowana

Dezynfekcja chlorowana jest jedną z najczęściej stosowanych metod dezynfekcji. Do ścieków dodawany jest chlor gazowy, podchloryn sodu i inne chlorki, a silne właściwości utleniające chloru wykorzystywane są do zabijania patogennych mikroorganizmów w ściekach. Dezynfekcja chlorowana ma zalety dobrego efektu dezynfekcji i niskiego kosztu, ale może powodować problemy z resztkowym chlorem.

Dezynfekcja ultrafioletowa

Dezynfekcja ultrafioletowa wykorzystuje fotochemiczne działanie promieni ultrafioletowych do niszczenia struktury DNA lub RNA mikroorganizmów chorobotwórczych, przez co tracą one zdolność reprodukcyjną i osiągają cel dezynfekcji. Dezynfekcja ultrafioletowa ma tę zaletę, że nie pozostawia pozostałości chemicznych ani produktów ubocznych, ale może mieć na nią wpływ jakość wody, co skutkuje niestabilnym efektem dezynfekcji.

Dezynfekcja ozonem

Dezynfekcja ozonem wykorzystuje silne właściwości utleniające ozonu do zabijania patogennych mikroorganizmów w ściekach. Atomy tlenu i wolne rodniki hydroksylowe powstające w wyniku rozkładu ozonu w wodzie mogą szybko zniszczyć strukturę komórkową mikroorganizmów, uzyskując efekt dezynfekcji. Dezynfekcja ozonem ma tę zaletę, że polega na dokładnej sterylizacji i braku wtórnych zanieczyszczeń, ale koszty inwestycji i eksploatacji sprzętu są wysokie.

Inne metody dezynfekcji

Oprócz wspomnianych powyżej powszechnych metod dezynfekcji, istnieją również metody dezynfekcji, takie jak dezynfekcja termiczna, dezynfekcja radiacyjna, sterylizacja promieniowaniem jonizującym i sterylizacja plazmą nadtlenku wodoru. Metody te mają swoje zalety i wady oraz są odpowiednie dla różnych scenariuszy i potrzeb oczyszczania ścieków.

Rodzaje mediów stosowanych w uzdatnianiu wody

Rodzaj mediów stosowanych w uzdatnianiu wody zależy od konkretnego procesu i pożądanego wyniku. Oto kilka popularnych typów mediów:

Media filtracyjne

Piasek: Stosowany w filtrach piaskowych do usuwania zawieszonych ciał stałych i zmniejszania zmętnienia.

Antracyt: Rodzaj węgla stosowany w filtrach ze względu na jego dużą porowatość i niską gęstość.

Żwir: Używany jako warstwa nośna w filtrach, ale może być również stosowany jako sam materiał filtracyjny.

Ziemia Okrzemkowa (DE): Naturalny materiał składający się ze skamieniałych okrzemek, stosowany w filtrach DE do usuwania bardzo drobnych cząstek.

Węgiel aktywowany: używany do usuwania materii organicznej, smaku, zapachu i niektórych substancji chemicznych.

Żywica jonowymienna: używana do usuwania rozpuszczonych minerałów, takich jak twardość, z wody.

Filtry membranowe: stosowane w procesach filtracji membranowej w celu usuwania cząstek i mikroorganizmów na podstawie wielkości.

Środki do dezynfekcji

Chlor: powszechny środek dezynfekujący dodawany do wody w celu zabijania bakterii i wirusów.

Światło ultrafioletowe (UV): używane do zabijania mikroorganizmów poprzez wystawienie ich na działanie promieniowania UV.

Ozon: Silny środek dezynfekujący, który może utleniać zanieczyszczenia i zabijać mikroorganizmy.

Wapno: Stosowane do podnoszenia pH wody, ale może być również stosowane do usuwania twardości.

Soda kalcynowana: stosowana w celu zwiększenia zasadowości wody.

Biologiczne środki lecznicze

MBBR Bio Filter Media: Są to plastikowe nośniki o dużej powierzchni, które wspomagają wzrost biofilmu. Stosowane są w reaktorach z biofilmem ze złożem ruchomym (MBBR) do biologicznego oczyszczania ścieków.

Bioblokowe media filtracyjne: Są to plastikowe bloki o strukturze plastra miodu, które zapewniają dużą powierzchnię do wzrostu biofilmu. Stosowane są w systemach biofiltracji do oczyszczania ścieków.

Random Tower Packing: Są to materiały o nieregularnym kształcie stosowane w reaktorach ze złożem wypełnionym do biologicznego oczyszczania ścieków. Zapewniają dużą powierzchnię do wzrostu biofilmu i sprzyjają dobremu kontaktowi gaz-ciecz.

Inne media

Odstojnik rurowy: Nie jest to środek per se, ale raczej urządzenie wykorzystujące szereg rurek w celu poprawy osadzania zawieszonych ciał stałych w ściekach.

Bioreaktor membranowy MB: Jest to rodzaj bioreaktora membranowego, który łączy oczyszczanie biologiczne z filtracją membranową. Membrany mogą być wykonane z różnych materiałów, takich jak polimery lub ceramika.

Dyfuzor dyskowo-pęcherzykowy: Jest to rodzaj dyfuzora, który wykorzystuje szereg dysków do równomiernego rozprowadzania pęcherzyków powietrza w wodzie. Stosowany jest w systemach napowietrzania przy oczyszczaniu ścieków.

Dyfuzor bąbelkowy: Jest to rodzaj dyfuzora, w którym rurka z małymi otworami uwalnia pęcherzyki powietrza do wody. Stosowany jest w systemach napowietrzania przy oczyszczaniu ścieków.

Aerator mieszający spiralny: Jest to rodzaj aeratora, który wykorzystuje spiralne ostrze do mieszania wody i wprowadzania powietrza. Stosowany jest w systemach napowietrzania przy oczyszczaniu ścieków.

Maszyna do odwadniania osadu: Nie jest to medium samo w sobie, ale raczej maszyna używana do odwadniania osadu. Może wykorzystywać różne technologie, takie jak filtry taśmowe czy wirówki.

Wybór mediów zależy od takich czynników, jak jakość wody, pożądane cele uzdatniania i opłacalność różnych opcji. Na przykład piasek i żwir są stosunkowo niedrogie i można je stosować do różnych zastosowań filtracyjnych, podczas gdy węgiel aktywny i żywice jonowymienne są bardziej wyspecjalizowane i mogą być droższe.