Zasada działania oczyszczalni ścieków

Brak wody może być najważniejszą kwestią, z którą ludzkość będzie miała do czynienia w najbliższejprzyszłości...Nie wystarczy myśleć o dzisiejszych potrzebach; ponosimy wielką odpowiedzialność wobec przyszłych pokoleń,które rozliczą nas z naszego zaangażowania dla zachowania bogactw naturalnych powierzonych nam przezStwórcę, tak abyśmy je traktowali z troską i szacunkiem....JAN PAWEŁ II( lipiec, 2000 )

Woda nie jest produktem komercyjnym takim jak każdy inny, lecz raczej dobrem, które musi być chronione,bronione i traktowane jak dziedzictwo...Parlament Europejski i Rady Unii Europejskiej"Ustanowienie ram dla działalności Wspólnoty w dziedzinie polityki wodnej"Dyrektywa 2000/60/EC

DLACZEGO TRZEBA BUDOWAĆ OCZYSZCZALNIE ŚCIEKÓW?

Oczyszczalnie ścieków służą ochronie zdrowia, życia, środowiska oraz chronią zasoby czystej wody, która będziewykorzystana przez przyszłe pokolenia.

Nie wszyscy rozumieją potrzebę oczyszczania ścieków pochodzących z gospodarstw domowych. W Polsce jużokoło 50% gospodarstw jest dołączonych do sieci wodociągowych. Tylko 3% gospodarstw jest podłączonych dokanalizacji z oczyszczalnią ścieków.

Myjąc naczynia, piorąc, spłukując toaletę wytwarzamy ogromne ilości ścieków, które zagrażają naszemu zdrowiu,czasami życiu, a także grożą zanieczyszczeniem zasobów wody, z których jest ona pompowana do wodociągu.Oprócz ścieków "domowych" często mamy do czynienia ze ściekami pochodzącymi z powstających na wsimałych przedsiębiorstw, ośrodków zdrowia, szpitali, urzędów i szkół.

DLACZEGO TRZEBA OCZYSZCZAĆ ŚCIEKI?

· nie oczyszczane ścieki stanowią zagrożenie dla zdrowia, a czasami nawet dla życia mieszkańców,· ponieważ nie oczyszczane ścieki zagrażają środowisku naturalnemu, w tym szczególnie zagrożone są zasoby wody

będące źródłem dla wodociągów,· ze względów estetycznych: nie czyszczone ścieki brzydko pachną, a wyciekając na ulicę są przenoszone na butach

wraz ze wszystkimi groźnymi dla zdrowia mikroorganizmami,· szczególnie ważne dla warunków polskich zagrażają zanieczyszczeniem bardzo ograniczonych zasobów wodnych.

CZYM SĄ ŚCIEKI?

W skład ścieków wchodzi woda odpływająca z ubikacji, ze zlewów kuchennych, z pralki. Ścieki odpływajązarówno z domów mieszkalnych jak i ze szkół, szpitali i budynków biurowych. Jeśli w miejscowości znajduje sięjakiś zakład produkcyjny, np. mała masarnia, czy mleczarnia - w skład ścieków wchodzą również ścieki z tychzakładów.

Niektóre systemy kanalizacyjne dopuszczają dopływ do ścieków także wód deszczowych spływających ulicami.W takich przypadkach w skład ścieków wchodzą również wszelkiego rodzaju śmiecie, olej wyciekający z silnikówsamochodowych, chemikalia (jak środki ochrony roślin, rozpuszczalniki i farby wyciekające z opakowańskładowanych na placach), spłukiwane z ulic i placów przez deszcz.

CO POWODUJE, ŻE ŚCIEKI SĄ TAK NIEBEZPIECZNE?

· Odchody ludzkie oraz zwierzęce mogą zawierać mikroorganizmy chorobotwórcze. Mogą one dostać się do ściekówze szpitala oraz pochodzić od osób, które są ich nosicielami, (chociaż same nie są chore najczęściej nawet nie zdająsobie sprawy, że są nosicielami mikroorganizmów chorobotwórczych).

· Źródłem zanieczyszczeń mogą być również odchody zwierzęce spłukane z ulicy bądź z masarni.· Wszelkiego rodzaju środki chemiczne. Szczególnie groźne są wszelkiego rodzaju środki ochrony roślin, czy

rozpuszczalniki.

· Ścieki prędzej czy później dopływają do wód gruntowych lub rzek, stawów i jezior. Powoduje to zagrożenie dlazdrowia, a często utratę źródła czystej wody niejednokrotnie używanej do zaopatrywania wodociągu wiejskiego.

Różne źródła zanieczyszczeń wód gruntowych i powierzchniowych na terenach wiejskich

JAK BAKTERIE CHOROBOTWÓRCZE ZE ŚCIEKÓW MOGĄ BYĆ PRZENOSZONE NA LUDZI?

Dzieje się to w różny sposób.

· Po pierwsze - poprzez bezpośredni kontakt ze ściekami, które wypływają na ulicę lub poprzez chodzenie po polu, naktóre wypompowano ścieki z szamba. Często dzieje się to w czasie kąpieli w rzece, stawie lub jeziorze, do którychmieszkańcy wsi odprowadzają ścieki bezpośrednio "rurką" lub pośrednio z "dziurawych szamb" do wody gruntowej,która następnie dopływa do jezior i rzek. Często zwierzęta domowe wypasane są tam, gdzie wypływają ścieki. Wkałużach ścieków taplają się kaczki i grzebią kury (jajka są potem sprzedawane na bazarze lub w sklepach), aczasami nawet bawią się nimi dzieci.

· Po drugie - choroby mogą być przenoszone przez muchy, które siadają na zanieczyszczonych ściekami miejscach, apotem na produktach żywnościowych w domu.

· Po trzecie - poprzez picie napojów sporządzanych z zanieczyszczonej wody, spożywanie warzyw z ogródkówpodlewanych nie oczyszczonymi ściekami, oraz spożywanie innych produktów żywnościowych, które w jakiś sposóbmiały kontakt ze ściekami.

NIEKTÓRE Z CHORÓB I PASOŻYTÓW, (rozprzestrzeniających się poprzez nieoczyszczone ścieki).

Zagrożenie dla zdrowia ludzi stanowią bakterie chorobotwórcze, wirusy, pasożyty oraz różnego rodzaju grzyby.Poniżej wymieniono tylko kilka chorób. Jednakże służby sanitarne i lekarze są, co jakiś czas zaskakiwani nowymirodzajami infekcji przenoszonych przez wodę, np. wszelkiego rodzaju infekcje spowodowane drożdżami.

CHOROBY POWODOWANE PRZEZ BAKTERIE

Bakterie to niedostrzegalne gołym okiem organizmy odpowiedzialne za takie choroby jak tyfus, paratyfus,dezynteria, nieżyt przewodu pokarmowego i cholera. Objawy tych chorób są podobne. Mogą to być bóle głowy,biegunka (czasami z krwią), bóle brzucha, gorączka, nudności i wymioty. W zależności od rodzaju bakterii objawyte mogą wystąpić od paru godzin do paru dni po zjedzeniu zakażonych produktów lub kontaktu zzanieczyszczoną wodą. Często objawy chorób są bardzo łagodne, albo w ogóle nie wywołują żadnych reakcji.

Jednakże każdy, kto często cierpi na biegunkę lub ma nudności powinien bezzwłocznie skontaktować się zlekarzem.

Tyfus był szczególnie groźny na początku dwudziestego wieku,. Dzięki szczepieniom ochronnym został w krajachrozwiniętych prawie wyeliminowany, ale nadal jest groźny w krajach rozwijających się. W styczniu 1996 roku wAlgierii w mieście Ain Taya zachorowało na tyfus 910 osób. Przyczyną było zanieczyszczenie zbiornikówwodnych ściekami z uszkodzonej podczas prac budowlanych rury kanalizacyjnej.Objawami tyfusu są wysokagorączka, utrata apetytu, nudności, wymioty i biegunka.

Cholera - również bardzo groźna w dawnych czasach. Obecnie opanowana głównie wskutek postępu w higienie,ale ciągle groźna. Od 1961 roku właściwie ciągle mamy do czynienia z epidemią cholery, która rozprzestrzeniasię niezwykle szybko, szczególnie wśród gęsto zamieszkałych osiedli ludzkich nieposiadających oczyszczalniścieków i kanalizacji. Stwierdzono rozprzestrzenianie się tej choroby również poprzez spożywanie ryb morskichzłowionych w zanieczyszczonych ściekami wodach morskich. W 1991 roku Ameryka Łacińska przeżyła straszliwąepidemię cholery spowodowaną prawdopodobnie zanieczyszczeniem wody morskiej ściekami wypuszczonymiprzez statek chiński koło portu w Limie stolicy Peru. Epidemia rozprzestrzeniła się szybko po kontynencie iprzeniosła do Ekwadoru, Kolumbii, Chile i Północnego Meksyku. Spowodowała śmierć 10.000 osób oraz ponad 1milion zachorowań. Kilka lat temu epidemia tej choroby wystąpiła na Ukrainie. Za główną jej przyczynę uważa sięwypływ nieoczyszczonych ścieków do rzeki.

CHOROBY WYWOŁYWANE PRZEZ WIRUSY

Wirusy na ogół nie mogą rozmnażać się poza organizmem, a ścieki są dla nich wrogim lub niesprzyjającymśrodowiskiem, w którym nie mogą długo przeżyć. Jednakże zdarzały się przypadki zakażenia żółtaczką zakaźnąwłaśnie poprzez nieoczyszczone ścieki. Agencja Ochrony Środowiska USA (odpowiednik naszego ministerstwaochrony środowiska) uważa, że w ściekach występuje około 100 rodzajów wirusów, ale ich wpływ na zdrowieludzkie jest jeszcze nieznany.

PASOŻYTY W ŚCIEKACH

Do niedawna większość Amerykanów nie zwracała uwagi na niebezpieczeństwo występowania pasożytów wwodzie pitnej. Jednakże nagłośnione przez prasę, radio i telewizję epidemie wywołane przez pasożyty wzbudziłyzainteresowanie tymi organizmami. Zalicza się do nich m.in. pierwotniaki, robaki pasożytnicze (np. tasiemce) orazameby. Ameby powodowały najwięcej zakażeń w USA w czasach, gdy oczyszczanie wody pitnej i ścieków niebyło tak powszechne jak dzisiaj.

Jedna z epidemii była wywołana przez pierwotniak o łacińskiej nazwie Giardia Lambia, druga - opisana poniżej -przez pierwotniak o łacińskiej nazwie Cryptosporidium. Jeśli wypijemy wodę zakażoną pasożytami mogą onerozmnażać się w naszym organizmie powodując łagodną lub bardzo ciężką biegunkę.

Ludzie zakażeni pasożytami wydalają je wraz z odchodami. W niesprzyjającym środowisku pasożyty mogąwytwarzać formy przetrwalnikowe, odporne na środki dezynfekcyjne i inne metody oczyszczania wody pitnej.Można je likwidować poprzez gotowanie wody, ale jedynym skutecznym sposobem zapobiegania epidemiom jestoczyszczanie ścieków oraz zapobieganie przedostaniu się nieoczyszczonych ścieków do zasobów wodnych. Wprocesie oczyszczania ścieków niszczone są nawet przetrwalnikowe formy pasożytów. Nieoczyszczone ściekimogą też zawierać jajeczka tasiemców i glisty ludzkiej. Są one często przyczyną zakażeń. Niektórymi tasiemcamimożna zakazić się chodząc boso po łące lub plaży skażonej nieoczyszczonymi ściekami lub wodązanieczyszczoną ściekami. Dostają się one do organizmu poprzez skórę stóp (takie wypadki najczęściej mająmiejsce w południowowschodniej części USA).

GRZYBICE

W Polsce powszechne są zakażenia różnego rodzaju grzybami z grupy drożdży. Np. poprzez kąpiel wzanieczyszczonej rzece czy jeziorze. Grzybice (choroby powodowane przez drożdże) są bardzo dokuczliwe itrudne do wyleczenia. Szczególnie narażone na zakażenie drożdżami są delikatne tkanki intymnych części ciałakobiet i mężczyzn.

INNE ZAGROŻENIA ZWIĄZANE Z BRAKIEM OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW

Razem z nieoczyszczonymi ściekami do wód dostają się duże ilości związków fosforu i azotu. Związki te"użyźniają" wodę i powodują gwałtowny rozwój różnego rodzaju glonów. Glony (algi) zużywają tlen rozpuszczonyw wodzie powodując masowe śnięcie ryb. Rozkładając się glony wydzielają niemiły zapach oraz zmieniają smakwody. Niektóre glony są toksyczne dla ludzi. Zbyt wielka ilość związków azotu może być również niebezpieczna

dla ludzi. Powodują one methemoglobinemię (tzw. sinicę). Choroba ta spowodowana jest tym, że krew nieprzenosi do komórek odpowiedniej ilości tlenu. Jest ona szczególnie niebezpieczna dla małych dzieci.Przypuszcza się również, że związki azotu mogą powodować poronienia. Szkodliwe dla ludzi są również niektóremetale zawarte w ściekach pochodzących z zakładów przemysłowych. Inne substancje toksyczne mogą dostaćsię do ścieków z zakładów przemysłowych albo z ulic spłukiwanych przez wodę deszczową. Do substancji tychnależą pestycydy i inne chemikalia jak benzen, fenol, chlorki, związki chloru, węgla, wodoru, (czyli wszelkiegorodzaju farby i rozpuszczalniki).

W JAKI SPOSÓB OCZYSZCZANIE ŚCIEKÓW ZAPOBIEGA PRZENOSZENIU CHORÓB ZAKAŹNYCH?

Oczyszczanie ścieków składa się z kilku procesów, które usuwają lub neutralizują ogromną cześć substancjiszkodliwych i uśmiercają organizmy chorobotwórcze występujące w ściekach. Pierwszy z nich usuwazanieczyszczenia występujące w postaci cząstek stałych. Ten pierwszy stopień oczyszczania to filtrowanie lubprzetrzymanie ścieków w zbiorniku tak, aby cząstki stałe mogły opaść na dno. W ściekach (przy dostępie tlenu)rozwijają się pożyteczne bakterie, które rozkładają substancje zawarte w ściekach. Dalsze oczyszczanie zależyod rodzaju dopływających ścieków. Zwykle jest to połączony proces filtracji z oczyszczaniem biologicznym (awięc przy pomocy samoczynnie rozwijających się bakterii). Takie oczyszczanie jest wystarczające, gdy mamy doczynienia ze ściekami pochodzącymi tylko z gospodarstwa domowego. W większych oczyszczalniach ściekimogą (czasami muszą) być poddawane procesowi oczyszczania chemicznego.

Osady pochodzące ze ścieków (np. osad usuwany, co jakiś czas z dna osadników gnilnych często nazywanychszambami) są poddawane procesom oczyszczania chemicznego, suszone (często w wysokiej temperaturze byzabić organizmy chorobotwórcze) lub kompostowane. W dalszym procesie mogą one być używane jako nawózdo utrzymania zieleni miejskiej, hodowli drzew, a nawóz wyprodukowany ze ścieków w odpowiednich warunkachmoże być używany w rolnictwie.

NIEOCZYSZCZANE ŚCIEKI SĄ GROŹNE RÓWNIEŻ W WYSOKO ROZWINIĘTYCH KRAJACH

Amerykanie zwracają niewielką uwagę na to, co dzieje się ze ściekami z ich domów, a kran i nieograniczonydostęp do czystej wody uważają za rzecz zupełnie naturalną. Cholera i inne choroby, które rozprzestrzeniają sięgłównie z powodu braku oczyszczalni ścieków są postrzegane jako zagrożenie dla innych, niżej rozwiniętychkrajów. Że tak nie jest, że zaniedbania są niebezpieczne, że choroby te i inne są groźne dla wszystkichpotwierdza raport Amerykańskiej Akademii Mikrobiologii opublikowany w maju 1996 roku. Raport ten,zatytułowany "Globalne obniżenie mikrobiologicznego bezpieczeństwa wody; wezwanie do działania", ocenia, żena świecie 80% chorób zakaźnych spowodowanych jest kontaktem lub używaniem zanieczyszczonej wody.Choroby powodujące biegunkę przenoszone poprzez zakażoną wodę zabijają około 2 milionów dzieci i sąprzyczyną około 900 zachorowań rocznie.

Raport zawiera szereg wniosków oraz wskazówek jak poprawić jakość wody. Podkreśla konieczność edukacjirządów, samorządów i społeczeństw w dziedzinie ryzyka zachorowań na choroby zakaźne wywoływanezanieczyszczoną wodą. Przykłady ostatnich masowych zachorowań w Wielkiej Brytanii, Kanadzie oraz w USA (wstanach Milwaukee i Wisconsin) wywołanych pierwotniakiem o łacińskiej nazwie Cryptosporidium pomagajązrozumieć ryzyko występujące w krajach rozwiniętych. Pierwotniak ten pochodzący z kału ludzkiego izwierzęcego przedostał się do wody pitnej. Raport zalicza epidemię cryptosporidiosy (nazwa choroby pochodziod nazwy ww. pierwotniaka) w Milwaukee w 1993 roku do największych zanotowanych w USA choróbwywołanych przez zanieczyszczoną wodę. Zakażeniu uległo około 400 tysięcy ludzi (około jedna czwartamieszkańców). Choroba okazała się śmiertelna dla 104 osób. Jednakże większość epidemii, jakie wystąpiły wUSA spowodowane były zanieczyszczeniami studni indywidualnych lub zanieczyszczeniami wody w wodociągachw małych miejscowościach. Najczęściej przyczyną było zanieczyszczenie wody ściekami.

ZASADA DZIAŁANIA OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW

Oczyszczanie mechaniczne

Pierwszym etapem oczyszczania ścieków jest oczyszczanie mechaniczne. Podlegają mu ciała nierozpuszczalne,czyli zanieczyszczenia zawieszone w wodzie. W oczyszczalniach mechanicznych wykorzystuje się procesycedzenia, filtrowania, osiadania (sedymentacji) i wznoszenia (flotacji). W oczyszczalniach pierwszego stopniausuwa się ze ścieków: większe ciała stałe, tzw. skratki; cząstki ziemiste, a przede wszystkim piasek; zawiesinyopadające, tj. osady wstępne; zawiesiny flotujące, tj. oleje i tłuszcze. W oczyszczalni pierwszego stopnia możebyć przeprowadzone odświeżanie ścieków, przez ich napowietrzanie w kanałach dopływowych, piaskownikach,wydzielonych częściach osadników wstępnych lub w specjalnych zbiornikach. W miarę potrzeby może być turównież wykonywane chlorowanie ścieków.

Wydzielanie ciał stałych

Do wydzielenia ze ścieków skratek służą przede wszystkim kraty i niekiedy sita. Kraty dzieli się na rzadkie,średnie i gęste oraz na oczyszczane ręcznie i oczyszczane mechanicznie. Wydzielone skratki przerabia się lublikwiduje przez kompostowanie, fermentację, spalanie lub rozdrabnianie i zawrócenie do dopływu ścieków. Mogąone być niekiedy przerabiane wspólnie z osadami ściekowymi. W przypadku niezbyt dużych ilości skratek możnazastosować kraty koszowe z mechanicznym usuwaniem skratek. Do przeróbki skratek z dużych zespołów kratstosuje się rozdrabniarki wolnostojące lub zanurzone. Rozdrabniarki dzieli się na młotkowe, nożowe oraz wirowe.Sita dynamiczne znalazły praktyczne zastosowanie przy mechanicznym oczyszczaniu ścieków z ferm, fabrykcelulozy i papieru oraz niektórych rodzajów ścieków z zakładu przemysłu spożywczego. Do oczyszczanianiektórych ścieków przemysłowych i wydzielania części stałych z gnojownicy stosuje się sita statyczne, zwanepopularnie sitami szczelinowymi albo szczelinowo - łukowymi.

Usuwanie za ścieków zawiesin opadających

Zawiesiny drobne redukuje się w procesie sedymentacji. Rozróżnia się umownie zawiesiny opadalne ziarnisteoraz kłaczkowate. Zawiesiny opadalne ziarniste opadają z jednakową prędkością i mogą spowodować powstaniecementujących powłok trudnych do usunięcia. Dużo zanieczyszczeń ziarnistych, określanych umownie jakopiasek, zawierają ścieki miejskie oraz wody ściekowe z zakładów przemysłu rolno spożywczego. Do grupyzawiesin ziarnistych zalicza się również żużel, koksik, cząstki węgla oraz różne nasiona. Zawiesiny ściekowekłaczkowate charakteryzuje niejednakowa prędkość opadania. Do osadów kłaczkowatych zalicza się na przykładwodorotlenek żelazowy, osad czynny oraz bardzo drobny miał węglowy. Do usuwania ze ścieków zawiesinziarnistych służą piaskowniki, natomiast do wydzielania zawiesin kłaczkowatych - osadniki czyli odkryte zbiorniki.Zawiesiny osadzają się w zbiornikach pod wpływem własnego ciężaru.

Odtłuszczanie ścieków

Niektóre zanieczyszczenia można wydzielić ze ścieków przez ułatwienie im wypłynięcia na powierzchnię. Stąd wpostaci kożucha mogą być łatwo usunięte. Dotyczy to tych zawiesin, których ciężar właściwy jest mniejszy odwody, a więc przede wszystkim tłuszczów i olejów. Zawiesiny tego rodzaju występują w ściekach z zakładówprzemysłu wełnianego, wytwórni kleju, fabryk tłuszczów spożywczych, zakładów utylizacyjnych, rzeźni iprzetwórni mięsnych, przetwórni rybnych, restauracji, pralni, warsztatów samochodowych, z zakładówpetrochemicznych, petrochemicznych baz i stacji przechowywania oraz rozdziału produktów naftowych. Ogólnązasadą jest dążenie do usuwania tłuszczów i olejów w miejscu powstawania ścieków. Do wydzielania tłuszczów iolejów ze ścieków stosowane są odtłuszczacze. Zasada działania tych urządzeń polega na wykorzystaniuprocesu wznoszenia, tzw. flotacji. Każdy zbiornik, w którym następuje zmniejszenie prędkości przepływu ścieków,może spełnić rolę odtłuszczacza. Odtłuszczacze możemy podzielić na: urządzenia działające bez udziałuczynników wspomagających, określane potocznie jako łapacze lub separatory tłuszczów i olejów oraz naodtłuszczacze napowietrzne. Odtłuszczacze mogą być budowane jako jednokomorowe i wielokomorowe, oprzepływie poziomym lub pionowym. Najprostsze urządzenia jednokomorowe są z zasady wmontowywane wsystem kanalizacji wewnętrznej obiektu. Odtłuszczacze o przepływie poziomym instalowane są naposzczególnych działach produkcji w celu odzyskania surowca. Ścieki zawierające tłuszcze są z łapaczyoddziałowych odprowadzane oddzielną wewnątrzzakładową siecią do odtłuszczaczy wielokomorowych.

Wstępne napowietrzanie ścieków

Jest to proces pomocniczy, którego zadaniem jest przygotowanie ścieków do dalszego oczyszczania lubbezpośredniego rolniczego wykorzystania. Dzięki wstępnemu napowietrzaniu wzmaga się flokulację zawiesin,usuwanie gazu, flotację tłuszczów i innych lekkich substancji, a przede wszystkim zwiększa się w ściekach ilośćtlenu. Powietrze doprowadza się od dołu komór.

Wstępne fizyko-chemiczne oczyszczanie ścieków

Istnieje dość duża grupa ścieków przemysłowych, o składzie fizyko-chemicznym nie odpowiadającym warunkomstosowania ich do nawodnień w rolnictwie. Niektóre z tych ścieków uzdatnia się stosując wstępne oczyszczaniefizyko-chemiczne. Działając substancjami chemicznymi na ścieki można uzyskać: zobojętnienie ścieków,wydzielenie ze ścieków substancji stałych, które nie mogły być usunięte przez zwykłe mechaniczne klarowanie,wydzielenie ze ścieków substancji organicznych, koloidalnych i związków rozpuszczalnych, przede wszystkim solimetali ciężkich, odkażenie ścieków, usunięcie przykrego zapachu, utlenienie substancji ściekowych. Wtechnologii przygotowania ścieków przemysłowych do rolniczego wykorzystania jako wstępne chemiczneoczyszczanie może być zastosowana: koagulacja, zobojętnienie, sorpcja i wymiana jonowa, utlenianie środkamichemicznymi.

Koagulacja i nawapnianie ścieków

Dla wielu ścieków przemysłowych już samo zmieszanie ścieków z różnych działów produkcji o zróżnicowanympH, prowadzić może do samorzutnej koagulacji, bez stosowania dodatkowych środków koagulacyjnych. Jakokoagulanty stosuje się zwykle chlorki i siarczany żelazowe i żelazawe oraz siarczan glinu i wapno. Proceskoagulacji można usprawnić stosując flokulanty. Szczególnym przypadkiem koagulacji jest nawapnianie ścieków,dające w efekcie neutralizację kwasów nieorganicznych i organicznych. W wyniku neutralizacji następujewytrącanie nierozpuszczalnych soli wapniowych i wskutek tego zmniejszanie ładunku zanieczyszczeń.Wapnowanie prowadzi również do koagulacji koloidalnych składników ścieków, co dodatkowo zmniejsza ilośćzanieczyszczeń. Do wapnowania można stosować kamień wapienny, suche sproszkowane wapno palone, mlekowapienne lub wodę wapienną. Jeżeli dopływ ścieków jest nierównomierny koagulację można wykonywać wzbiornikach wyrównawczych. W większości przypadków koagulację przeprowadza się w wydzielonychurządzeniach oczyszczalni, składających się ze zbiorników do przygotowania roztworów koagulanta i komórreakcji, wyposażonych w mieszadła.

Zobojętnianie ścieków

Kwaśne lub alkaliczne ścieki powstają w bardzo wielu procesach produkcyjnych. Niektórych ściekówprzemysłowych ze względu na ich bardzo kwaśny lub zasadowy odczyn nie można bezpośrednio używać donawodnień. Szczególnie niebezpieczne dla środowiska glebowego i uprawianych roślin są ścieki silnie alkaliczne.Zanim ustali się sposób neutralizacji ścieków, należy przeanalizować możliwość wyeliminowania szkodliwegodziałania tych ścieków przez odpowiednie wapnowanie nawadnianej nimi gleby. Ścieki kwaśne zobojętnia się wnastępujący sposób:

- mieszając ścieki kwaśne z zasadowymi;

- neutralizując je chemikaliami;

- przepuszczając przez złoża zasadowe, filtry wypełnione np.CaCO3MgO lub dolomit prażony w temperaturzeokoło 450 st.;

- wpuszczając je do stawów aeracyjnych z możliwością kilkudniowego przetrzymania;

- rozcieńczając je wodą rzeczną o odczynie lekko zasadowym lub nawet obojętnym.

Ścieki przemysłowe o odczynie zbyt zasadowym mogą być uzdatniane w następujący sposób:

- przez przepuszczanie przez nie gazów spalinowych;

- przez neutralizację kwasami;

- przez przesączenie ich przez filtr gruntowy.

Sorpcja i wymiana jonowa

Procesy sorpcyjne są wykorzystywane głównie do usuwania ze ścieków przemysłowych substancji uciążliwychalbo do odzyskiwania cennych substancji. Proces sorpcji prowadzić można w warunkach statycznych oraz wwarunkach dynamicznych - filtrach sorpcyjnych. Jako sorbentów używa się najczęściej popiołów lotnych, szlaki,torfu, węgla, koksu i rudy darniowej. Aby odzyskać ze ścieków substancje cenne używa się węgla aktywnego,żelu krzemionkowego, sorbentów i jonitów syntetycznych. Wymieniacze jonowe nadają się do oczyszczaniaścieków z zakładów galwanotechnicznych, z rafinacji miedzi oraz wód dołowych z kopalń rudy miedzi. Trującezwiązki arsenu, boru, chromu, ołowiu itp. strącane są chemicznie.

Utlenianie środkami chemicznymi

Do utleniania chemicznego stosuje się głównie chlor, wapno chlorowane, podchloryny i dwutlenek chloru orazozon. Tylko wtedy, gdy chlorowanie stosuje się jako proces dezynfekcyjny, wykonuje się je w końcowym etapieoczyszczania ścieków. Jeżeli ścieki zawierają dużo amoniaku nie można stosować utleniana chlorem. Chlorznajduje zastosowanie w dezynfekcji. Do odkażania ścieków stosuje się chlor gazowy, wapno chlorowane lubpodchloryn sodu (NaClO).

Biologiczne oczyszczanie ścieków w środowisku wodnym

Biologiczne sposoby oczyszczania ścieków polegają głównie na utlenianiu (spalaniu na mokro). Najistotniejszeznaczenie w tym procesie odgrywają bakterie tlenowe (aerobowe). Proces oczyszczania w warunkach tlenowychpolega na zatrzymaniu przez powierzchnię mikroorganizmów zanieczyszczeń organicznych, rozpuszczonych lubkoloidalnych, zawartych w ściekach. Mikroorganizmy te mogą występować jako skupisko w postaci błonybiologicznej lub osadu czynnego. Część zatrzymanych ze ścieków zanieczyszczeń jest utleniana, w wyniku czegopowstaje woda i dwutlenek węgla, pozostała część jest asymilowana i wykorzystywana do przyrostu żywej masymikroorganizmów. Następnie część lub całość zsyntetyzowanej substancji żywej ulega autooksydacji. Biologiczneoczyszczanie ścieków odbywa się przy udziale enzymów wydzielonych przez mikroorganizmy biorące czynnyudział w procesie oczyszczania. Najważniejszymi produktami procesów utleniania są bezwodniki kwasuwęglowego, azotowego i siarkowego. Ponieważ ścieki zawierają dostateczną ilość związków zasadowych,bezwodniki tych kwasów wytwarzają sole rozpuszczalne: węglany, azotany i siarczany. Jedynie część dwutlenkuwęgla jako gaz pozostaje w roztworze lub z niego uchodzi. Podczas biologicznego oczyszczania ściekówrozkładowi ulega 45-80% zanieczyszczeń organicznych. Pozostała ilość substancji organicznych, organicznychpostaci błony biologicznej ze złóż lub osadu czynnego, dostaje się do osadników wtórnych, wtórnych następnieprzerabiana jest jako osad. W oczyszczalni biologicznej sztucznej w środowisku wodnym następuje nitryfikacjaazotu - utlenienie N do organicznego NO3. Przy niedostatecznym zaopatrzeniu w tlen w procesie oczyszczaniamoże nastąpić denitryfikacja, której wynikiem jest między innymi wydalanie gazowego azotu do atmosfery. Dodegradacji organicznych osadów ściekowych i stężonych organicznych ścieków przemysłowych stosuje sięmetodę beztlenowego rozkładu biologicznego. Metoda ta, określana jest jako fermentacja anaerobowa lubmetanowa. W procesie fermentacyjnym bierze tu udział bardzo różnorodna grupa drobnoustrojów, zdolnych dożycia w warunkach beztlenowych.

Stawy ściekowe

Stawy ściekowe są to zbiorniki ziemne naturalne lub sztuczne, służące do oczyszczania ścieków o niedużymstężeniu łatwo rozkładających się substancji organicznych. W stawach zachodzi samooczyszczanie ścieków wwyniku zespołu procesów fizycznych i biochemicznych, przebiegających bądź pod wpływem światła i tlenu orazprzy udziale mikroorganizmów wodnych, bądź w warunkach beztlenowych.

Stawy stabilizacyjne

Utlenianie ścieków w stawach stabilizacyjnych może zachodzić w warunkach tlenowych (stawy tlenowe), wwarunkach beztlenowych (stawy anaerobowe) oraz częściowo w warunkach tlenowych i częściowo beztlenowych(stawy fakultatywne). W stawach tlenowych tlen dostarczany jest głównie w wyniku fotosyntezy glonów oraz wmniejszej ilości w wyniku natleniania powierzchniowego. powierzchniowego stawach beztlenowych oraz w dolnejstrefie stawów fakultatywnych mineralizacja przebiega z udziałem bakterii heterotroficznych. Jako stawystabilizacyjne mogą być wykorzystywane naturalne zbiorniki i zagłębienia terenowe lub mogą one być budowanejako zbiorniki sztuczne, na glebach o małej wartości rolniczej.

Stawy napowietrzane

Pełne wymieszanie zawartości stawu zachodzi w stawach tlenowych, natomiast niecałkowite w stawachfakultatywnych. Dalsze zwiększenie efektów oczyszczania biologicznego uzyskuje się przez zaprojektowaniestawu sedymentacyjnego. Stawy napowietrzane są typowymi zbiornikami ziemnymi o umocnionych skarpach. Donapowietrzania stawów najlepiej nadają się urządzenia mechaniczne, w postaci wirników lub turbin. Są oneumieszczane na pomostach stałych lub na pływakach.

Stawy ściekowe rybne

Oprócz oczyszczania ścieków prowadzi się w nich hodowlę ryb. Ścieki doprowadzane do stawów rybnych niemogą zawierać związków powierzchniowo - czynnych i toksycznych oraz muszą być dokładnie mechanicznieoczyszczane. Żyzne wody ściekowe wprowadzane do stawu powodują intensywny rozwój planktonu,stanowiącego pokarm ryb. Nadmiary planktonu mogą być zużytkowane przez założenie dodatkowo hodowlikaczek. Doprowadzalniki ściekowe do stawów w miarę możliwości powinny być wyposażone w urządzeniaumożliwiające napowietrzania ścieków. Dobre równomierne rozprowadzenie i natlenianie ścieków mogą daćurządzenia deszczujące. W okresie zimowym ścieki muszą być kierowane na pola filtracyjne lub do stawówstabilizacyjnych.

Złoża biologiczne

Złoże biologiczne stanowi jak gdyby stos tłuczonych kamieni, żużlu, koksu, a nawet elementów z tworzywsztucznych, ułożony na ruszcie z cegieł lub prefabrykowanych elementów betonowych. Zasada działania złożabiologicznego jest następująca: mechanicznie oczyszczone ścieki przepuszcza się przez dobrze napowietrzonąwarstwę kruszywa, stanowiącego wypełnienie złoża biologicznego. Powierzchnia wypełniacza, tj. kruszywa, podwpływem działania ścieków pokrywa się błoną biologiczną. Procesy biochemiczne polegają na bezpośrednim,enzymatycznym utlenianiu substancji organicznej oraz syntezie komórek drobnoustrojów tworzących błonębiologiczną. Warunkiem pracy złoża biologicznego jest zapewnienie kontaktu ścieków z błoną biologiczną orazodpowiednie napowietrzenie złoża. Złoże najczęściej napowietrza się wywołując ruch powietrza za pomocą różnictemperatur. Ścieki doprowadzane są na złoża specjalnymi urządzeniami (najczęściej zraszaczami obrotowymi).W złożach zraszanych konieczna jest każdej jesieni i wiosny regeneracja błony. Proces ten zwany jest równieżodbudowaniem złoża.

Osad czynny

Oczyszczanie ścieków za pomocą osadu czynnego polega na zgromadzeniu niezwykle dużej ilościdrobnoustrojów w małej objętości i utrzymywania ich aktywności biologicznej przez sztuczne doprowadzanieodpowiednich ilości tlenu. Zasadniczy proces oczyszczania ścieków przeprowadza się w komorachnapowietrzania. Pod wpływem napowietrzania wytwarza się tu charakterystyczny zespół drobnoustrojów -głównie bakterii i pierwotniaków - który utrzymywany w ciągłym ruchu powoduje powstanie kłaczków osaduczynnego. Kłaczki mają strukturę gąbczastą, dzięki czemu tworzą dużą powierzchnię czynną, zdolną dosorbowania związków organicznych znajdujących się w ściekach w postaci rozpuszczonej i koloidalnej.Sorbowane związki organiczne są zużywane jako pożywka, następuje przyrost liczby mikroorganizmów i wynikuprocesów utleniania zwiększenie ilości związków mineralnych.

Najważniejszym elementem instalacji w oczyszczalni osadem czynnym są komory napowietrzania. W komorachtych stosowane jest napowietrzanie powierzchniowe, od dołu, lub podpowierzchniowe. Do napowietrzaniapowierzchniowego służą koła łopatkowe, szczotki stalowe, wirniki, mieszadła turbinowe. W komorachnapowietrznych sprężonym powietrzem, powietrze jest doprowadzane za pomocą płytek perforowanych, rurperforowanych oraz dysz. Często stosowane jest napowietrzanie podpowierzchniowe za pomocą rusztu systemuInka. W celu zmniejszenia zużycia energii sprężarki zastąpiono wentylatorami.

Uproszczone sposoby oczyszczania osadem czynnym

Uproszczone sposoby oczyszczania ścieków osadem czynnym polegają zwykle na przedłużonym czasienapowietrzania przy niskim obciążeniu ładunkiem. Dąży się w ten sposób do utlenienia obciążeń organicznychbez stosowania dodatkowych procesów przeróbki osadów. Oczyszczalnie stosujące sposoby uproszczone możnapodzielić na dwie grupy: -rowy biologiczne -komory o przedłużonym czasie napowietrzania. Rowy biologicznestosowane są do oczyszczania małych ilości ścieków bytowo-gospodarczych lub przemysłowych. Oczyszczalniętego typu stanowi jeden lub kilka rowów połączonych ze sobą, w których mieszanie, przepływ i napowietrzanieścieków osiąga się za pomocą ustawionej w poprzek rowu szczotki Kessenera. W celu zabezpieczenia rowuprzed zamarzaniem odbudowuje się szczotki oraz wmontowuje urządzenia podgrzewające wewnątrz ichobudowy. Komory przedłużonego napowietrzania różnią się od rowu biologicznego około dwukrotnie większymobciążeniem ściekami. Typowym rozwiązaniem są komory napowietrzania zespolone z osadnikiem wtórnym.

SPOSOBY ZAGOSPODAROWANIA ŚCIEKÓW

Ciągle jeszcze najpowszechniejszym sposobem rozwiązania problemu ścieków na terenie Polski jestgromadzenie ścieków w zbiornikach bezodpływowych (potocznie nazywanych "szambami"). Zebrane ściekiokresowo wywożone są do oczyszczalni ścieków. Rozwiązanie posiada wiele wad, takich jak:

· nie każda oczyszczalnia ma możliwość przyjęcia takich ścieków, (np. ze względu na brak punktu zlewnego, lubzastosowaną technologię oczyszczania),

· duża częstotliwość wywozu ścieków,· duże koszty eksploatacji - transport ścieków na znaczne odległości,· uciążliwość pracy wozu asenizacyjnego dla najbliższego otoczenia.

Najbardziej prawidłowym sposobem zagospodarowania ścieków jest odprowadzenie ich do oczyszczalni ścieków.Ogólnie oczyszczalnie ścieków możemy podzielić na:

· Oczyszczalnie przydomowe - które pozwalają oczyścić ścieki pochodzące z jednego lub kilku gospodarstwdomowych. Ścieki oczyszczane są bezpośrednio w gospodarstwie.

· Oczyszczalnie lokalne - które pozwalają oczyścić ścieki pochodzące z kilku lub kilkunastu gospodarstw domowychścieki odprowadzane są wspólna siecią kanalizacyjną do oczyszczalni.

· Oczyszczalnie zbiorcze - które pozwalają oczyścić ścieki pochodzące z całych wsi lub nawet grupy wsi. Ściekiodprowadzane są wspólną siecią kanalizacyjną. Ze względu na koszt sieci kanalizacyjnej stosowane są przedewszystkim na terenach o zabudowie zwartej.

Są wsie o zabudowie zwartej, dom blisko domu, w których lepiej jest zbudować wspólną sieć kanalizacyjną izbiorczą oczyszczalnię ścieków. Jest to zadanie Samorządu gminnego. Są też wsie lub części wsi o zabudowierozproszonej, w których budynki są położone daleko od siebie. Wtedy budowa sieci kanalizacyjnej, którą odpłynąścieki, jest bardzo kosztowna. Aktualne przepisy ochrony środowiska zobowiązują władze Gminy do sprawowanianadzoru i przeprowadzania kontroli w zakresie zagospodarowania ścieków pochodzących z gospodarstwadomowego.

CZYM JEST OCZYSZCZALNIA PRZYDOMOWA?

Jest to urządzenie, które oczyszcza ścieki pochodzące z budynków mieszkalnych z jednego lub kilkugospodarstw, i pozwala na odprowadzenie ich w stanie oczyszczonym do gruntu, rzeki lub rowu. Urządzenia tenie są przeznaczone do oczyszczania ścieków pochodzących z produkcji zwierzęcej (np. gnojowicy lub gnojówki,która jest również niebezpieczna dla środowiska) wody deszczowej spływającej z dachów i placów.

Wybór rodzaju oczyszczalni ścieków zależy od stopnia zwartości zabudowy. Ścieki bytowo-gospodarczezawierają różnego rodzaju substancje organiczne i nieorganiczne. Mogą to być odpadki produktówżywnościowych, wydaliny ludzkie, piasek, tłuszcze, detergenty (mydła i środki piorące). Ścieki te są bardzoniebezpieczne, ponieważ niosą w sobie duże ilości gnijących substancji organicznych, a także bakterie, wirusy ipasożyty. Zanieczyszczenia mogą być w wodzie rozpuszczone bądź nie, dlatego stosujemy zwykle dwa etapyoczyszczania ścieków.

Schemat działania przydomowej oczyszczalni ścieków

Etap I - usuwamy ze ścieków substancje nie rozpuszczone w wodzie zatrzymując je w osadniku gnilnym i dalejpoddając procesowi fermentacji. Prawidłowo wykonany i eksploatowany osadnik pozwala na usunięcie do 80%zawiesin i do 40% zanieczyszczeń organicznych.

Etap II - usuwamy ze ścieków pozostałe, rozpuszczone w wodzie, substancje organiczne. Wykorzystujemynaturalne procesy tlenowego, biochemicznego rozkładu zanieczyszczeń. Do tego celu wyręczamy sięmikroorganizmami (zwierzęcymi i roślinnymi), głównie bakteriami, dla których zawartość ścieków stanowi pokarm.

Dostęp do wody, to nie tylko prawo człowieka, ale i zobowiązanie!

Literatura:

· Głowiak B., Kempa E., Winnicki T. - Podstawy ochrony środowiska, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa1985

· Szpindor A., - Zaopatrzenie w wodę i kanalizacja wsi, Wyd. ARKADY, Warszawa 1998· Hartmann L., - Biologiczne oczyszczanie ścieków, Wyd. Instalator Polski, Warszawa 1996· Koziorowski B., Kucharski J.- Ścieki Przemysłowe, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1964· Miksch K., - Biotechnologia środowiskowa, część I, Fundacja Ekologiczna "Silesia", Katowice 1995· Pawlaczyk-Szpilowa M., Mikrobiologia wody i scieków, PWN, Warszawa 1978· Bartkiewicz B. - Oczyszczanie ścieków przemysłowych, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2002· Mała encyklopedia PWN, PWN, Warszawa, 1995· Encyklopedia Multimedialna PWN, PWN SA, Warszawa, 1999