Ogólny podział metod oczyszczania ścieków
Przez pojęcie: oczyszczanie ścieków rozumiemy wszelkie działania, które mają na celu usunięcie ze ścieków zanieczyszczeń natury biologicznej, chemicznej i mechanicznej tak,aby nie stanowiły już zagrożenia dla odbiorników. Pod względem metod i procesów oczyszczanie ścieków możemy podzielić na:
Oczyszczanie mechaniczne
Etap mechanicznego oczyszczania ścieków to usuwanie ciał stałych i zawiesin ze ścieków. Zachodzi to dzięki rozdrabnianiu większych ciał stałych, dalej na ich odcedzaniu. Do zabiegów oczyszczania mechanicznego należą również sedymentacja, flotacja i odwirowanie zanieczyszczeń. Używa się do tych zabiegów w pierwszej kolejności krat i sit, dalej wykorzystuje się odtłuszczacze, piaskowniki, osadniki i filtry.
Oczyszczanie chemiczne i fizyko chemiczne
Metody chemiczne i fizykochemiczne są stosowane coraz częściej w momencie, kiedy w ściekach znajduje się duże ilości zanieczyszczeń, których źródłem jest przemysł. Zanieczyszczenia tego typu często są nierozkładalne na sposób biologiczny, konieczne jest więc zastosowanie metod chemicznych i fizycznych. Zanieczyszczenia nienadające się do rozkładu biologicznego to tak zwane substancje refrakcyjne.
Stosuje się wiele procesów fizycznych i chemicznych w oczyszczaniu ścieków, zależnie od ich składu i ilości. Do najważniejszych procesów fizyko-chemicznych należą:
neutralizacja – chemiczne zobojętnianie ścieków o kwaśnym lub zasadowym pH, które prowadzi do przejścia cieków silnie kwaśnych lub zasadowych do postaci o odczynie bliskim neutralnemu pH. Do neutralizacji stosuje się aktywne jony, zasady i kwasy. Często stosowaną metodą jest doprowadzenie do zmieszania ścieków o kwaśnym odczynem ze ściekami o odczynie zasadowym. W procesie tym biorą udział specjalnie dodawane substancje chemiczne – reagenty. Najczęściej stosowanymi reagentami są:
– w przypadku neutralizowania ścieków o kwaśnym odczynie: 20% -30% roztwory NaOH, 5%-15% zawiesinę mleka wapiennego, NaOH w postaci roztworu, granulatu, i złoża ziarnistego.
– w przypadku neutralizowania ścieków o zasadowym odczynie: mieszaniny kwasów zawartych w gazach spalinowych, HCl pod postacią roztworu itp.
utlenianie – stosuje się je, aby utlenić zanieczyszczające związki organiczne i nieorganiczne oraz aby zdezynfekować ścieki. Dzięki utlenianiu unieszkodliwia się między innymi toksyczne cyjanki. Utlenianiu poddaje się miedzy innymi zanieczyszczenia pod postacią fenoli, amin, kwasów humusowych, glonów, wirusów i bakterii. Do procesów utleniania stosuje się przede wszystkim chlor oraz ozon.
strącanie – aby strącić metale prowadzi się do reakcji wytrącenia jonów metali związanych w wodorotlenkach.
wymiana jonowa – powszechnie stosowana reakcja, przede wszystkim dla uzdatnienia wód z obiegu chłodniczego i kotłowego. Wykorzystuje się w niej tak zwane jonity, czyli substancje jonowymienne, które oddając jony zawarte w swojej strukturze pochłaniają jony zanieczyszczające oczyszczane wodne roztwory.
Ekstrakcja – polega ona na rozdzielaniu zanieczyszczającego składnika na dwie ciecze. Stosuję się ją, aby oddzielić od ścieków fenole a następnie je usunąć. Mieszaninę substancji, w której różne składniki mają różne właściwości rozpuszczania, poddaje się działaniu jakiegoś rozpuszczalnika, który jedne substancje rozpuszcza a inne nie. Ekstrahentami stosowanymi w ekstrakcji są na przykład takie rozpuszczalniki organiczne jak benzen, octan butylu, eter etylowy i dwuizopropylowy oraz czterochlorek węgla.
Oczyszczanie biologiczne
Polega na utlenianiu zawartych w ściekach zanieczyszczeń biologicznych pochodzenia roślinnego i zwierzęcego, zachodzi przy pomocy drobnoustrojów i bakterii i prowadzone jest w specjalnych zbiornikach np. komorach osadu czynnego, złożach biologicznych, oczyszczalnie hydrobotaniczne, stawy biologiczne. Metody oczyszczania biologicznego można dodatkowo dzielić na:
– tlenowe, zachodzące w środowisku bakterii aerobowych z dostępem powietrza naturalnym lub wymuszonym, (komory osadu czynnego, stawy napowietrzane, złoża biologiczne)
– beztlenowe, zachodzące w środowisku bakterii anaerobowych, bez dostępu powietrza (np. osadniki gnilne, WKF- wydzielone komory fermentacyjne)
Z oczyszczaniem biologicznym ścieków wiążą sie bezpośrednio metody przeróbki osadów pościekowych, powstających w procesach sedymentacji w osadnikach. Osady te zwykle poddawane są fermentacji z odzyskiwaniem biogazu. Osad przefermentowany może być po odwodnieniu wykorzystywany rolniczo, jako cenny nawóz lub ( w przypadku znacznego zanieczyszczenia metalami ciężkimi spalany.