Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

14.7: Очищення стічних вод та стічних вод

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    20658

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання
    • Поясніть основні етапи очищення стічних вод.
    • Перерахуйте різні види використання рекультивованої води.

    Стічні води і стічні води обробляються в три фази: первинна (видалення твердих речовин), вторинна (бактеріальне розкладання) і третинна (додаткова фільтрація).

    Каналізація утворюється житловими і промисловими установами. Він включає побутові відходи рідини з туалетів, ванн, душових кабін, кухонь, раковин тощо, які утилізуються через каналізацію. У багатьох районах стічні води також включають рідкі відходи промисловості та торгівлі. Поділ і злив побутових відходів на сіру і чорну воду стає все більш поширеним у розвинених країнах світу. Сіра вода - це вода, що утворюється в результаті побутової діяльності, такої як прання, миття посуду та купання, і її можна використовувати повторно легше. Blackwater надходить з туалетів і містить людські відходи.

    зображення

    Малюнок \(\PageIndex{1}\)Діаграма процесу очищення стічних вод: Стічні води проходять первинну, вторинну та третинну обробку.

    Первинне лікування

    При первинній обробці стічні води зберігаються в басейні, де тверді речовини (мул) можуть осідати на дно, а масло і легші речовини можуть підніматися наверх. Потім ці шари видаляються, а потім рідина, що залишилася може бути відправлена на вторинну обробку. Осад стічних вод обробляється в окремому процесі, який називається травленням мулу.

    Вторинне лікування

    Вторинна обробка видаляє розчинені і зважені біологічні речовини, часто використовуючи мікроорганізми в контрольованому середовищі. Більшість систем вторинної очистки використовують аеробні бактерії, які споживають органічні компоненти стічних вод (цукор, жир і так далі). Деякі системи використовують стаціонарні плівкові системи, де бактерії ростуть на фільтрах, і вода проходить через них. Системи підвішеного росту використовують «активний» мул, де розкладаються бактерії змішуються безпосередньо в стічні води. Оскільки кисень має вирішальне значення для росту бактерій, стічні води часто змішуються з повітрям, щоб полегшити розкладання.

    Третинне лікування

    Третинна обробка (іноді її називають «поліруванням стоків») використовується для подальшої очищення води, коли вона скидається в чутливу екосистему.

    Для подальшої дезінфекції та очищення стічних вод за межами первинної та вторинної обробки можна використовувати кілька методів.

    Фільтрація піску, де вода пропускається через піщаний фільтр, може бути використана для видалення твердих частинок.

    Стічні води все ще можуть мати високий рівень поживних речовин, таких як азот і фосфор. Вони можуть порушити баланс поживних речовин водних екосистем і спричинити цвітіння водоростей та надмірний ріст бур'янів. Фосфор може бути видалений біологічно в процесі, який називається посиленим біологічним видаленням фосфору. У цьому процесі специфічні бактерії, звані поліфосфатом, накопичують організми, які зберігають фосфат у своїй тканині. Коли біомаса, накопичена в цих бактеріях, відокремлюється від очищеної води, ці біотверді речовини мають високу цінність добрив. Азот також можна видалити за допомогою нітрифікуючих бактерій.

    Лагуни - ще один метод видалення поживних речовин і відходів з стічних вод. Вода зберігається в лагуні і рідні рослини, бактерії, водорості, а дрібні зоопланктон фільтрують поживні речовини і дрібні частинки з води.

    Лікування активованим вугіллям в основному відбувається за рахунок адсорбції або поглинання. Коли хімічний вид приклеюється до поверхні твердого тіла, це адсорбція. Коли між адсорбованими видами утворюються часткові хімічні зв'язки або коли абсорбат потрапив в канали твердих тіл, ми називаємо це поглинанням. Однак ці два терміни часто використовуються для позначення одного і того ж, тому що відрізнити один від типу від іншого дуже складно.

    Застосування активованого вугілля для усунення небажаного порядку і смаку в питній воді було визнано ще на зорі цивілізації. Використання кісткового вугілля та обвугленої рослинності, гравію та піску для фільтрації води для побутового застосування практикується тисячами років. Деревне вугілля поглинає багато речовин, починаючи від кольорових органічних частинок до неорганічних іонів металів. Деревне вугілля використовується для видалення кольору цукру-сирця з різних джерел.

    Фільтрація - це процес видалення твердих речовин з рідини шляхом пропускання її через пористе середовище. Грубі, середні та дрібні пористі середовища були використані залежно від вимог. Фільтруючим матеріалом є штучні мембрани, сітки, пісочний фільтр та високотехнологічні фільтруючі системи. Вибір фільтрів залежить від необхідної швидкості фільтрації та вимоги до чистоти. Потік, необхідний для фільтрації, може бути досягнутий за допомогою сили тяжіння або тиску. При фільтрації під тиском одна сторона фільтруючого середовища знаходиться під більш високим тиском, ніж у іншої, так що площина фільтра має падіння тиску. Деяка частина фільтра цього типу повинна бути укладена в контейнер.

    Коли відділення, що містить розведений розчин, з'єднане з іншим відділенням, що містить концентрований розчин напівпроникною мембраною, молекули води переміщаються з розведеного розчину в концентрований розчин. Це явище називається осмосом. Застосовуючи тиск у розчині вищої концентрації, молекули води мігрують з розчину високої концентрації в розчин низької концентрації через напівпроникну мембрану. Такий спосіб називається системою фільтра води зворотного осмосу. У цій техніці мембрана повинна вміти переносити високий тиск і перешкоджати проходженню розчинених молекул. Ця технологія, безумовно, працює, і вона була використана для перетворення солоної (океанічної або морської) води в прісну воду. При такій техніці відбувається скидання води з більшою концентрацією. Таким чином, дана технологія дорого обходиться в регіонах, де вартість води висока.

    1A2.jpg1A3.jpg
    Рисунок\(\PageIndex{2}\) Порівняння нормального осмосу і зворотного осмосу. Джерело: PurePro.

    травлення шламу

    Осад стічних вод, зішкрібаний з дна відстійника при первинній очистці, обробляється окремо від стічних вод. Шлам можна утилізувати декількома способами. По-перше, його можна перетравлювати за допомогою бактерій; бактеріальне травлення іноді може виробляти біогаз метану, який можна використовувати для виробництва електроенергії. Шлам також можна спалювати або конденсувати, нагрівати для дезінфекції та повторно використовувати як добриво.

    Використання рекультивованих стічних вод

    Рекультивація води (також називається повторним використанням стічних вод) - це процес перетворення стічних вод у воду, яку можна повторно використовувати для інших цілей. Повторне використання може включати зрошення садів і сільськогосподарських полів або поповнення поверхневих вод і підземних вод (тобто підживлення підземних вод). Повторно використана вода також може бути спрямована на задоволення певних потреб у будинках (наприклад, промивання туалетів), на підприємствах та промисловості, і навіть може бути оброблена для досягнення стандартів питної води. Цей останній варіант називається або «прямим повторним вживанням пиття» або «непрямим питним» повторним використанням, залежно від використовуваного підходу.

    Регенерація води для повторного використання замість використання запасів прісної води може бути заходом економії води. Коли використана вода врешті-решт скидається назад у природні джерела води, вона все ще може мати користь для екосистем, покращуючи потік потоку, живлячи життя рослин та поповнюючи водоносні горизонти, як частину природного водного циклу.

    Повторне використання стічних вод - давно усталена практика, яка використовується для зрошення, особливо в посушливих країнах. Повторне використання стічних вод як частини сталого управління водними ресурсами дозволяє воді залишатися альтернативним джерелом води для людської діяльності. Це може зменшити дефіцит і полегшити тиск на підземні води та інші природні водойми. Іншим потенційно позитивним аспектом є вміст поживних речовин у стічних водах, що може зменшити потребу в інших добривах.

    Недоліки або ризики, які часто згадуються, включають вміст потенційно шкідливих речовин, таких як бактерії, важкі метали або органічні забруднювачі (включаючи фармацевтичні препарати, засоби особистої гігієни та пестициди). Зрошення стічними водами може мати як позитивний, так і негативний вплив на грунт і рослини в залежності від складу стічних вод і від особливостей грунту або рослин.

    Флакони з водою, сирими стічними водами до рекультивованої води, показуючи чистоту.
    Малюнок\(\PageIndex{3}\) Послідовність рекультивації зліва: сирі стічні води, стічні води рослин і, нарешті, рекультивована вода (після декількох етапів очищення). (Кредит: Вікіпедія)

    Більшість видів використання меліорації води - це не питне використання, таке як миття автомобілів, промивання туалетів, охолоджуюча вода для електростанцій, змішування бетону, штучні озера, зрошення для полів для гольфу та громадських парків, а також для гідравлічного розриву пласта. Там, де це можливо, системи працюють з подвійною системою трубопроводів, щоб зберегти оборотну воду окремо від питної води.

    Основні застосування рекультивованої води у світі наведені нижче:

    Таблиця\(\PageIndex{1}\) використання рекультивованої води
    Категорії використання Використовує
    Міські використання Зрошення громадських парків, спортивних споруд, приватних садів, узбіч доріг; Прибирання вулиць; Системи протипожежного захисту; Мийка транспортних засобів; Промивання унітазу; Кондиціонери; Контроль пилу.
    Сільськогосподарське використання Харчові культури, що не обробляються комерційно; Харчові культури, що комерційно обробляються; Пасовища для доїльних тварин; Корми; Волокно; Насіннєві культури; Декоративні квіти; Сади; Гідропонна культура; Аквакультура; Теплиці; Виноградарство.
    Промислове використання Обробка води; Охолоджуюча вода; Рециркуляційні градирні; Змивна вода; Миючий агрегат; Виготовлення бетону; Ущільнення грунту; Контроль пилу.
    Рекреаційне використання Зрошення поля для гольфу; Рекреаційні сполучення з/без публічного доступу (наприклад, риболовля, катання на човні, купання); Естетичні залишки без загального доступу; Снігозаготівля.
    Екологічне використання Підживлення водоносних горизонтів; Водно-болотні угіддя; Болота; Збільшення потоку; Ареал існування дикої природи; Лісоводство.
    Питне використання Підживлення водоносного горизонту для використання питної води; Збільшення надводних запасів питної води; Обробка до якості питної води.
    Космонавти та рекультивована сеча

    Якщо це досить добре для космонавтів...

    Космонавти біля космічної станції п'ють перероблену сечу.

    Астронавти на борту Міжнародної космічної станції п'ють рекультивовану сечу. (Кредит: NASA)

    У космічному просторі, як і на Міжнародній космічній станції, вода є премією, і ні краплі не потрібно витрачати даремно. Космонавти на борту станції повинні пити оборотну воду. Вода від вологості в повітрі конденсується і використовується як питна вода, але американські астронавти також п'ють перероблену сечу! Ви можете собі уявити, що сеча, звичайно, майже вся вода, пройшла б через суворий процес очищення, але це просто показує, чи існує потреба, що одна і та ж вода може служити цінним цілям знову і знову.

    Резюме

    • Очищення стічних вод - це процес, який використовується для видалення або перетворення його в систему, яка може бути повернута до з мінімальним впливом на навколишнє середовище або безпосередньо повторно використана.
    • На очисних спорудах стічні води або стічні води проходять первинну, вторинну, а також третинну обробку в залежності від кінцевого використання.
    • Більшість видів використання меліорації води є непридатними для пиття, такими як миття автомобілів, промивання туалетів, охолоджуюча вода для електростанцій, змішування бетону, штучні озера, зрошення для полів для гольфу та громадських парків, а також для гідравлічного розриву пласта

    Автори та атрибуція

    1. Back to top
    • Was this article helpful?

    Recommended articles

    1. Article type
      Section or Page
      Show Page TOC
      No on Page
    2. Tags
      1. source[translate]-chem-153881