RODZAJE I OCZYSZCZALNIE ŚCIEKÓW

1. DEFINICJA ŚCIEKÓW

Ścieki to mieszanina zużytej wody oraz różnego rodzaju substancji płynnych, stałych, gazowych, radioaktywnych oraz ciepła usuwanych z terenów miast i zakładów przemysłowych. Ścieki w ogólnej swej masie zawierają przede wszystkim wodę, której ilość dochodzi nawet do 99,9%. Same więc zanieczyszczenia zawierają w istocie niewielki procent ścieków a są to dokładnie : azot, fosforany, detergenty, piasek, rozmytą glebę oraz inne liczne substancje chemiczne.

Podstawowym źródłem zanieczyszczeń wód w Polsce są ścieki pochodzące z miast i przemysłu oraz spływy powierzchniowe z terenów rolniczych i nie skanalizowanych. Wszystkie ścieki odprowadzane do wód wpływają na ich jakość, zmieniając głównie skład chemiczny i fizyczny oraz oddziałują na florę i faunę. Odbija się to niekorzystnie na organizmach wodnych i lądowych korzystających z wody.

1. PODZIAŁ:

Ze względu na pochodzenie i skład chemiczny ścieki dzieli się na:

• Ścieki bytowo-gospodarcze - powstają z wód wykorzystywanych w gospodarstwach domowych - do utrzymywania higieny osobistej, spłukiwania urządzeń sanitarnych, przygotowywania posiłków itp. Zawierają dużą ilość zawiesin oraz związków organicznych (białka, tłuszcze, cukry) i nieorganicznych, mogą również posiadać niebezpieczne wirusy i bakterie chorobotwórcze (żółtaczki zakaźnej, duru brzusznego, cholery i in.) oraz jaja robaków pasożytniczych, np. tasiemców. Są bardzo mętne, mają szarożółte zabarwienie, charakterystyczny zapach i odczyn lekko zasadowy.

• Ścieki przemysłowe - powstają w zakładach produkcyjnych i usługowych podczas różnych procesów technologicznych, np. przy otrzymywaniu, uszlachetnianiu i przeróbce surowców. Zawierają najczęściej rozmaite związki chemiczne, będące ubocznym produktem procesów stosowanych w zakładach przemysłowych. W skład ścieków przemysłowych wchodzą zanieczyszczenia organiczne, nieorganiczne oraz różnego rodzaju pyły. Najwięcej zanieczyszczeń powoduje przemysł: górniczy, metalurgiczny, elektromaszynowy, włókienniczy, chemiczny, paliwowo-energetyczny, celulozowy, garbarski i spożywczy.

• Ścieki rolnicze – powstają z wód spływających z pól i gospodarstw wiejskich. Dotyczą z jednej strony nawozów mineralnych i środków ochrony roślin, które są zmieszane z wodami opadowymi i spłukiwane do zbiorników wodnych, z drugiej strony są to ścieki z intensywnej hodowli zwierząt. Bezściółkowa hodowla bydła i trzody chlewnej w bardzo dużych fermach hodowlanych daje ogromne ilości gnojowicy i innych zanieczyszczeń biologicznych.

• Wody opadowe - powstają w wyniku spływów deszczowych zmywających tereny zabudowane, topnienia śniegu, a także przy myciu i polewaniu ulic miast. Zawierają duże ilości zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych, wiele w postaci zawiesin.

• Specyficznym rodzajem zanieczyszczeń przemysłowych są zanieczyszczenia termiczne, związane ze spuszczaniem do zbiorników wodnych wód ciepłych i gorących. Są to wody teoretycznie czyste, które wykorzystano do chłodzenia w różnych procesach przemysłowych. np. energetyce. Ich "zanieczyszczeniem" jest wysoka temperatura. Wody te podnoszą temperaturę naturalnych lub sztucznych zbiorników wodnych i prowadzą do poważnych zmian w ich florze i faunie. Najczęściej obumierają rodzime gatunki roślin i zwierząt, a na ich miejsce pojawiają się nowe. Nierzadko też dochodzi do nadmiernego rozwoju tylko jednego gatunku. Z tego powodu do podgrzanych zbiorników wodnych trzeba wprowadzać obce ryby roślinożerne.

1. JAK POZBYWAĆ SIĘ ŚCIEKÓW?

Najprostszym i najwygodniejszym sposobem jest podłączenie się do sieci kanalizacji centralnej lub lokalnej. Niestety dla wielu mieszkańców miast i wsi jest to problem ze względu na niedostatecznie rozbudowaną sieć kanalizacji.

Można również zbudować sobie przydomową oczyszczalnię ścieków. Jest to jednak kosztowne rozwiązanie.

Najpopularniejszym, a często jedynym możliwym dla wielu sposobem jest posiadanie

bezodpływowego zbiornika – szamba. Wiąże się to jednak z koniecznością okresowego opróżniania zbiornika.

1. OCZYSZCZANIE

Procesy oczyszczania ścieków mają na celu doprowadzenie składu fizyko-chemicznego ścieków wprowadzanych do środowiska naturalnego do poziomu dopuszczalnego przepisami prawa. Oczyszczanie ścieków jest przeprowadzane w oczyszczalniach, czyli specjalnych zespołach urządzeń, przed odprowadzeniem ich do rzek, jezior, gruntu bądź morza. Wobec dużego zanieczyszczenia wód w Polsce, coraz większa ilość zrzucanych do nich ścieków musi być oczyszczana. Stosuje się cztery stopnie oczyszczania:

1. OCZYSZCZANIE MECHANICZNE: Procesy te mają na celu usunięcie ze ścieków ciał stałych pływających i grubych zawiesin mineralnych oraz organicznych.

Zanieczyszczenia stałe nierozpuszczalne są usuwane za pomocą krat i sit, zawiesiny ziarniste usuwane są w piaskownikach, tłuszcze i oleje w odtłuszczaczach, a małe zawiesiny i koloidy usuwane są w osadnikach w procesie sedymentacji. Mogą zapewnić redukcję zawiesin o 60-70% i BZT₅ do 30%.

1. OCZYSZCZANIE BIOLOGICZNE: Celem jest usunięcie biologicznie rozkładalnych zanieczyszczeń. Przebiega zarówno w warunkach tlenowych, niedotlenionych jak i beztlenowych i polega na utlenianiu oraz mineralizacji związków organicznych zawartych w ściekach przy udziale mikro i makroorganizmów. We wszystkich metodach biologicznego oczyszczania ścieków zachodzą następujące procesy:

• rozkład substancji organicznych do CO₂, H₂O i NH₃

• nitryfikacja, czyli utlenienie NH₃ za pomocą bakterii do azotynów, a następnie za pomocą bakterii do azotanów,

• denitryfikacja, czyli przemiana azotanów do postaci azotu gazowego - N₂

Oczyszczone biologicznie ścieki są mniej podatne na zagniwanie. Zapewniają redukcję BZT₅ o 85-93%

1. USUWANIE ZWIĄZKÓW BIOGENNYCH: to usuwanie resztkowych zawiesin i substancji biogennych. W pierwszej kolejności przeprowadza się usuwanie azotu. Redukcję azotu można przeprowadzić na drodze biologicznego utleniania amoniaku i związków amonowych do azotanów i azotynów w komorach osadu czynnego.
   Redukcję fosforu można przeprowadzić przy pomocy soli wapnia, glinu i żelaza.

Al₂(SO₄)₃ x18 H₂O + 2 PO₄ ^3- = 2 Al PO₄ + 3SO₄^2- + 18 H₂O

FeCl₃ x 6H₂O + PO₄ ^3- = FePO₄ +3Cl^- + 6H₂O

1. PROCES ODNOWY WODY: jest szeregiem procesów i metod prowadzących w efekcie do takiego stopnia oczyszczenia ścieków, że mogą one być ponownie użyte jako woda pitna i na potrzeby gospodarcze albo nabrać cechy wód naturalnych. Odnowa wód łączy w sobie procesy oczyszczania wód oraz zmiękczanie, odsalanie i demineralizację. Wykorzystywane są w niej takie procesy jak: filtracja, adsorpcja, wypienianie, destylacja, ekstrakcja i wymiana jonowa.

1. DLACZEGO TRZEBA OCZYSZCZAĆ ŚCIEKI?

• nie oczyszczane ścieki stanowią zagrożenie dla zdrowia, a czasami nawet dla życia mieszkańców

• nieoczyszczane 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 jest to, że zagrażają zanieczyszczeniem bardzo