Какво са отпадни води и защо е нужно да бъдат пречиствани?

Голяма част от водата, която се използва от домовете и индустрията трябва да се пречисти преди да бъде пусната обратно в околната среда. Също така пречистените отпадъчните води могат да се използват в производствата.

Природата притежава невероятна способност да се справи с малките количества отпадъци и замърсяване във водата, но не може да се справи с отделяните всеки ден милиони литри отпадни и канализационни води. Това също е една от причините, заради която трябва да се пречиства водата преди да попадне обратно в природата. Съвременните технологии в пречиствателните станции могат да намалят замърсителите до такова ниво, че качеството на пречистената отпадна вода да не се различава от качеството на водата в природата.

Отпадните води са използвани води. Те включват вещества от човешки отпадъци, хранителни отпадъци, масла, сапуни и химикали. От домовете това включва: вода от мивки, душове, вани, тоалетни, перални и миялни машини. Голям е приносът за замърсяване на водата от идустрията.

Дъждовната вода също се счита за отпадна и подлежаща на пречистване. Въпреки че се предполагат, че дъждът, който се стича по улицата е достатъчно чист, това не е така. Вредните вещества, които дъждът отмива по пътищата, паркингите и покривите може да навреди на живота в реките и езерата.

Конференция за пречиствателни станции

Конференция за позициите и предизвикателствата при създаването на пречиствателни станции за отпадъчни води откри Лиляна Павлова.

Тя информира, че в този момент в страната функционират и са в процес на изграждане около 300 пречиствателни съоръжения. "Надявам се участниците в следващото издание на конференцията да говорят за интегрирани водни проекти" каза министър Павлова. Тя посочи, че трябва да се мисли не само за екологията и пречистването на отпадъчните води, а и за решаване на проблема с водоснабдяването в страната.

Съвместно с Министерството на околната среда и водите изградихме водна стратегия, която ще ни посочи посоката на работа, за да обогатим състоянието на сектора, каза министър Павлова при откриването на форума. Работим и по много важна наредба за проектиране и създаване на пречиствателни станции за отпадъчни води, допълни тя. Регионалният министър отбеляза, че изготвянето й се е забавило повече от 6-7 години, което означава, че е необходимо раздвижване в сектора.

Министър Павлова съобщи, че се променя подхода на работа по създаването на нормативния акт. В него няма да залагаме конкретни технически параметри, а ще посочим граници, в които проектантите да се вместват при проектиране на пречиствателни станции за отпадъчни води. Така ще се осигури гъвкавост и възможност за използване на нови технологии и няма да се налагат чести промени в документа заради иновации в сектора. Очакваме наредбата да бъде готова  до края на годината, допълни министър Павлова.

Съдействие при изготвянето й ще бъде търсено от експерти от Университета по архитектура, строителство и геодезия по отношение на  техническата част. Лиляна Павлова обърна внимание на малкия брой студенти, дипломиращи се в областта на ВиК – между 40 и 50 на година и отбеляза, че това може да  да причини недостиг на специалисти в сектора.

Министерството на околната среда и водите ще отличи най-зелен град

Намалените емисии парникови газове и спестената енергия ще са важният фактор за номиниране на „Най-зелен град”. За втора поредна година МОСВ ще отличи най-зелен град в България на съвместно събитие с Дарик радио.

Редуцираните емисии парникови газове и икономия на енергия в резултат от извършени мерки за енергийна ефективност от общините ще са основният критерий при номинирането  на градовете в категорията „Най-зелен град” в последния етап от Националната кампания „Зелена България”, финансирана от Оперативна програма „Околна среда 2007-2013 г.”. 

С цел да бъде спазено изискването за равнопоставеност и обективност, Министерството на околната среда и водите извършва проучване на изпълнените общински проекти, финансирани от фонд „Козлодуй”, Националния доверителен екофонд и Министерството на регионалното развитие и благоустройството. След преглед на събраната информация ще бъде излъчен градът победител.

Ако някоя община е подготвила и осъществила проект със собствени средства, който отговаря на основния критерий – намалени емисии парникови газове и спестена енергия в резултат от осъществени мерки за енергийна ефективност, тя може да кандидатства за класиране в категорията „Най-зелен град”, като изпрати информацията до 10 декември 2012 г.на e-mail: ope@ moew.government.bg

Какво правят системните оператори на пречиствателни станции за води

Системните оператори на вода и пречиствателни станции управляват система от машини, чрез използването на контролни табла, с които прехвърлят и подобряват питейната вода или отпадъчни води.

Задължения на системния оператор:
Системните оператори на пречиствателните станции за води обикновено правят следното:

•  Добавят химически вещества, като амоняк, хлор или вар за дезинфекция на вода или други течности. 
• Проверяват редовно оборудването. Проверка на експлоатационните условия и уредите за мониторинг. 
• Събират и тестват проби от водопроводни и канализация.
• Записват показанията и оперативните данни от уредите за мониторинг 
• Почистване и поддържане на оборудване, резервоари, филтърни легла и други области на работа 
• Гарантират спазването на стандартите за безопасност

Количеството работа е голямо, за да се „доведе” водата от естествените източници, резервоари, потоци и подпочвените води до нашите кранчета вкъщи. Също така е сложен процеса на преобразуване на отпадъчни води в нашата канализацията и канализацията в такава форма, че безопасно да се освободи в околната среда.

Конкретните задължения на операторите зависят от вида и големината на станцията. В малките пречиствателни станции, един оператор може да бъде отговорен за поддържане на всички системи. В големите пречиствателни станции, множество оператори работят в едни и същи смени и са по-специализирани в техните задължения, често се разчита на компютъризирани системи, които им помагат да следят пречиствателните процеси.

Понякога, операторите трябва да работят по време на извънредни ситуации. Например, когато метеорологичните условия могат да предизвикат големи количества дъждовни води или отпадъчни води, които да текат в канализацията, над капацитета на пречиствателните станции. Извънредните ситуации могат да бъдат причинени от повреди в рамките на една централа, като химически течове или недостиг на кислород. Операторите са обучени в процедури за управление на извънредните ситуаци и оборудване за безопасност за защита на здравето им, както и на обществеността.

Прясната вода се изпомпва от кладенци, реки, потоци, и резервоари за пречиствателни станции, където тя се третира и се разпространява на крайните потребители. Станцията за отпадни води и системните оператори разполагат с оборудване за контрол върху процесите и наблюдение на инсталациите, които пречистват водата, която да е безопасна за пиене.

Работата на операторите по пречистването на замърсители на битови и промишлени води не се различава особено. Използва се вода, известна също като отпадъчна вода, която пътува през канализационни тръби до пречиствателните станции, където се пречиства и тези води се връщат в потоци, реки и океани или се използват за напояване.

Модел на пречистване по хода на деня

Обработката за премахване на съставни елементи на отпадъчни води, които могат да бъдат токсични или вредни за културите, водните растения (макрофити) и рибата, е технически възможно, но обикновено не е икономически осъществимо. За съжаление, малко данни за завода за обработка на отпадъчните води в развиващите се страни са налични и дори тогава обикновено не включват параметри за качеството на водата, които са от значение за селскостопански нужди.

Краткосрочните изменения в отпадъчните водни потоци, наблюдавани в градски пречиствателни станции, следват модела по хода на деня. Потокът обикновено е малък в ранните сутрешни часове, когато консумацията на вода е най-ниска и базовият поток се състои от филтрирана вода и малки количества санитарни отпадъчни води. Първият пик на течението обикновено се появява късно сутринта, когато отпадъчните води от увеличената употреба достигат до пречиствателната станция, а вторият пик обикновено се случва през нощта.

Относителната величина на пиковете и часовете, в които те се случват, варират в отделните държави от големината на Общността и дължината на канализацията.  Малки общности с малки канализационни системи имат много по-високо съотношение  на потока пик и среден дебит от големи общности.

Въпреки че степента на върховете (пиковете) се разсейва, дневните колебания в потока от градската пречиствателна станция правят в повечето случаи практически невъзможно напояването с отпадъчните води. Необходимо е да се осигури някаква форма на изравняване на потока или краткосрочно съхранение на третирани отпадъчни води, за да се осъществи относително постоянна доставка на регенерирани вода за ефективно напояване, въпреки допълнителните ползи от склада.

Обеззаразяване на семена

Обеззаразяването на семена се отнася до прилагането на фунгицид, инсектицид, или комбинация от двете, така че да се дезинфекцират от вредители, пренасяни от почвата, пренасяни патогенни организми и складови насекоми. Третирането също така се отнася за подлагане на семената на излагане на слънчева енергия, потапяне в климатизирани вода, обеззаразяването на семена се прави за постигане на следните ползи.

Предимства на обеззаразяването на семена:

1) Предотвратява разпространението на болести по растенията
2) Защитава семената от гниене
3) Подобрява кълняемостта
4) Осигурява защита от складовите насекоми
5) Контролира почвени насекоми.


Видове третиране на семена:

1) Обеззаразяване на семена: Семенната дезинфекция се отнася до ликвидиране на гъбични спори, които са станали в рамките на семето или по-дълбоко във вкоренена тъкан.
За ефективен контрол с фунгицидно лечение трябва действително да се проникне в семената, с цел да се убят гъбичките.

2) Обеззаразяване на семена от насекоми: семена дезинсекция се отнася до разрушаване на повърхността, пренасяни организми, които са заразени семена повърхността, но не са били заразени семена повърхност. Химически спадове, накисване, фунгициди, прилагани като прах, течен тор или течен са успешни.

3) Защита на семената: Целта на защитата на семена е да защитава семената и млад разсад от организмите в почвата, които иначе биха могли да причинят гниене на семената преди покълването.

Условия, при които семената трябва да бъдат третирани
1) Пострадалите Семена: Всяко нарушение в обвивката на семката
предоставя отлична възможност гъбичките да проникнат в семената или да ги унищожат. Семена страдат от механични наранявания по време на процеса на комбиниране и вършитбата, или от падане от прекомерни височини. Те могат да бъдат наранени от времето или неправилно съхранение.

 2) Заразени семена: семената могат да бъдат заразени с болестотворни организми дори по време на прибиране на реколтата,  или могат да се заразят по време на обработката, ако се обработват на заразени машини, ако се съхраняват в замърсени  контейнери или складове.

3) Нежелани почвени условия: семената понякога са засадени при неблагоприятни почвени условия, като студени и влажни почви, или екстремно сухи почви. Тези неблагоприятни почвени условия могат да бъдат благоприятни за растежа и развитието на някои спори,
гъбички, които им позволяват да атакуват и да повредждат семената.

4), Обеззаразени семена: Семената са неизменно заразени, от болестотворни организми,
които предизвикат икономически последици. Обеззаразяването на семена осигурява добра застраховка срещу болести, пренасяни организми. По този начин се предоставя защита на слабите семена, което им позволява да покълнат и да бъде произведен разсад.

Системи за градските отпадъчни води

    В градските и крайградските зони, където хората  живеят заедно на малки пространства  и, където има много повече отпадни води за пречистване, общността изгражда канализационна система, която събира отпадните води и го отвежда до съоръжение за пречистване на отпадни води - пречиствателна станция.

    В идеалния случай, канализационната система е  захранвана изцяло от гравитацията  като септична система. Тръби от всяка къща или сграда се вливат към  главната канализационната тръба, която минава, например, по средата на улицата. Основният тръбопровод  може да бъде от 3 до 5 фута (1 до 1,5 м) в диаметър. Периодично, вертикална тръба излиза от главния тръбопровод на повърхността, където тя е покрита с люк. Ревизионни шахти позволяват достъп до основната тръба с цел техническо обслужване.

    Главните тръби за мръсна вода се вливат във все по-големи тръби, докато  не достигнат завод за пречистване на отпадните води. С цел да се помогне на гравитацията ще свърши своята работа, пречиствателната станция обикновено се намира в ниско разположена област, а главните тръби  често следват коритата на малки или големи потоци, които по естествен път се спускат към пречиствателната станция.

    Обикновено земното разположението и гравитацията  не си сътрудничат напълно, и тежестта не може да свърши цялата работа. В тези случаи, канализационна система включва мелница помпа или лифтова станция, които да задвижат отпадните води нагоре по хълма.

    След като водата достига до пречиствателната станция, тя преминава през един, две или три етапа на  пречистване (в зависимост от вида на станцията). Ето какво прави всеки един етап:

    Първият етап, известен като първично  пречистване, прави същото нещо като септичната яма. Тя позволява на твърдите вещества във водата да се утаят,а мръсната пяна  да се издигне. След това системата събира твърдите вещества за обезвреждане (в депо или чрез изгаряне).

    Първичното пречистване е много просто - то включва екран, следван от набор от басейни или езера, които позволяват на водата да се застоява така, че твърдите частици могат да се утаяват.

    Първичното пречистване може да премахне от водата половината от твърдите частици, органични материали и бактерии . Ако пречиствателната станция извършва само първично пречистване, тогава водата се хлорира за да убие останалите бактерии и се изспуска.

    Вторият етап, известен като вторичнопречистване, премахва органичните материали и хранителни вещества. Това се прави с помощта на бактерии - водата се влива в големи, аерирани /газирани/ резервоари, където бактериите изяждат всичко, което могат.

    След това отпадните води се вливат към утаители, където бактериите се утаяват. Вторичното пречистване може да премахне до 90% от всички твърди вещества и органични материали от отпадъчните води.

   Третият етап, известен като третично пречистване, варира в зависимост от общността,която обслужва и състава на отпадните води. Обикновено на третия етап се използват химикали за отстраняване на фосфор и азот от водата, но може също да включва филтърни легла и други видове пречистване. Хлорът, който се добавя към водата, убива всички останали бактерии, а водата се изспуска.

Обработка на токсични материали в пречиствателни станции

    Токсичните материали, включително много органични материали, метали (като цинк, сребро, кадмий, талий, др.), киселини, основи, неметални елементи (като арсен, селен), като цяло са резистентни на биологични процеси, освен ако не са много разредени. Металите често могат да се утаяват в пречиствателни станции чрез промяна на рН или чрез обработка с други химикали. Много от тях обаче, са резистентни към третиране или намаляване и може да изискват концентрация, следвана от депониране или рециклиране. Разтворени органични вещества могат да бъдат изгаряни в рамките на отпадните води чрез засилени процеси на окисление.

Обработка на киселини и основи

    Киселини и основи, обикновено могат да бъдат неутрализирани при контролирани условия в пречиствателни станции. Неутрализацията често произвежда утайка, която има нужда от обработка  като твърд остатък, които също може да бъде токсичен. В някои случаи могат да бъдат изпуснати газове, които също изискват пречистване на газовия поток. Някои други форми на пречистване обикновено са задължителни след неутрализацията.
    Потоци отпадъци, богати на устойчиви йони като от процесите на де-йонизация,  могат лесно да загубят устойчиви йони при натрупването на утаени калциеви и магнезиеви соли. Този процес на утаяване може да предизвика тежки обшивка / налеп / на тръбите и в екстремни случаи, може да причини запушване на тръбата за изхвърляне. Промишлени морски тръба с размери1 м в диаметър обслужваща основен комплекс химикали е била блокирана от такива соли през 1970. Пречистването става с концентрация на де-йонизацирани отпадни води в пречиствателни станции и обезвреждане в депа или чрез внимателно управление на рН нивата, освободени от отпадните води.

Пречистване на други органични материи

    Синтетични органични материали, включително разтворители, бои, фармацевтични продукти, пестициди, коксуващи се продукти и така нататък може да бъдат много трудни за пречистване. Методите на пречистване често са специфични за материала, който се обработва. Методи включват съвременен процес на окисляване, дестилация, адсорбция, превръщане в стъкловидно вещество, изгаряне, химическа имобилизация или депониране на сметище. Някои материали, като някои почистващи препарати може да са биологично разградими и в такива случаи може да се използва  модифицирана форма на пречистване на отпадъчни води.

Дезинфекция

    Целта на дезинфекцията в пречистването на отпадните води е да се намали значително броя на микроорганизмите във водата, която се изпуска обратно в околната среда за по-нататъшна употреба на пиене, къпане, напояване и др. Ефективността на дезинфекцията зависи от качеството на пречистваната водата  (напр. мътнност, рН и т.н.), вида дезинфекция,който се използва дозата на дезинфектанта (концентрация и време), както и други променливи на околната среда. Мътните води ще бъдат третирани по-малко успешно, тъй като твърдата  материя може да предпази организмите, особено от ултравиолетова светлина или ако дезинфектиращите контакти са ограничени. Като цяло, кратките срокове за контакт, ниските дози дезинфектант и високите потоци отпадни води, са пречка  за ефективната дезинфекция. Общоприетите методи за дезинфекция включват озон, хлор, ултравиолетова светлина, или натриев хипохлорит. Хлораминът, който се използва за питейната вода, не се използва в пречистването на отпадъчните води заради трайността си. След многобройните стъпки за дезинфекция, пречистената вода е готова да бъде изпуснати обратно в кръговрата на водата с помощта на най-близкия воден басейн или селското стопанство. След това водата може да се прехвърли като резерв за ежедневна човешките употреба.

    Хлорирането остава най-честата форма на дезинфекция на отпадъчните води в Северна Америка поради ниската си цена и с дългогодишна история на ефективност. Един от недостатъците е, че хлорирането на остатъчен органичен материал може да генерира хлорирни органични съединения, които могат да бъдат канцерогенни или вредни за околната среда. Остатъчния хлор или хлорамини могат също да хлорират органичен материал в естествената водна среда . Освен това, тъй като остатъчният хлор е токсичен за водни видове, пречистените отпадъчни води също трябва  да се дехлорират химически , в добавка към  сложността и разходите за третиране.

    Ултравиолетовата (UV) светлина може да се използва вместо хлор, йод, или други химикали. Тъй като не се използват химикали, пречистената вода няма неблагоприятен ефект върху организмите, които по-късно я консумират, както при използването на други методи. UV лъчите предизвикват увреждане на генетичната структура на бактериите, вирусите и други патогени, което ги прави неспособни на възпроизвеждане. Основните недостатъци на UV дезинфекцията са нуждата за честа поддръжка и подмяна на лампите, както и необходимостта от гарантиране, че  третираните микроорганизми в обработваните отпадъчни води не са защитени от ултравиолетовите лъчи (т.е. всички твърди частици, намиращи се в третираните отпадъчни води могат да предпазят микроорганизмите от UV светлина). В Обединеното кралство, ултравиолетовата светлина се превръща в най-разпространеното средство за дезинфекция поради опасения относно въздействието на хлора в хлорираните остатъчни органични вещества в отпадните води и в хлорираните органични съединения в приемащата вода. Някои пречиствателни станции  в Канада и САЩ също използват UV светлина за дезинфекция на отпадните води .

    Озонът (O3) се генерира чрез подаване на кислород (O2) чрез високо напрежение, в резултат на което се отделя трети атом кислород,койо води до  формиране на O3. Озонът е много нестабилен и реактивен, и окислява повечето органични материи, с които влиза в контакт , като по този начин унищожава много патогенни микроорганизми. Озонът се счита за по-безопасен от  хлора, защото, за разлика от хлора, който трябва да се съхранява на място (тъй катосилно отровен в случай на случайно изпускане), озон се генерира на мястото, където е необходимо. Озонирането също така произвежда по-малко остатъчни продукти на дезинфекцията, за разлика от хлора. Недостатък на озонната дезинфекция е високата цена на оборудването за производство на озон и изискванията за специални оператори.

Фосфорно отстраняване

    Всеки човек изхвърля между 200 и 1000 грама фосфор годишно. Изследвания на  канализацията на САЩ  в края на 60-те г. изчисляват отделяне на 500 грама  урина и изпражненияна  на глава от населението, 1000 грама синтетични детергенти, и не толкова променливи количества  използвани корозивни и  химични елементи в рамките на допустимото във водоизточниците.  Използването на алтернативни почистващи препарати като форма на контрол на източника на замърсяване в последствие е намалило най-високите  им стойности, но съдържанието на урина и фекалии остава непроменено. Отстраняване на фосфора е важно, тъй като той  ограничава хранителната среда за растежа на водораслите в много пресни водни системи. (За описание на негативните ефекти от водораслите,виж хранително отстраняване ). Също така то е особено важно за воднорецклиращи системи /за повторно използване на пречистената вода /, където високите концентрации на фосфор може да доведат до повреди на оборудване надолу по веригата, като обратната осмоза.

    Фосфорът може да бъде отстранен биологично в процес, наречен засилено биологично отстраняване на фосфор в пречиствателни станции. В този процес, специфични бактерии, наречени  натрупващи  организми (PAOs), избирателно се обогатяват и  натрупват големи количества фосфор в клетките си, (до 20% от тяхната маса). Когато биомасата, обогатена в тези бактерии се отдели от пречистената вода, тези твърди биочастици имат висока наторителна стойност.

    Фосфорното отстраняване може да бъде постигнато чрез химическо утаяване на , обикновено със соли на желязото (например железен хлорид), алуминий (напр. стипца), или вар. Това може да доведе до прекомерно производство на утайки като хидроксидни утайки и добавените химикали могат да бъдат скъпи. Химическо отстраняване на фосфора изисква значително по-малко оборудване , отколкото биологично отстраняване,  по-лесно се изпълнява и често е по-надеждно, отколкото биологично премахване на фосфор. Друг метод за отстраняване на фосфор е да се използва гранулиран латерит.
    Веднъж извлечен фосфорът, под формата на  богатена фосфатна утайка, може да се съхранява в земен изкоп или препродаден за изработка  на торове.

Азотно отстраняване

    Отстраняването на азот се извършва чрез биологичното окисление на азота от амоняк в нитрати (нитрификация), следвана от денитрификация, превръщането на нитрат в азотен газ. Азотния газ се отделя в атмосферата и по този начин се отстранява от водата.

    Нитрификацията сама по себе си е аеробен процес на два етапа, като всяка стъпка е улеснена от различен вид бактерии. Окислението на амоняк (NH3) в нитрити (NO2) най-често се улеснява от Nitrosomonas spp. (Nitroso, отнасящo се до формирането на нитрозофункционална група). Нитритното окисляване до нитрати (NO3-), въпреки че традиционно се смята, че се улеснява от бактерията Nitrobacter spp. (Nitro се отнася до формирането на нитрофункционална група), днес вече е известно че в околната среда се улеснява почти изключително от Nitrospira spp.

    Денитрификацията изисква безкислородни условия за насърчаване  формирането на съответните биологични общности . Това се улеснява от голямо разнообразие от бактерии. Пясъчните филтри, лагуните и тръстиковите легла, могат да бъдат използвани за намаляване на количествата азот, но пречистване с активна утайка (ако е проектирано добре) би могло да извърши процеса най-лесно. Тъй като денитрификацията е превръщането  на азот в диазотен  газ, е необходим електронен донор . Това може да бъде, в зависимост от отпадъчните води, органична материя (от фекалии), сулфид, или добавен донор като метанол. Утайките в безкислородните резервоари, (резервоари за денитрификация ) трябва да се смесват добре (смес от рециркулирана смесена течност , върната активна утайка [RAS], и непречистен поток) например чрез използване на потопяеми миксери с цел да се постигне желаната денитрификация.

    Понякога самото превръщането на токсичния амоняк в нитрат се възприема като третично пречистване.

    Много пречиствателни станции използват центробежни помпи за прехвърляне на нитрифицираните смесени води от зоната на аерация до безкислородната зона за денитрификация. Тези помпи често са известни като Вътрешни помпи за рециклиране на смесени води  (IMLR) .

Пречистване чрез лагуни

    Пречиствателна станция за отпадни води и лагуна в Еверет, Вашингтон, САЩ.
    Пречистването с лагуни осигурява утаяване и по-нататъшно биологично подобрение чрез съхранението на отпадни води в големи изкуствени езера, лагуни. Тези лагуни са силно аеробни и колонизацията от местни макрофити, особено тръстика, често се насърчава. Малки безгръбначни с филтриращо хранене като Daphnia и такива от вида Rotifera,  подпомагат пречистването в голяма степен  чрез премахване на фините частици.

Въртящи биологични контактори

    Въртящи биологични контактори (ВБК) са механични вторични системи за пречистване, които са стабилни и способни да издържат на удари в биологичното натоварване. ВКБ пречиствателни станции са инсталирани за първи път в Германия през 1960 г. и от тогава насам са развивани и усъвършенствани в надеждна оперативна система. Въртящите се дискове поддържат растежа на бактерии и микро-организми в отпадните води, които се делят и стабилизират органичните замърсители. За да са ефективни, микроорганизмите се нуждаят  от кислород, за да живеят и храна, за да растат. Кислородът се получава от атмосферата, като дисковете се въртят. Тъй като микро-организмите растат, те се натрупат по медиите, докато се откъснат поради срязващи сили, породени от въртящите се дискове в канализацията. Отпадните води от ВБК след това преминават през крайните бистрители, където микро-организмите в разтвора се утаяват. Утайката се изтегля от бистрителя за по-нататъчно пречистване в пречиствателните станции.

    Функционално подобна биологична филтрираща система са популярните   филтрация и пречистване на домашния аквариум. Аквариумната вода се изтегля от резервоара и след това пада каскадно през свободно въртящо се гофрирано мрежесто колело, преди да премине през медия филтъра и обратно в аквариума. Въртящото се колело развива биофилм покритие от микроорганизмите, които се хранят с разтворените отпадъци в аквариума и също са изложени на атмосферата, докато колелото се върти. Това е особено ефективен метод за премахване на отпадъци от уреа и амоняк отделени в аквариума от рибите и други животни.

Биологично аерирани филтри

    Биологично аерирания (или Аноксичен) филтър (BAF) или биофилтър в пречиствателни станции съчетават филтрация с биологична намаляване на въглеродните емисии, нитрификация или денитрификация. БАФ обикновено включва реактор, изпълнен с филтър медии.  Медиата е или в суспензия или подкрепени от чакълен слой в подножието на филтъра. Двойната цел на тази медия е да се поддържа високо активна биомаса, която е прикрепена към него и да филтрира  суспендираните твърди вещества. Намаляване на въглеродните емисии и конверсия на амоняк се случва в аеробен режим и понякога се постига в един реактор, докато нитратното преобразуване се осъществява в безкислородната режим. БАФ се управлява в upflow или downflow конфигурация, в зависимост от дизайна, посочен от производителя.

Почвена био-технология

    Нов процес, наречен почвена био-технология (SBT), разработен в ИИТ, Бомбай, показва огромни подобрения в ефективността на процесите, които позволяват повторна употреба на използваната вода, благодарение на изключително ниски експлоатационни изисквания за енергия от по-малко от 50 джаула за килограм на пречистената вода. Обикновено SBT системите могат да постигнат химическа потребност от кислород (COD) по-малко от 10 мг / л от  въвеждане на COD 400 мг / л отпадна вода. SBT пречиствателните станции показват силно намаляване на ХПК стойностиности и бактериалния брой в резултат на много високата  микробна плътност в медиите. За разлика от конвенционалните пречиствателни станции, SBT станциите произвеждат незначителни количества утайка, изключвайки необходимостта от допълнителни зони за изхвърляне на утайките, които се изискват от други технологии.

    В индийския контекст конвенционалните пречиствателни станции попадат в системна неизправност поради:
            1) високите оперативни разходи,
            2), корозия в оборудването заради метаногенезата и отделяния сероводород,
            3) неъзможността за повторна употреба на пречистените води, поради висока ХПК /COD/ (> 30 мг / л ) и високи фекални колиформи (> 3000 NFU) броя,
            4), липсата на квалифициран персонал 
            5) въпросите, свързани с подмяна на оборудването.

Пример за такива системни проблеми, документиран от Фондация "Sankat Mochan", е неуспешния План за действие в басейна на Ганг, след усилие на индийското правителство през 1986 г. за масово пречистване и подобряване качеството на водата чрез създаване на пречиствателни станции.

Първично и вторично пречистване на води

Първично пречистване

    В началния етап на утаяване, канализацията минава през големи резервоари, които често се наричат " басейни за предварително утаяване", "първични утаители" или "първични бистрители" в пречиствателни станции. Резервоарите се използват за утаяване на тинята, докато греста и маслата се издигат към повърхността за обезмасляване . Първичните утаители обикновено са оборудвани с механично задвижвани стъргачи / скрепери /, които непрекъснато тласкат събраната утайка към контейнер в основата на резервоара, където се изпомпва до съоръженията за третиране на утайки. Мазнини и масла от плаващия материал понякога могат да бъдат възстановени за осапуняване.

    Размерите на резервоара трябва да бъдат проектирани за  отстраняване на висок процент на повърхностни частици и утайки. Един представителен резервоар за утаяване може да отстрани от 50 до 70% от неразтворените вещества, и от 30 до 35 процента от биохимичната потребност от кислород (БПК) на канализацията.

Вторично пречистване

    Вторично пречистване има за цел да раздели биологичното съдържание на канализацията,  получено от човешки и хранителни отпадъци, сапуни и детергенти. По-голямата част от селищните пречиствателни станции използват  аеробни биологични процеси за пречистване на утаените отпадни води. За да бъдат ефективни, местните флора и фауна се нуждаят от кислород и храна, за да живеят. Бактериите и протозоите консумират биоразградими разтворими органични замърсители (напр. захари, мазнини, късоверижни органични въглеродни молекули и др.) и свързват много от по-малко разтворимите фракции във групи. Вторичните системи за пречистване в пречиствателни станции са класифицирани като системи за постоянен филм или окачен растеж.

    Пречиствателни станции за постоянен/ фиксиран/ филм или окачен растеж  включват  смукателни филтри, биокули и въртящи биологични контактори, в които биомасата расте върху среда и отпадната вода преминава по повърхността й.Принципът на фиксиран филм се доразвива по- нататък в Движещи се биофилм реактори  легла  (MBBR), и Интегрирани процеси с фиксиран филм на активната утайка (IFAS) . Една система MBBR обикновено изисква по-малък размер в сравнение със системите на окачен растеж . (Black & Veatch)

    Пречиствателни станции на окачен растеж включват активна утайка, където биомасата се смесва с отпадните води и може да работи в по-малко пространство, отколкото смукателните филтри, които обработват същото количество вода. Въпреки това системите с фиксиран филм са по-способни да се справят с драстични промени в размера на биологичен материал и осигурят по-ефективно  отстраняване на органичен материал и неразтворени вещества, отколкото системите с окачен растеж.

    Грубите филтри са предназначени за пречистване на особено силни или променливи органични товари, обикновено промишлени, за да се даде възможност след това да бъдат обработени от конвенционалните  процеси на вторично пречистване . Характеристиките им включват филтри, пълни с медии, с които се третират отпадъчните води. Те са предназначени да устоят на високо хидравлично натоварване и високо ниво на аерация. При по-големите пречиствателни станции , въздухът се вкарва през медиите с помощта на вентилатори. Получената отпадъчна вода е обикновено в рамките на нормалното за конвенционалните процеси на пречистване.

Етапи на работа в пречиствателни станции

Грит /пясъчно/ отстраняване

    Предварителна обработка може да включва пясък или пясъчен канал или камера, където се регулира скоростта на постъпващите отпадни води, за да позволи утаяването на пясък, песъчинки, камъни и счупени стъкла. Тези частици се отстраняват, защото могат да повредят помпи и друго оборудване. За малките санитарни канализационни пречиствателни станции Грит камери може да не са необходими, но този вид пречистване е препоръчително за големите пречиствателни станции. Грит камерите са 3 вида: хоризонтални, въздушни и Vortex ( водовъртежни) камери.

 Изравняване на потока

    Избистрителите и механизираната вторична обработка в пречиствателните станции, са по-ефективни при уеднаквени условия на потока. Изравнителните басейни могат да бъдат използвани за временно съхранение в резервоари  или при пикове на потока в дъждовно време. Басейните  осигуряват място за временно съхранение на входящата отпадни води по време на пречистването и са средство за разреждане и разпределение на изхвърляните партиди токсични или силно устойчиви отпадъци, които иначе биха могли да проникнат биологично при вторичното пречистване (включително отпадъци от преносими тоалетни , резервоари на превозни средства, и септични резервоари) . Изравнителните басейни изискват   вариращ контрол  на освобождаването, обикновено включват провизии за байпас и почистване, а може да включват също и аератори. Почистването може да бъде по-лесно, ако басейнът е разположен надолу по течението на скрининга и Грит пречистването.

 Отстраняване на  мазнини и грес

    В някои по-големи пречиствателни станции, мазнини и грес се отстраняват чрез пускане на канализацията през малък резервоар, където обезмаслители обират  плаващите на повърхността мазнини. Може също да се използват и въздуходувки в основата на резервоара, за да подпомогнеат превръщането на мазнините в пяна. Много пречиствателни станции обаче, използват първични бистрители с механичните обезмаслители на повърхността за отстраняване на мазнини и грес.

Третиране на канализационни води

Третирането на канализационни води или вътрешното пречистване на отпадъчните води, е процес на премахване на замърсителите от отпадъчните води в домакинствата. Пречистването на води включва физически, химически и биологични процеси, при които се отстранят физически, химични и биологични замърсители.

Пречиствателните станции имат за цел да произвеждат безопасен за околната среда поток отпадъци (третирани отпадни води) и твърди отпадъци ( обработена утайка), подходящи за обезвреждане или за повторна употреба (обикновено като тор за ферми).

Използвайки напреднали технологии, сега е възможно повторното използване на oтпадъчни води, отпадъчни води за питейни нужди. Сингапур е единствената страна, където се прилага такава технология в производствен мащаб.

Физични и химични свойства на чистата вода

Тази статия е за физичните и химичните свойства на чистата вода.


Вода (H2O)

Вода (H2O) е най-богата смес на повърхността на Земята, като обхваща около 70% от планетата. В природата, водата съществува в течни, твърди и газообразни състояния.
Тя е в динамично равновесие между течност и газове при стандартна температура и налягане. При стайна температура, водата е течност, почти безцветена с оттенък за синьо.
Много вещества се разтварят във вода, обикновено се нарича универсален разтворител. Поради това, водата в природата рядко е чиста и някои от нейните свойства могат да се различаватмалко от тези на чистото вещество вода. Въпреки това, има и много съединения, които по същество са, ако не и напълно, неразтворими във вода.
Водата е единственото вещество на земята, което се намира естествено в трите агрегатни състояния на материята, водата е важна за целия живот на Земята.
Водата обикновено от 55% до 78% от състава на човешкото тяло.


Водата има много висок специфичен топлинен капацитет - вторият най-висок сред всички хетероатомични видове (след амоняка), както и висока температура на изпаряване (40.65 кДж / мол или 2257 кДж / кг в нормалната точка на кипене).
Тези две необичайни свойства позволяват на водата, за да се намира в умерения климат на Земята при големи колебания в температурата. Според Джош Уилис от Лабораторията за реактивни двигатели на НАСА, океаните поглъщат хиляди пъти повече топлина, отколкото атмосферата (въздуха).


Плътността на водата е около един грам на кубичен сантиметър. Плътността по-точно зависи от нейната температура, но връзката не е линейна и е еднаква, а монотонна (виж таблицата).

Density of liquid water Temp (°C) Density (kg/m3)
+100 958.4
+80 971.8
+60 983.2
+40 992.2
+30 995.6502
+25 997.0479
+22 997.7735
+20 998.2071
+15 999.1026
+10 999.7026
+4 999.9720
0 999.8395
−10 998.117
−20 993.547
−30 983.854


Когато се охлажда водата, течността става все по-гъста, както и при други вещества. Но около 4 ° C (39 ° F), чистата вода достига максималната си плътност.

Твърда форма на повечето вещества е по-плътна от течната фаза, като по този начин блок от най-твърдите вещества ще потъват в течността. Въпреки това, леден блок плува във вода, която е в течно състояние, тъй като ледът има по-малка плътност от течното състояние на водата.
При замразяване, плътността на водата се намалява с около 9%. Причината за намаляване на плътността е в "охлаждането" на междумолекулните вибрации, позволяващи на молекулите формиращи стабилни водородни връзки със съседите си.
Други вещества, които разширяват обема си при замразяване са силиций, галий, германий, антимон, бисмут, плутоний и други съединения, които образуват "обширни" кристални решетки стетраедърна координация.

Състав на отпадъчните води при производство на риба

За всеки 100 тона риба се отделят около 30-40 тона твърди отпадъци, 4 тона амоняк и 0,9 тона фосфор. По време на разлагането на твърдите отпадъци, напр. от бактерии, се консумират около 60 тона кислород. Количеството кислород, необходим за разпад на органичен материал в отпадъчните води, е мярка на замърсяването. Ако 10 милиграма кислород са необходими за да се обработи органичен материал в 1 литър вода, така наречената биологична потребност от кислород или БПК е 10 мг / л. В случай на годишно производство от 100 тона, общият БПК е 74 тона, които също така се използват и за необходимата нитрификация на амоняка.



Измерване на "Биологична Потребност от Кислород" (БПК) съдържанието на отпадъчни води от рибното стопанство в пречиствателни станции отнема време (5 дни за отглеждането на проби). COD приблизително се равнява на 1,5-2,5 пъти по БПК съдържание (степента на биологично разграждане зависи от основата и продукта на разлагането). След пречистването на тези води от пречиствателни станции горе посочените показатели на замърсяване са драстично по-малки.

Основните химични съединения в отпадъчните води са:

Органична материя. Размера на кислород (O2) необходим да се разлагат органичните съединения, ХПК и / или БПК5, се използва като мярка за съдържание на органични вещества.

Възможно е да преобразувате треска или БПК в стандартни единици като референция, като 60 грама кислород, се предполага, че са необходими за биологичното разлагане на органичните съединения от един човек на ден (БПК изискване). 74 тона на БПК от годишно производство от 100 тона риба за

74.000кгBOD/(0.060кгBOD/PU x 365дни) = 3400PU/ден

Органична материя от такава операция, се равнява на сумата отпадъци идващи от село с 3400 жители.



Азота (TN) в отпадъчните води идва предимно от белтъчните елементи. Елементите азот са основни в процеса на растеж и на цъфтеж на водораслите. Азота може да е необходим за премахване или намаляване на отпадъчните води, за защита на реки или езера от цъфтеж на водорасли.

Фосфор (ТР) е от съществено значение за растежа на водораслите и други биологични организми в повърхностните води. Вредни с цъфтежа си водорасли могат да се появят в повърхностните води и има голямо значение контролирането на количеството на фосфорни съединения, които навлизат в повърхностните води.

Отпадъчни води от рибовъдните стопанства третирани от пречиствателни станции обикновено са с ниско съдържание на бактерии и количеството на следи от метали е много слаб.