Kaikessa ihmisen toiminnassa syntyy jätevettä, joka on käsiteltävä. Jätevedenpuhdistamot eli jätevedenkäsittelylaitokset vastaavat tämän sekä kaupunkien, teollisuuden että maatalouden toiminnasta peräisin olevan veden käsittelystä. Tämä käsittely on välttämätöntä ympäristön suojelemiseksi, koska käsittelemättömän jäteveden päästämisestä voi vapautua myrkyllisiä aineita, jotka vahingoittavat ekosysteemejä, saastuttavat vesilähteitä ja aiheuttavat ekologisia katastrofeja. Riittävä vedenpuhdistus on avain vesivarojen säilyttämiseen ja ympäristön kestävyyden takaamiseen.
Tänään aiomme syventää vedenpuhdistuslaitteita, niiden toimintaa, erilaisia käsittelyprosesseja ja niiden tarjoamia etuja.
Mitä puhdistuslaitteet ovat ja miten ne toimivat?
Jätevedenpuhdistamo (WWTP) on teollisuuslaitos, jonka tarkoituksena on puhdistaa likainen (jäte)vesi poistamaan siinä olevat epäpuhtaudet. Jätevesi tulee eri lähteistä: kaupungeista, teollisuudesta ja maataloudesta. Puhdistusprosessi mahdollistaa käsitellyn veden palauttamisen luonnollisiin kanaviin, kuten jokiin, meriin tai järviin, turvallisesti ilman, että se vahingoittaa ympäristöä. Puhdistamoilla on myös keskeinen rooli veden uudelleenkäytössä maatalous- tai teollisuustarkoituksiin, mikä auttaa säästämään kipeästi kaivattua luonnonvaraa.
Näiden asemien toiminta perustuu hoidon jakamiseen useisiin vaiheisiin. Tarvittavasta puhdistustasosta riippuen vesi voi siirtyä peruskäsittelystä jatkokäsittelyyn eli tertiäärikäsittelyyn, mikä tekee siitä jopa sopivan uudelleenkäyttöön tietyissä ihmisen prosesseissa.
Aiomme analysoida yksityiskohtaisesti jäteveden käsittelyn vaiheita jätevedenpuhdistamossa.
Vedenkäsittelyprosessit puhdistuslaitoksissa
Jotta jätevesi palautettaisiin luontoon, sille on suoritettava sarja käsittelyjä, joiden tarkoituksena on poistaa jätteet ja epäpuhtaudet. Jäteveden laadusta riippuen puhdistamot käyttävät erilaisia prosesseja. Nämä vaiheet jaetaan tavallisesti seuraavasti:
- Esikäsittely: Tässä vaiheessa poistetaan suuret esineet, jotka voivat vahingoittaa laitoksen laitteita, kuten oksat, muovit tai kivet.
- Ensisijainen hoito: Se keskittyy suspendoituneiden kiintoaineiden ja kelluvien materiaalien, kuten rasvojen ja öljyjen, poistamiseen. Se voi sisältää myös dekantoinnin tai sedimentoinnin.
- Toissijainen hoito: Tässä vaiheessa orgaaniset epäpuhtaudet poistetaan biologisilla prosesseilla, joissa mikro-organismit hajottavat orgaanista ainetta.
- Kolmannen asteen hoito: Edistyksellinen prosessi, jolla pyritään poistamaan patogeenit, fosfaatit, nitraatit ja muut ravinteet, joita voi vielä olla käsitellyssä vedessä.
Seuraavaksi aiomme sukeltaa jokaiseen näistä hoidoista.
Esikäsittely
Esikäsittely on ensimmäinen vaihe, joka suoritetaan puhdistamossa. Sen päätehtävänä on estää suuria ja painavia esineitä vahingoittamasta myöhemmissä vaiheissa käytettyjä laitteita. Tämän prosessin aikana ritilät ja seulat vangitsevat materiaaleja, kuten oksia, muovia ja kiviä. Lisäksi, hiottu, joka koostuu hiekan ja muiden vettä raskaampien hiukkasten poistamisesta. Toisaalta, rasvaton Se vastaa pinnalla kelluvien öljyjen ja rasvojen poistamisesta kellukkeiden avulla.
Ensisijainen hoito
Primäärikäsittely keskittyy vähentämään vedessä olevien kiintoaineiden määrää. Se suoritetaan käyttämällä dekanttereita, joissa suurimmat hiukkaset putoavat pohjalle painovoiman vaikutuksesta, joka tunnetaan ns. sedimentaatio. Tämä menetelmä poistaa tehokkaasti jopa 40 % suspendoituneesta kiintoaineesta. Täydentävä prosessi on se kellunta, joka mahdollistaa kevyempien materiaalien, kuten öljyjen ja rasvojen, poistamisen, joita ei ole aiemmin poistettu esikäsittelyssä. Tämä vaihe voi sisältää myös kemikaalien käytön veden pH:n säätämiseksi, prosessi, joka tunnetaan nimellä neutralointi.
Toissijainen hoito
Toissijaisessa käsittelyssä käytetään ensisijaisesti biologisia prosesseja poistamaan vedestä jäänyt orgaaninen aines. Mikro-organismeilla on tässä vaiheessa keskeinen rooli, koska ne hajottavat orgaanista ainetta vedeksi, biomassaksi ja kaasuksi. Tämä prosessi voidaan suorittaa happiolosuhteissa (aerobisia prosesseja) tai ilman happea (anaerobiset prosessit).
- Aerobiset prosessit: Ruiskuttamalla ilmaa vedessä olevat aerobiset mikro-organismit hajottavat orgaanista ainetta ja poistavat typpiyhdisteitä ja muita alkuaineita, jotka voivat aiheuttaa haitallisia ilmiöitä, kuten rehevöitymistä.
- Anaerobiset prosessit: Ilman happea anaerobiset bakteerit hajottavat orgaanista ainetta muodostaen metaania, vettä ja hiilidioksidia.
Suosittu tekniikka toissijaisessa hoidossa on aktiiviliete, jossa mikro-organismit flokkuloivat hiukkasia muodostaen lietettä, joka on poistettava myöhemmin. Ne myös korostavat bakteerisänkyjä ja vihreät suodattimet, jossa erityinen kasvillisuus imee ravinteita vedestä.
Kolmannen asteen hoito
Tietyissä tilanteissa tarvitaan vielä hienompaa käsittelyä ennen kuin vesi voidaan käyttää uudelleen tai laskea vesistöihin. Tertiäärisellä käsittelyllä pyritään eliminoimaan taudinaiheuttajia, ravinteita, kuten nitraatteja ja fosfaatteja, sekä muita mikroepäpuhtauksia. Tertiäärisiä prosesseja ovat ultraviolettisäteilyn käyttö, edistynyt suodatus, ioninvaihto ja desinfiointi kloorilla tai otsonilla. Joissakin tapauksissa sitä käytetään Käänteisosmoosi, prosessi, joka mahdollistaa veteen liuenneiden suolojen poistamisen.
Lietteen käsittely
Jätevedenpuhdistuksen väistämätön sivutuote on lietteen muodostuminen, sivutuote, jota syntyy pääasiassa laskeutumisvaiheessa. Niitä on hoidettava oikein ympäristön saastumisen välttämiseksi. Tämän lietteen käsittelemiseksi on useita prosesseja, kuten anaerobinen käyminen keittimissä, jolloin syntyy metaania, jota voidaan käyttää biokaasuna, tai kuivaus sentrifugeilla, jotka mahdollistavat sen käytön lannoitteena.
Teknologian jatkuvan kehittymisen myötä jätevedenpuhdistamoilla on keskeinen rooli ympäristön ja kansanterveyden suojelemisessa vedenpuhdistuksen ja jätteiden uudelleenkäytön avulla.