Pregled obrade otpadnih voda

Zahtjev za informacijama
 

Postupci obrade otpadnih voda – postizanje boljih rezultata uz manje truda

Svako je postrojenje za obradu otpadnih voda jedinstveno jer ima vlastiti kapacitet, raspored, postupke i opremu te granične vrijednosti za efluent. Svako postrojenje suočava se sa sve većim troškovima po pitanju energije i kemikalija te propisa koji se vremenom mijenjaju ili postaju stroži.

U tvrtci Hach® prihvaćamo izazov da postignemo kontinuirano unaprjeđenje opreme i postupaka za praćenje otpadnih voda, uključujući uklanjanje hranjivih tvari, kontrolu aeracije, nitrifikaciju/denitrifikaciju, uklanjanje vode iz mulja i druge aktivnosti u postrojenju. Neovisno o tome radi li se o primarnoj, sekundarnoj ili tercijarnoj obradi otpadnih voda ili razumijevanju obrade krutih tvari, propisima ili budućem inteligentnom sustavu za obradu vode kao što je ClarosTM, inovacije i nove aplikacije tvrtke Hach mogu vam pomoći da zadržite usklađenost i smanjite operativne troškove, odnosno postignete bolje rezultate uz manje truda, pri čemu možete biti sigurni da vaše postrojenje nesmetano radi.

Image of secondary clarifier plant in wastewater treatment course

Wastewater Treatment Overview

Slika sekundarnog taložnika u postupku obrade otpadnih voda


Sustavi za prikupljanje

Suvremeni sanitarni kanalizacijski sustavi za odvodnju odvode otpadnu vodu kroz splet cijevi iz stambenih zgrada, poduzeća i industrijskih objekata u postrojenje za obradu otpadnih voda na obradu i ispuštanje. Neki stariji sustavi, poznati kao kombinirani kanalizacijski sustavi, osim otpadnih voda iz stambenih i komercijalnih izvora prikupljaju i pritekle oborinske vode.

Otpadna voda teče kroz podzemnu kanalizaciju, najčešće gravitacijom, ali ponekad joj u tom pomažu crpke smještene na crpnim stanicama. Ovisno o topografiji pojedinog područja, ovaj se kanalizacijski sustav može protezati i do nekoliko kilometara. Interceptori su mjesta na kojima se susreću dvije cijevi i utječu u veću cijev, a mogu uključivati velike komore kojima se može pristupiti kroz šahtove.

Slika sekundarnog taložnika u postupku obrade otpadnih voda

1. Industrijska voda
2. Voda iz stambenih objekata
3. Oborinska voda


Preliminarna i primarna obrada

Preliminarna obrada obično je prvi postupak unutar postrojenja za obradu, a sastoji se od prosijavanja i odstranjivanja granulata (grita). Prosijavanje je postupak uklanjanja smeća, krpa i drugih otpadaka propuštanjem vode kroz mehaničku rešetku ili rotirajući bubanj. Granulat se uklanja smanjenjem brzine otpadne vode tako da se teže anorganske čestice poput šljunka i pijeska mogu staložiti na dnu i ukloniti gravitacijom. Granulat i prosijani otpaci peru se i zbijaju prije odlaganja u kontejner za smeće. Ovi preliminarni postupci vrlo su važni u suvremenim objektima za oporabu vodnih resursa, budući da granulat i otpaci mogu nepopravljivo naštetiti postupcima koji se odvijaju u nastavku, uključujući mehanizme primarnog taložnika, difuzore za aeraciju i membrane.

Tijekom primarne obrade, primarni taložnici omogućuju organskim krutim tvarima da se stalože putem gravitacije, a masnoće, ulja i masti mogu ostati plutati na površini. Staložene krute tvari nazivaju se primarnim muljem te se često zgušnjavaju u nastavku postupka prije odvođenja u uređaj za anaerobnu razgradnju. Plutajuća masnoća, ulje i mast skupljaju se s površine i obično se dodaju izravno u uređaj za anaerobnu razgradnju. Tipični primarni taložnik uklonit će približno 70 % krutih tvari i 45 % biokemijske potražnje za kisikom iz prosijane otpadne vode. Suvremeni objekti koji upogonjuju unaprijeđene postupke uklanjanja bioloških hranjivih tvari često ekstrahiraju ili fermentiraju ugljik u primarnom mulju i doziraju taj bočni tok u anaerobne ili anoksične postupke u nastavku kao prehrambeni izvor za odgovarajuće biološke organizme.

Grafički prikaz koraka preliminarne i primarne obrade u postupku obrade otpadnih voda – prosijavanje otpadaka / odstranjivanje granulata i primarni taložnik

1. Prosijavanje otpadaka / odstranjivanje granulata
2. Primarni taložnik


Sekundarna obrada

Sekundarnom obradom uklanjaju se topljive organske tvari, hranjive tvari poput dušika i fosfora te većina suspendiranih krutih tvari koje su izbjegle primarnu obradu. Najčešće se primjenjuju biološki postupci u kojima mikrobi provode metabolizaciju organskih spojeva i hranjivih tvari radi rasta i reprodukcije. Dva najčešća postupka biološke sekundarne obrade jesu sustav za rast putem pričvršćivanja na podlogu i sustav za suspendirani rast. Postupak suspendiranog rasta potiče rast flokova suspendiranih mikroorganizama iz pojedinih organizama koji su već prisutni u otpadnoj vodi i povratnom aktivnom mulju. Flokovi sadrže organizme koji mogu ukloniti onečišćujuće tvari putem aerobnih, anoksičnih i anaerobnih okruženja. Kad se onečišćujuće tvari uklone, flokovi se šalju u postupak koji se odvija u sekundarnom taložniku u kojem se gravitacijom odvajaju od vode. Dio mulja na dnu sekundarnog taložnika potom se usmjerava natrag kako bi se pomiješao s primarnim efluentom (povratni aktivni mulj) te tako dobila njihova mješavina. Preostali dio mulja uklanja se iz postupka (otpadni aktivni mulj) kako bi se stvorili idealni ekološki uvjeti mikroorganizama. Sustavi za rast putem pričvršćivanja na podlogu oslanjaju se na to da se da će se mikroorganizmi pričvrstiti na podlogu i stvoriti biofilm. Staložena otpadna voda miješa se ili raspršuje preko podloge obložene biofilmom, gdje mikroorganizmi uklanjaju onečišćujuće tvari. Slično kao i u postupku suspendiranog rasta, fragmenti biofilma i suspendirani flokovi šalju se u sekundarni taložnik na odvajanje gdje se mulj reciklira i troši, a čista voda propušta u sljedeći postupak.

Kako bi biološka obrada učinkovito funkcionirala, organizmima su nužne hranjive tvari u uravnoteženom omjeru, uključujući ugljik, dušik i fosfor (koji se nazivaju C:N:P), kao i elementi u tragovima, uključujući željezo, bakar, cink, nikal, mangan, kalij, sumpor te drugi sastojci koji su obično prisutni u otpadnim vodama. Uobičajeno prihvaćeni omjer za C:N:P iznosi 100:5:1, iako neka postrojenja uspješno funkcioniraju izvan tih okvira, dok u drugima dolazi do formiranja polisaharidnog mulja ili rasta filamentnih bakterija koje nastanjuju biološke organizme i talože se u sekundarnom taložniku.

Za dovršavanje sekundarne obrade može se primijeniti više bioloških postupaka, uključujući aeracijske bazene s klipnim strujanjem, spremnike za aeraciju s potpunim miješanjem, sekvencijalne šaržne reaktore, oksidacijske jarke, prokapnike, biološke reaktore s pokretnim ležištem, aktivni mulj s integriranim fiksnim filmom i druge.

Biološkim uklanjanjem hranjivih tvari (BNR) mijenja se okolina mikroorganizama radi uklanjanja dušika i fosfora iz vode. Postupak BNR sastoji se od anaerobne (bez kisika ili nitrata), anoksične (bez kisika, nitrat je prisutan) i aerobne (prisutan je kisik) etape, tijekom kojih se voda pomiče kroz niz komora za potrebe obavljanja različitih bioloških funkcija.

Također se mogu primijeniti postupci kemijske obrade, poput kemijskog uklanjanja fosfora. Uvođenjem kemijskog precipitanta u aeracijski bazen i taložnike, fosfor se odstranjuje flokulacijom, vezanjem u netopljive spojeve koji se talože i mogu se ukloniti kao mulj.

Graphic of the secondary treatment step in the wastewater treatment course- aeration and secondary clarifier

1. Aeracija
2. Sekundarni taložnik


Tercijarna obrada

Pri tercijarnoj obradi primjenjuju se tehnike kao što su filtriranje, dezinfekcija, apsorpcija ugljika i drugi postupci za uklanjanje preostalih organskih sadržaja, suspendiranih ili otopljenih krutih tvari, patogena i teških metala koji su izbjegli druge postupke obrade. Tercijarna obrada naziva se i poliranje efluenta te podiže kvalitetu efluenta na razinu pogodnu za njegovu namjeravanu uporabu, bilo za ispuštanje u jezera, rijeke ili oceane, ponovnu uporabu pri navodnjavanju površina koje nisu pod usjevima (parkovi, golf tereni, rekreacijske staze itd.), prihranjivanje podzemnih voda ili u određenim slučajevima, kao influent za postrojenja za pitku vodu. Efluent iz postrojenja za otpadnu vodu treba nadzirati kako bi se osiguralo pridržavanje graničnih vrijednosti iz dozvole za efluente, koje se razlikuju ovisno o nadležnosti i državi.

Grafički prikaz koraka tercijarne obrade u postupku obrade otpadnih voda – filtracija i dezinfekcija

1. Filtracija
2. Dezinfekcija


Obrada krutih tvari

Metoda obrade mulja uklonjenog iz postupka ovisi o volumenu krutih tvari, kao i o drugim uvjetima na lokaciji. Aerobno razgrađivanje često se primjenjuje u postrojenjima s dotokom manjim od osam milijuna galona po danu. Otpadni aktivni mulj i, ako je prisutan, primarni mulj, dodaju se u aerirani reaktor u kojem se mikroorganizmi prehranjuju organskim tvarima i mikroorganizmima prisutnima u mulju radi smanjenja sadržaja hlapivih krutih tvari i ukupne mase mulja. Anaerobno razgrađivanje obično se primjenjuje u postrojenjima s dotokom većim od osam milijuna galona po danu, a uključuje uporabu zatvorenih reaktora radi stvaranja anaerobnog okruženja za različite organizme koji se potom prehranjuju organskim tvarima i mikroorganizmima u mulju putem procesa acidogeneze i metanogeneze. Metan koji nastaje anaerobnim razgrađivanjem može se rabiti za pogon kotlova za zagrijavanje uređaja za razgrađivanje, biti spaljen ili pročišćen i prenamijenjen u izvor zelene energije.

Zgušnjavanje podrazumijeva koncentriranje mulja uklanjanjem postotka tekućeg dijela dodavanjem polimernih spojeva, a često se primjenjuje prije anaerobnog razgrađivanja. Uklanjanjem vode tračnim prešama, centrifugama ili drugim sredstvima mulj se dodatno koncentrira u kolač. Kolač se može dalje sušiti ili jednostavno odložiti putem gnojidbe tla ili na odlagališta otpada.

Grafički prikaz koraka obrade krutih tvari u postupku obrade otpadnih voda – zgušnjavanje i razgrađivanje te uklanjanje vode iz mulja i obrada biokrutina.

1. Zgušnjavanje i razgrađivanje
2. Uklanjanje vode iz mulja i obrada biokrutina


Inteligentni sustavi za obradu vode

Inteligentnim sustavima za obradu vode pridaje se sve veća stručna pažnja unutar industrije obrade otpadnih voda, s tim da sustavi upotrebljavaju digitalne tehnologije, napredne senzore, upravljačke uređaje i algoritme kako bi rukovateljima postrojenja omogućili povećanje učinkovitosti te time i uštede na ukupnim troškovima vođenja postrojenja.

Inteligentni sustav za obradu vode Claros tvrtke Hach integrira sve izvore podataka postrojenja, uključujući podatke o sustavima i uređajima te ručno prikupljene podatke, čime potiče donošenje odluka s ciljem povećanja učinkovitosti i ostvarivanja ušteda.

Ti sustavi olakšavaju praćenje i provjeravanje podataka o brzini protoka, sastavu vode, otopljenom kisiku, razinama hranjivih tvari i ostalim čimbenicima. Rezultat toga jesu mogućnosti obrade bržeg odziva, sposobnosti automatizacije i vizualizacije podataka te generiranja izvješća.

Zahvaljujući uvidu u kvalitetu vode putem podataka, brzini protoka i ostalim čimbenicima, rukovatelji mogu smanjiti pretjeranu obradu (kemikalije kao i vrijeme rada aeracijskog puhala), pritom znajući da će njihova postrojenja ostati u granicama sukladnosti.

Budući da propisi postaju sve stroži te da postrojenja trebaju pronaći način da ostvare uštedu, inteligentni sustavi za obradu vode poput sustava Claros postajat će sve važniji i prihvaćeniji. Sve brojniji asortiman senzora, upravljačkih uređaja, drugih uređaja, sustava za upravljanje postupkom i laboratorijske opreme tvrtke Hach na kojima je omogućen sustav Claros rukovateljima omogućava da konfiguriraju sustav koji će zadovoljiti jedinstvene zahtjeve svakog postrojenja.


Propisi


Granične vrijednosti iz propisa i dozvola razlikuju se od regije do regije i zemlje do zemlje. Općenito gledano, ciljne granične vrijednosti utvrđuje nadležno tijelo, a postrojenja izvode mjerenja i podnose izvještaje kako bi dokazala sukladnost s utvrđenim graničnim vrijednostima. Na taj se način prate i održavaju važni parametri koji ukazuju na kakvoću vode te ekološke i zdravstvene standarde, čime se osiguravaju daljnje zdravlje i sigurnost populacije.

Informacije o propisima u SAD-u: https://www.epa.gov/npdes

Informacije o propisima u EU-u: https://www.eea.europa.eu/themes/water/water-management

Informacije o propisima u Kini: http://english.gov.cn/policies/latest_releases/2015/04/16/content_281475090170164.htm


Efluent / voda za ponovnu uporabu


Iako se efluent iz postrojenja za obradu otpadnih voda obično ispušta u okoliš u rijeke, oceane ili druge vodene površine, postoji niz drugih mogućnosti za ispuštanje. To uključuje poljoprivredno navodnjavanje; uporabu u parkovima i rekreacijskim postrojenjima (navodnjavanje golf i sportskih terena, izrada snijega); prihranjivanje staništa u divljini ili vodonosnika / vlažnih područja / močvara vodom; industrijske namjene kao što je procesna voda; čišćenje ulica; ili izravna ponovna uporaba u obliku pitke vode, pri čemu se voda šalje u postrojenje za pitku vodu na daljnju obradu.

 


 

Servis i podrška

 

Mrežna podrška

Mrežna podrška tvrtke Hach (HSO) objedinjuje više od 70 godina saznanja o analizi vode u moćnu globalnu zajednicu. Ovaj je dinamični resurs izravno dostupan našoj korisničkoj i tehničkoj podršci te pruža odgovore u stvarnom vremenu, stavlja na raspolaganje alate za pretraživanje prilagođene korisnicima i više vrsta sadržaja te omogućava jednostavno stupanje u kontakt sa stručnjacima tvrtke Hach. HSO će vam pružiti potrebne informacije kako bismo zajedničkim snagama ljudima diljem svijeta osigurali vodu odgovarajuće kvalitete.

Tehnička obuka

Centar za obuku tvrtke Hach vašem timu pružit će relevantnu i praktičnu obuku, ustupajući im iskustvo koje će im omogućiti da svladaju razne teorije i tehnike te postignu pouzdane rezultate po pitanju osiguranja kvalitete, ekološke sigurnosti i usklađenosti s propisima. Stručnjaci tvrtke Hach u ponudi imaju opsežan katalog tečajeva u obliku radionica za obuku, personalizirane obuke i opcija za digitalno učenje namijenjenih unaprjeđenju znanja i povećanju pouzdanja rukovatelja postrojenja, tehničara za instrumente i terenskih tehničara, laboratorijskog osoblja te voditelja i nadzornika postrojenja.

Servis

Programi Hach ServicePlus® razvijeni su kako bi vam pomogli pri rješavanju problema s održavanjem i podrškom. Bilo da se radi o nedostatnim resursima ili vještinama, instrumentu koji nije u funkciji, brigama o postizanju sukladnosti ili potrebom za predvidljivim proračunom, u ponudi imamo programe koji će vam pružiti odgovor na jedinstvene izazove s kojima se susrećete u svojoj organizaciji.