plik


ÿþWoda jest najlepszym rozpuszczalnikiem, jaki znamy-Batwo rozpuszcza w sobie tysice zwizków chemicznych, które wraz ze [ciekami wyrzucane s do [rodowiska naturalnego czBowieka. {adna z tradycyjnych metod oczyszczania wody nie potrafi usun z niej tych substancji. TRZY KLASY CZYSTOZCI WÓD POWIERZCHNIOWYCH W POLSCE: KLASA PIERWSZ A1%:: TYLKO!! TAKIE WODY NADAJ SI DO ZAOPATRYWANIA LUDNOZCI W WOD DO PICIA KLASA DRUGA 6%: WODY NADAJCE SI DO: · CHOWU I HODOWLI ZWIERZT, · CELÓW REKREACYJNYCH. KLASA TRZECIA 33%: WODY NADAJCE SI DO: · ZAOPATRYWANIA ZAKAADÓW PRZEMYSAOWYCH, · NAWADNIANIA PÓL. WODY POZAKLASOWE 60%: WODY NIEODPOWAIADAJCE {ADNYM NORMOM /NAWET POLSKIM/ OCZYSZCZANIE WODY: Procesy stosowane do oczyszczania wody mo|na podzieli na: · fizyczne, · chemiczne, · biologiczne. Mog one by Bczone w ukBady fizyczno-chemiczne, fizyczno-biologiczne. Do oczyszczania wody najcz[ciej wykorzystywane s nastpujce procesy jednostkowe: 1) NAPOWIETRZANIE i odpdzanie gazów (stripping)- usuwa z wody gazy rozpuszczone  powodujce smak i zapach wody oraz lotne zwizki organiczne, zwiksza zawarto[ tlenu, a przez usunicie CO2 zwiksza odczyn pH wody. 2) KOAGULACJA  stosowana jest do usuwania z wody czstek o rozdrobnieniu koloidalnym. Z koloidami usuwane s równie| inne zanieczyszczenia, np. bakterie, jony metali ci|kich, pestycydy i inne. W procesie koagulacji wykorzystywane s sole glinu i |elaza 3) SYDYMENTACJA, FLOATACJA- zapewniaj usunicie zawiesin obecnych zarówno w wodzie surowej, tzn. nie oczyszczonej, jak i w wodzie po koagulacji lub strcaniu chemicznym. W procesie tym usuwane s z wody czsteczki majce ci|ar wBa[ciwy wikszy ni| woda. Podczas floatacji mo|liwe jest usunicie z wody czstek o ci|arze wBa[ciwym mniejszym ni| woda, bdz wikszym- je|eli zastosowane zostanie powietrze. Floatacja stosowana jest do usuwania zawiesin, których nie mo|na usun w procesie sydymentacji, np. glonów oraz czstek rozdrobnionych (koloidów) z wody o niskiej temperaturze. 4) FILTRACJA-usuwanie zawiesiny w poBczeniu z innymi zanieczyszczeniami. W technologii tej wyró|nia si: · filtracj pospieszn- stosowana po wcze[niejszych procesach oczyszczania wody · filtracj powoln- efekty uzyskane podczas filtracji pospiesznej i procesów biochemicznych 5) USUWANIE ZAWIESIN I GLONÓW PRZY ZASTOSOWANIU MIKROSIT - wysokie efekty eliminacji z wody mikroorganizmów oraz zawiesin organicznych i nieorganicznych. Czasami mikrosita stosowane s przed filtrami pospiesznymi lub powolnymi albo jako metoda doczyszczania [cieków na koDcu ukBadu ich oczyszczania. 6) WYMIANA JONOWA- w Polsce stosowana jest do oczyszczania wód przeznaczonych gBównie do celów przemysBowych ( w szczególno[ci dla energetyki), do usuwania zwizków powodujcych twardo[ wody, do odsalania bdz demineralizacji wody 7) CHEMICZNE STRCANIE- usuwa niektóre jony. Po chemicznym strcaniu, podobnie jak po koagulacji, niezbdne s procesy sydymentacji, filtracji oraz czasami korekty pH. W Polsce stosowany najcz[ciej w oczyszczaniu wody do celów przemysBowych. Czasami stosowane Bcznie z koagulacj 8) SORPCJA NA WGLU AKTYWNYM- sBu|y gBównie do usuwania rozpuszczonych zwizków organicznych. Wgiel aktywny u|ywany jest z du| skuteczno[ci do obni|ania zawarto[ci zanieczyszczeD powodujcych barw, smak i zapach wody. 9) UTLENIANIE CHEMICZNE: · sBu|y do usuwania zwizków barwnych oraz powodujcych smak i zapach wody · utlenienia organicznych zwizków trudnych do usunicia w pozostaBych procesach jednostkowych · utleniania |elaza, manganu · dezynfekcji orza obezwBadniania glonów. Utleniaczami stosowanymi najcz[ciej s: chlor, ozon, dwutlenek chloru i nadmanganian potasu. 10)PROCESY MEMBRANOWE- gBównie do odsalania wód oraz w technikach specjalnych, np. do produkcji wody superczystej. W Polsce nie s stosowane powszechnie w zakBadach uzdatniania wody do celów wodocigowych. Do procesów membranowych nalez: · odwrócona osmoza (OO), · elektrodializa (ED), · odwrócona elektrodializa (OED), · ultrafiltracja (UF) · nanofiltracja (NF). Ultrafiltracja i nanofiltracja stosowane s do usuwania z wody zwizków barwnych i niektórych zanieczyszczeD nieorganicznych ( np. powodujcych twardo[ ) oraz wirusów i bakterii. W zale|no[ci od membrany usuwane mog by ró|ne rozpuszczone domieszki i zanieczyszczenia. Najwikszym wspóBczynnikiem separacji zanieczyszczeD organicznych ( w tym bakterii i wirusów )i nieorganicznych charakteryzuje si odwrócona osmoza. Zastosowanie tej techniki wymaga wstpnego oczyszczenia wody- maksymalne usunicie zawiesin, które w wyniku zagszczenia na powierzchni membran mog zatyka pory w membranach. 11)DEZYNFEKCJA- gBówne jej zadanie to niszczenie mikroorganizmów obecnych w wodzie i zabezpieczenie dobrej jako[ci sanitarnej wody w sieci wodocigowej. Celem dezynfekcji koDcowej jest zniszczenie mikroorganizmów obecnych w wodzie po wcze[niejszych procesach jej oczyszczania oraz zabezpieczenie wody przed wtórnym- w sieci- rozwojem organizmów |ywych, gBównie bakterii. Jako czynniki dezynfekujce stosowane s: · Chlor- dotd najcz[ciej u|ywany, · chloraminy, · dwutlenek chloru, · promieniowanie UV -maksymalna efektywno[ przy dB.fali 265nm · ozon. 12)INFILTRACJA- jest procesem, w którym przebiegaj zarówno zjawiska fizyczne, chemiczne i biologiczne. Infiltracja znajduje coraz czstsze zastosowanie w oczyszczaniu zanieczyszczonych wód powierzchniowych. Realizowana jest jako naturalna i sztuczna. W sposób naturalny oczyszczana jest w gruncie. W sposób sztuczny w stawach infiltracyjnych, a nastpnie w gruncie. W wyniku infiltracji z wody usuwane s zawiesiny, koloidy, substancje rozpuszczone, bakterie, wirusy i glony oraz mikrozanieczyszczenia ( np. pestycydy, metale ci|kie). W praktyce uzdatniania wody procesy biochemiczne wykorzystywane s w wielu metodach uzdatniania, a mianowicie: · w reaktorach do nitryfikacji · w reaktorach do denitryfikacji · w filtrach powolnych i pospiesznych, · w biologicznie aktywnych filtrach wglowych · w metodzie sztucznej infiltracji · przy uzdatnianiu wody w warstwie wodono[nej. UZDATNIANIE WODY W REAKTORACH DO NITRYFIKACJI: W procesie nitryfikacji azot amonowy ( st|enie w wodzie surowej nie mo|e przekroczy 10mg/l) przechodzi niemal caBkowicie w azot azotanowy, którego dopuszczalne st|enie w wodzie wynosi 10mg/l. Proces ten mo|na realizowa w urzdzeniach wykorzystujcych osad zawieszony oraz wykorzystujcych kolonie bakterii rozwijajcych si na podBo|u staBym. GBówne zastosowanie maj urzdzenia z bBon biologiczn rozwijajc si na podBo|u staBym- tzw.filtry zalane i suche. UZDATNIANIE WODY W REAKTORACH DO DENITRYFIKACJI: Wykorzystanie procesów heterotroficznych i autotroficznych,, w których woda zostaje pozbawiona tlenu i azotu- zostaje wzbogacona Batwo przyswajalnym wglem organicznym i fosforanami. Zwizki stosowane do tego celu: · metanol, · kwas octowy, · etanol. Najodpowiedniejszy wydaje si etanol, gdy| zapewnia ni|sz zawarto[ azotynów w wodzie po uzdatnieniu. W wyniku denitryfikacji w wodzie pozostaj znaczne ilo[ci Batwo przyswajalnego wgla organicznego, a razie jego niedostatku- azotyny. Z tego wzgldu konieczne jest dalsze uzdatnianie, na które skBadaj si nastpujce procesy jednostkowe: · napowietrzanie w celu stworzenia warunków do utleniania azotynów i biodegradacji materii organicznej, · koagulacja /filtracja dla usunicia nadmiaru wgla organicznego, · filtracja przez zBo|e granulowanego wgla aktywnego o rozwinitej aktywno[ci biologicznej FILTRY POWOLNE Filtry powolne to jedna z najstarszych technik uzdatniania wody/XVII w/ W filtracji powolnej procesy biodegradacji dominuj nad równolegle dziaBajcymi mechanizmami cedzenia i sorpcji. Biodegradacja zachodzi w bBonie biologicznej, któr w przypadku filtracji powolnej tworz: · bakterie w ksztaBcie ziarniaków, paBeczek, form spiralnych- bdce zarówno formami patogennymi, jak i saprofitami, a tak|e tlenowcami i beztlenowcami. · Grzyby o ró|nych ksztaBtach i wielko[ciach komórek, jedno- i wielokomórkowe heterotrofy, tworzce rozlegBe grzybnie, zdolne do |ycia w zakresie temp. Od 1 do 33 oC i w przedziale pH 1,9-9,6, · Wiciowce, orzski, korzenionózki/peBzaki/- organizmy bakterio- i grzybo|erne regulujce równowag biologiczn w bBonie biologicznej Filtracja powolna jest skuteczna w usuwaniu materii organicznej/ zarówno rozpuszczalnej, jak i w formie koloidalnej/, wyra|ajcym si zmniejszeniem mtno[ci i ok.60% utlenialno[ci oraz o ok.40% barwy. Ponadto jest bardzo skuteczna w usuwaniu bakterii, wirusów i paso|ytów. Filtracja powolna usuwa do 99% bakterii coli oraz 100% cyst Giardia lamblia. PROCESY BIOCHEMICZNE W FILTRACH POSPIESZNYCH Z uwagi na pogarszajc si jako[ ujmowanej wody coraz cz[ciej stosuje si wstpne oczyszczanie za pomoc sedymentacji lub sedymentacji i filtracji pospiesznej. Biologicznie aktywne filtry wglowe: Na mechanizm oczyszczania wody w biologicznie aktywnych filtrach wglowych /BAF/ skBadaj si dwa procesy: · absorpcja substancji organicznych · biodegradacja wskutek dziaBania mikroorganizmów rozwijajcych si na zaabsorbowanym substracie. METODY DEZYNFEKCJI Dezynfekcja wody i zapewnienie jej czysto[ci mikrobiologicznej uwa|ane jest za gBówne zadanie stacji uzdatniania wody. Uzdatnianie wody nigdy nie powinno by kompromisem midzy czysto[ci mikrobiologiczn a czysto[ci chemiczn wody. Ryzyko zwizane z zanieczyszczeniami chemicznymi wody (np. ubocznymi produktami dezynfekcji) jest o wiele mniejsze ni| ryzyko zachorowania w razie spo|ycia wody zawierajcej bakterie patogenne. Dezynfekcja to proces, którego zadaniem jest zniszczenie lub inaktywacja organizmów patogennych. Dla uzyskania dobrego efektu wa|ny jest dobór odpowiedniego [rodka dezynfekcyjnego oraz ustalenie warunków skutecznej dezynfekcji-wielko[ dawki pocztkowej i czasu kontaktu. Dezynfekcja, czyli odka|anie wody, to proces majcy na celu zniszczenie wszelkich organizmów chorobotwórczych i ich form przetrwalnych. Ma on zapobiega rozprzestrzenianiu si chorób zakaznych za po[rednictwem wody u|ywanej do picia i na potrzeby gospodarcze. Woda nie musi by jaBowa, nie mo|e zawiera jednak bakterii i wirusów chorobotwórczych dla czBowieka. W technologii uzdatniania wody dezynfekcja jest ostatnim etapem tego procesu. W[ród stosowanych w skali technicznej metod dezynfekcji wyró|nia si metody chemiczne i fizyczne. METODY CHEMICZNE: Polegaj na wprowadzeniu do wody silnych utleniaczy, jakimi s chlor gazowo-elementarny, podchloryny, dwutlenek chloru, chloraminy mineralne i organiczne, ozon oraz jod stosowany nieraz do dezynfekcji wody w pBywalniach. W wikszo[ci krajów, tak|e w Polsce, najcz[ciej dla celów dezynfekcji stosuje si chlor gazowy, rzadziej u|ywany jest dwutlenek chloru i ozon, natomiast chloraminy oraz promieniowanie ultrafioletowe s tylko sporadycznie stosowane. METODY FIZYCZNE: Do metod tych zalicza si: · gotowanie wody, · pasteryzacj · zastosowanie ultradzwików · promieniowanie UV · promieniowanie gamma. GOTOWANIE WODY I PASTERYZACJA: Odka|enie wody przez niszczenie form organizmów patogennych. Bakterie duru brzusznego  gin po 10min. W temp. 750C natomiast zarodniki wglika i t|ca dopiero po 2h gotowania wody w temp.1000C. Pasteryzacja i gotowanie wody mog znalez zastosowanie w gospodarstwach domowych oraz niektórych rodzajach przemysBu spo|ywczego. Metody te nie s stosowane w praktyce wodocigowej. PROMIENIOWANIE UV: Skutecznie niszczy mikroorganizmy, a maksymaln efektywno[ destrukcji stwierdza si przy dBugo[ci fali 265nm. Wad tej metody jest to, |e dziaBanie dezynfekujce wystpuje tylko w czasie na[wietlania wody promieniami UV. Nie speBnia celów dezynfekcji, poniewa| nie zapobiega wtórnemu rozwojowi bakterii w sieci wodocigowej. Zalet metody jest to, |e nie zmienia skBadu fizyczno-chemicznego wody. Dezynfekcja z wykorzystaniem promieniowania UV jest metod wymagajc znacznych nakBadów finansowych na inwestycj oraz eksploatacj, a przede wszystkim musi by uzupeBniona koDcowym chlorowaniem. ULTRADyWIKI: Skuteczno[ dezynfekcji ultradzwikami zale|y od nat|enia dzwiku, czstotliwo[ci oraz czasu dziaBania ultradzwików oraz rodzaju i liczby niszczonych mikroorganizmów. Ultradzwiki nie zabezpieczaj wody przed wtórnym rozwojem mikroorganizmów w sieci wodocigowej- dlatego tez musz by stosowane z innymi dezynfektantami chemicznymi- obecnie zastosowanie ultradzwików nie wyszBo poza sfer badaD laboratoryjnych i póBtechnicznych. Usuwanie |elaza i manganu z wody Usuwanie |elaza jest technik stosowan do usuwania nadmiaru |elaza i manganu z wody. {elazo i mangan powoduj niepo|dane strcanie si i zabarwienie wody. Metoda usuwania |elaza opiera si na kontrolowanym strcaniu |elaza i manganu. Jest to zwykle przeprowadzane poprzez mieszanie wody z powietrzem a nastpnie zastosowanie filtrów piaskowych. Wa|na jest w tym procesie warto[ pH wody. Usuwanie |elaza jest zwykle Batwiejsze ni| usuwanie manganu. Wysokie st|enie |elaza powinno by traktowane przez dwa lub wicej systemy w seriach. Kompleksowe wizania |elaza i manganu np. kompleksowe wizania z kwasami humusowymi mog by bardzo trudne do usunicia. W tej sytuacji utlenianie ozonem jest rozwizaniem. W celu usunicia |elaza, jest równie| mo|liwe aby strci |elazo jako wglan lub w procesie wymiany jonowej. System wymiany jonowej jest u|ywany tylko w przypadku niskiego st|enia Fe 2+. Dodatkowo, |ywica jonowymienna usuwa inne kationy takie jak Ca 2+. Dlatego wBa[nie zaleca si jej stosowanie tylko w przypadkach niskiego st|enia |elaza i manganu. Utlenianie manganu przebiega w okre[lonym pH zgodnie z reakcj: 2Mn2+ + O2 + 2H2O --> 2MnO2 + 4H+ Podczas utleniania zmniejsza si pH. Wymagany wysoki odczyn utleniania Mn(II) tlenem rozpuszczonym w wodzie wyja[nia niewystarczajce efekty odmanganiania wody w ukBadzie oczyszczania: napowietrzanie- filtracja przez zBo|e piaskowe nie wpracowane, tj. nie pokryte dwutlenkiem manganu. Stosowanie napowietrzania wody przy pH<9,5 nie zapewnia utlenienia manganu, pozwala jedynie na odkwaszenie wody i wprowadzenie O2 niezbdnego do utlenienia Mn(III) ; Mn(IV). Je|eli mamy na celu zmniejszenie warto[ci pH, która jest wymagana do skutecznego utleniania do Mn (IV) mo|na zastsowowa silniejsze utleniacze ni| tlen, np.: - manganian (VII) potasu - chlor - ozon Proces ten przebiega wedBug nastpujcych reakcji: 3Mn2+ + 2KMnO4 + 2H2O --> 5MnO3 + 2K+ + 4H+ Mn2+ + Cl2 + 2H2O --> MnO2 + 2Cl- + 4H+ Mn2+ + O3 + H2O --> MnO2 + O2 + 2H+ Gdy wody zawieraj zwizki organiczne, to musimy bra pod uwag niebezpieczeDstwo powstania produktów po[rednich utleniania tych zwizków. Bardzo skuteczn metod usuwania manganu z wody jest filtracja przez wpracowane zBo|e filtracyjne, którego ziarna pokrywa si dwutlenkiem manganu lub rud manganow. Dwutlenek manganu, który wytrca si w zBo|u nie rozpuszcza si w natlenionej wodzie w pH charakterystycznym dla wód naturalnych. Dwutlenek manganu posiada wBa[ciwo[ci sorpcyjne. SpeBnia równie| rol utleniacza: Mn(II);Mn(III). Mn(III) utleniane s nastpnie rozpuszczonym tlenem do Mn(IV) i wytrcaj si z wody w postaci MnO2*xH2O. Odmanganianie wody bez wcze[niejszej alkalizacji jest mo|liwe dziki zastosowaniu zBo|a wpracowanego. Usuwanie |elaza z wody Od|elazianie polega na utlenianiu jonów Fe(II) do Fe(III) i usuwaniu wytrconych zwizków wodorotlenku |elaza (III), z czystej wody w procesie filtracji i sedymentacji. O metodzie od|elaziania wody decyduje forma wystpowania |elaza w wodzie surowej. Usuwanie |elaza wystpujcego w zwizkach nieorganicznych Aby wytrci wodorotlenek |elaza (III) nale|y: - umo|liwi hydroliz zwizków |elaza - utleni jony Fe (II) do Fe (III) - wytworzy koloidalne czsteczki wodorotlenku |elaza (III) - usun wytrcony osad Fe(HCO3)2 + 2H2O --> Fe(OH)2 + 2H2CO3 FeSO4 + 2H2O --> Fe(OH)2 + H2SO4 Proces ten zale|y od skBadu chemicznego wody oraz rodzaju zastosowanych urzadzeD i procesów ekologicznych. Hydroliza zwizków |elaza przebiega bardzo sprawnie w wy|szym pH, przy maBym st|eniu |elaza w wodzie. Konieczne jest równie| usunicie kwa[nych produktów reakcji. Kwas siarkowy neutralizowany jest przez zasadowo[ wody, a ditlenek wgla usuwany jest podczas napowietrzania. Je|eli odczyn wody nie speBni oczekiwaD i nie dojdzie do ,,samoneutralizacji to do wody dodaje si wapno, wodorotlenek sodu lub wglan sodu. W wyniku napowietrzania i chemicznego wizania dwutlenku wgla, zwiksza si warto[ pH wody, co warunkuje utlenianie jonów |elaza. Je|eli woda jest napowietrzana to jony Fe(II) utleniane s tlenem rozpuszczonym w wodzie: 4Fe2+ + O2 + 10H2O --> 4Fe(OH)3 + 8H+ Je|eli woda nie jest napowietrzana, to w tym celu stosuje si inne utleniacze chemiczne, np. chlor, maganian (VII) potasu. Usuwanie |elaza wystpujcego w zwizkach organicznych Jony Fe(II) tworz stabilne poBczenia ze zwizkami organicznymi. Zdarza si, |e wBa[ciwo[ ta uniemo|liwia utlenianie jonów Fe(II) do Fe(III). Komplikuje to proces od|elaziania wody. Zaleca si stosowanie utleniaczy chemicznych. Jednak niesie to za sob grozne konsekwencje, np. przy wykorzystaniu chloru istnieje prawdopodobieDstwo, |e w procesie powstanie THM. Innym proponowanym sposobem jest zwikszenie st|enia kationów wodorowych. Wraz z uwalnianiem Fe(II) przebiega agregacja frakcji kwasów humusowych, która prowadzi do wytrcenia ich w roztworze. Stosowanie tej metody w warukach technicznych jest niemal niemo|liwe. Trafnym rozwizaniem jest koagulacja koagulantem glinowym lub wapnem. Podczas koagulacji siarczanem glinowym z jednej strony wykorzystuje si mo|liwo[ neutralizacji ujemnie naBadowanych poBczeD |elaza ze zwizkami organicznymi przez jony Al(III) lub ich dodatnio naBadowane akwakompleksy, za[ z drugiej du| pojemno[ sorpcyjn [wie|o wytrconego wodorotlenku glinowego. Bakterie ze wzgldu na zró|nicowane zapotrzebowanie na tlen dzieli si na: " bezwzgldne tlenowce - (do wzrostu wymagaj tlenu atmosferycznego) np.: Pseudomonas G(-) paBeczki, Micrococcus, Serratia marcestens, Bacillus " wzgldne beztlenowce - ( mog rosn w warunkach tlenowych i beztlenowych) np.: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, paciorkowce: Lactococcus, Enterococcus. Streptococcus " beztlenowce: a) [ci[le, bezwzgldnie beztlenowce( niezdolne do wzrostu gdy zawarto[ tlenu w atmosferze = 0.5%, tlen jest dla nich toksyczny. S tu gatunki powodujce wady pochodzenia mikrobiologicznego i drobnoustroje chorobotwórcze, b) umiarkowanie bezwzgldne beztlenowce( maj wiksz tolerancj na tlen) Lactobacillus. Bifidobacterium. Propionibacterium Bakterie beztlenowe wchodz w skBad mikroflory przewodu pokarmowego. Wystpuj te| w gBbszych warstwach gleby., mikroaerofile( wymagaj do wzrostu tlenu jako koDcowego akceptora elektronów), Campylobacterjejuni- chorobotwórczy, Helicobacter- powoduje owrzodzenie |oBdka Samooczyszczanie wód pByncych Samooczyszczanie wód - zjawisko fizyczno-biochemiczne, polegajce na samoistnym zmniejszeniu si zanieczyszczeD wód. Wystpuje przede wszystkim w rzekach i nastpuje poprzez: mineralizacj, biodegradacj, sedymentacj, asymilacj wystpujcych w niej zanieczyszczeD organicznych. Samooczyszczanie wód przebiega w wodach atmosferycznych, powierzchniowych i podziemnych. Efektem tego procesu jest zmniejszenie zanieczyszczenia antropogenicznego wód, nastpuje to poprzez rozkBad substancji zanieczyszczajcych, ich rozcieDczenie, lub zatrzymanie przez [rodowisko skalne. Dziki temu procesowi niewielkie porcje zanieczyszczeD s w naturalny sposób usuwane nie powodujc szkód dla [rodowiska. Maj na to wpByw procesy fizyczne i chemiczne. Do procesów fizycznych zaliczamy: rozcieDczania, koagulacj, wytrcania i osadzania, adsorpcji i wymiany jonowej. Natomiast do procesów chemicznych mo|emy zaliczy: utlenianie, redukcj, neutralizacj, hydroliz, hydratacj. Samooczyszczanie rzek to nastpujce po sobie liczne zmiany biologiczne i biochemiczne. Wyró|niamy tu nastpujce procesy: 1) rozcieDczanie wód czystymi wodami, najcz[ciej s to dopBywy podziemne, mieszanie i turbulacja 2) adsorpcja - czyli zatrzymywanie substancji chemicznej na granicy faz 3) aeracja - pobieranie tlenu przez wod rzeczn 4) mineralizacja utlenianie zwizków chemicznych 5) sedymentacja zawiesin Zdolno[ rzeki do samooczyszczenia zale|y przede wszystkim od: jej dBugo[ci, czyli dBugo[ci spBywu wody, pionowych ruchów wody, które maj wpByw na dostp tlenu, zró|nicowania mikrosiedlisk, ro[linno[ci na brzegach i w nurcie. Patrzc na powy|sze warunki sprzyjajce temu procesowi mo|emy zauwa|y, |e dzika rzeka, której koryto jest nieuregulowane, z wieloma ro[linami porastajcymi jej brzegi, ma wielokrotnie wiksz zdolno[ do samooczyszczenia, ni| rzeka uregulowana. 1) RozcieDczanie zanieczyszczeD wod odbiornika i mieszanie. DopBywy czystych wód gruntowych do zanieczyszczonego zbiornika powoduj rozcieDczanie zanieczyszczenia, a tym samym do zmniejszenia st|enia zanieczyszczenia w danym zbiorniku. wystpuje najcz[ciej w wodach pByncych i jest uzale|nione od prdko[ci przepBywu wody, i nie jest równomierne na wszystkich odcinkach rzeki. CigBy przepByw wody powoduje ponadto lepsze natlenianie. 2) Adsorpcja - gromadzenie si substancji rozpuszczalnych w cieczy lub obecnych w fazie gazowej na powierzchni wód (np. ropa). 3) Aeracja - naturalne mieszanie si gazów, zachodzi najszybciej w wodach pByncych. 4) Mineralizacja. 5) Sedymentacja zawiesin - proces opadania i odkBadania si czsteczek zanieczyszczeD w wodach m.in w [ciekach. W wyniku sedymentacji nastpuje caBkowite rozdzielenie faz lub (w przypadku czstek niewielkich) wytwarza si stan równowagi zwany równowag sedymentacyjn. Poziom zanieczyszczeD zmniejsza si w wyniku opadania zawiesin na dno zbiornika. Proces ten wystpuje najcz[ciej w zbiornikach wód stojcych lub o sBabym przepBywie wody. Opadanie zawiesin na dno zbiornika powoduje spadek mtno[ci wody. Biologiczne usuwanie zanieczyszczeD [edytuj] Biologiczne usuwanie zanieczyszczeD jest najwa|niejsz cz[ci samooczyszczania. wyró|nia si tu nastpujce procesy: biokumulacja, biosorpcja, mineralizacja, immobilizacja, adsorpcja, wymiana substancji midzy dnem i wod, wymiana substancji lotnych pomidzy wod a atmosfer. Biodegradacja (gr. bios - |ycie, Bac. degradatio - obni|enie) to biochemiczny rozkBad zwizków organicznych przez organizmy |ywe (bakterie, pierwotniaki, promieniowce, grzyby, glony, robaki) na prostsze skBadniki chemiczne. Wprowadzenie [cieków do rzeki (lub jeziora) stanowi ostry stres dla biocenozy, a jego skutkiem jest eliminacja wra|liwych gatunków, najcz[ciej foto- i chemautotrofów, równocze[nie nastpuje dynamiczny rozwój bakterii heterotroficznych i grzybów. W tych warunkach nasila si proces biodegradacji zwizków organicznych i wyczerpywanie tlenu rozpuszczonego w wodzie oraz silnie ograniczony jest proces fotosyntezy. Z drugiej strony [wiadomy proces biodegradacji [cieków, jest czsto jednym z etapów ich utylizacji w oczyszczalniach. Zdolno[ do ulegania materiaBów wytworzonych przez czBowieka procesowi biodegradacji nazywana jest biodegradowalno[ci. Na ogóB zdolno[ do biodegradacji jest po|dan cech materiaBów, gdy| dziki temu materiaBy te w mniejszym stopniu zanieczyszczaj [rodowisko. MateriaBy biodegradowalne po znalezieniu si w formie [mieci w [rodowisku stopniowo si rozkBadaj i dziki temu nie zalegaj przez wiele lat. Biodegradowalne materiaBy mo|na te| [wiadomie poddawa procesowi przyspieszonej biodegradacji, co nazywane jest ich kompostowaniem. W medycynie biodegradacj nazywa si utrat odpowiednich wBa[ciwo[ci fizyko- chemicznych biomateriaBu, z którego wykonany jest wszczep, na skutek dziaBania organizmu. W przeciwieDstwie do resorpcji jest to zjawisko niepo|dane. Biologiczne oczyszczanie [cieków Podstawowym celem biologicznego oczyszczania [cieków jest usunicie ze [cieków biologicznie rozkBadalnych zanieczyszczeD. Do prowadzenia procesów biologicznego rozkBadu zanieczyszczeD organicznych wykorzystuje si populacje mikroorganizmów zawieszone w toni [cieków (metody osadu czynnego) lub mikroorganizmy tworzce utwierdzon biomas (zBo|a biologiczne). Zanieczyszczenia organiczne podczas przemian biochemicznych s wykorzystywane przez mikroorganizmy jako pokarm przyczyniajc si do przyrostu biomasy bakteryjnej. PozostaBa cz[ rozBo|onych zanieczyszczeD uwalniania jest w warunkach tlenowych jako dwutlenek wgla i woda. W przypadku procesów beztlenowych produktami gazowymi rozkBadu materii organicznej jest dwutlenek wgla oraz metan). Nadmiar masy organicznej wytworzonej podczas rozkBadu biologicznego zanieczyszczeD zawartych w [ciekach oddzielana jest od strumienia [cieków w osadnikach wtórnych. W technologii biologicznego oczyszczania [cieków wyró|nia si procesy prowadzone w warunkach: tlenowych - biologiczne utlenianie, nitryfikacja beztlenowych  denitryfikacja zBo|a biologiczne ZBo|a biologiczne to urzdzenia stanowice element biologicznej oczyszczalni [cieków. Opracowane i wdro|one do powszechnego stosowania ju| w XIX wieku, byBy niegdy[ najpopularniejsz oraz najbardziej wydajn form biologicznego oczyszczania [cieków, do momentu opracowania i wdro|enia wysokosprawnych metod osadu czynnego. Obecnie zBo|a biologiczne s bardzo czsto wykorzystywane do oczyszczania [cieków w terenach wiejskich dla zlewni o wielko[ci do 1000 RLM. Ogólna zasada dziaBania zBó| biologicznych [edytuj] Zcieki na zBo|ach oczyszczane s w procesach biologicznego rozkBadu materii organicznej przez drobnoustroje tworzce bBon biologiczn. BBon biologiczn tworz gBównie organizmy osiadBe na specjalnie przygotowanym podBo|u (wypeBnieniu zBo|a biologicznego). Zasadniczo proces oczyszczania [cieków na zBo|ach biologicznych jest procesem tlenowym, chocia| podejmowano próby prowadzenia beztlenowego oczyszczania [cieków na zBo|ach ale nie zostaBy one wprowadzone do powszechnego u|ycia. ZBo|a biologiczne wspóBpracuj z osadnikami wstpnym  najcz[ciej gnilnym wtórnym  dla oddzielenia osadu nadmiernego ze [cieków. WypeBnienie zBó| biologicznych [edytuj] Nowoczesny materiaB stanowicy podbudow dla rozwoju mikroorganizmów wykonany jest z tworzyw sztucznych w formie pakietów lub pojedynczych ksztaBtek luzno usypanych. Powierzchnia wBa[ciwa nowoczesnych wypeBnieD siga 200m2/m3 co pozwala na efektywne oczyszczanie [cieków. Dawniej jako wypeBnienie zBó| biologicznych stosowano kamieD, |u|el, które charakteryzowaBy si powierzchni sigajc 50-60m2/m3. Rodzaje zBó| biologicznych [edytuj] ZBo|a biologiczne mo|na podzieli w zale|no[ci od rodzaju i umiejscowienia wypeBnienia zBó| biologicznych. zBo|a z wypeBnieniem ruchomym zBo|a tarczowe zBo|a fluidalne zBo|a z wypeBnieniem staBym zBo|a zraszane zBo|a zalane Zalety zBó| biologicznych du|a bezawaryjno[ nie wymagaj staBej specjalistycznej obsBugi jak w przypadku osadu czynnego procesy oczyszczania [cieków s stabilne osad nadmierny dobrze sedymentujcy niskie koszty eksploatacji Wady zBó| biologicznych brak mo|liwo[ci biologicznego usuwania fosforu ze [cieków ekonomicznie nieopBacalne dla du|ych oczyszczalni [cieków Osad czynny - jest |yw zawiesin bakterii heterotroficznych i pierwotniaków. Jest to kBaczkowata zawiesina zawierajca mikroorganizmy zdolne do prowadzenia: utleniania zwizków organicznych nitryfikacji denitryfikacji lub wykazujcych zdolno[ do nadmiernego kumulowania fosforu. Oczyszczanie [cieków z udziaBem osadu czynnego polega na: biosorpcji, a nastpnie: utlenianiu lub redukcji wybranych zanieczyszczeD przez mikroorganizmy. Podstawow rol osadu czynnego w procesie oczyszczania [cieków jest wytwarzanie przez wystpujce w nim bakterie bardzo licznych enzymów (dehydrogenazy), które s katalizatorami wszelkich przemian, jakim podlegaj zwizki chemiczne zawarte w [ciekach, dlatego wa|na jest wysoka aktywno[ enzymatyczna bakterii. Zwizki toksyczne hamuj ich aktywno[, ograniczajc jednocze[nie ich zdolno[ do oczyszczania [cieków. Towarzyszcymi bakteriom mikroorganizmami s pierwotniaki. W[ród nich w osadzie czynnym spotykane s wiciowce, korzenionó|ki oraz orzski. Ich rola jest drugoplanowa, lecz wa|na: - s one wskaznikiem jako[ci oczyszczania [cieków osadem czynnym - pierwotniaki, które od|ywiaj si komórkami bakteryjnymi, zmuszaj bakterie do namna|ania, przez co staj si czynnikiem odmBadzajcym i uaktywniajcym osad czynny - w osadniku wtórnym pierwotniaki klaruj [cieki, przez po|eranie wolno pBywajcych bakterii Midzy populacj wiciowców i orzsków panuje odwrotna zale|no[. Du|a liczba wiciowców wskazuje na przeci|enie osadu, natomiast orzski wskazuj na prawidBowe warunki dla osadu czynnego. Pcznienie osadu czynnego wystpuje przy nadmiernym Badunku zanieczyszczeD, na skutek rozwoju i silnej dominacji bakterii nitkowatych. SpczniaBy osad nie miesza si ze [ciekami i pBywa po powierzchni. Defosfatacja - jest to proces usuwania fosforu i mo|e by realizowany jedn z nastpujcych metod: a) chemicznego strcania solami glinu lub |elaza oraz wapnem; b) podwy|szonej biologicznej defosfatacji w wyniku wzrostu asymilacji fosforu przez biomas biorc udziaB w procesie oczyszczania; c) chemicznego strcania wspomaganego filtracj;

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
DMK egzamin zagadnienia opracowanie
Zagadnienia opracowanie
Socjologia zagadnienia opracowane przez NinÄ™
K Ajdukiewicz Zagadnienia (opracowanie epistemologia)
Zagadnienia opracowanie
Fizyka I zagadnienia opracowane1
UTF 8 LOG0 zagadnienia i opracowanie(FINAL)
Zagadnienia do opracowania
opracowanie zagadnień na bazy
mechanika plynow opracowanie zagadnien
stasieńko,wytrzymalosc I, opracowanie zagadnień na egz
Ekonomia Rozwoju Garbicz Opracowanie zagadnień do egzaminu
Ch F Hockett Zagadnienie uniwersaliów w języku [opracowanie]
ANTROPOLOGIA KULTROWA opracowanie zagadnień
[ASK] Opracowanie zagadnień na egzamin w trakcie składania
zagadnienia do opracowania ch anal

więcej podobnych podstron