Jätevedenpuhdistamot ovat välttämättömiä laitoksia, jotka puhdistavat ja puhdistavat jätevedet ennen kuin se päästetään takaisin ympäristöön. Niillä on keskeinen rooli kansanterveyden ja ekosysteemin suojelemisessa.
Tässä on erittely jäteveden käsittelyyn liittyvistä tyypillisistä prosesseista:
Poistaa suuret esineet, kuten roskat, rätit ja hiekka.
Voi sisältää seulonnan tai hiomisen.
Erottaa kiinteät aineet jätevedestä.
Siihen liittyy usein laskeutussäiliöitä, joissa kiinteät aineet laskeutuvat pohjalle.
Biologinen prosessi, joka hajottaa orgaanista ainetta bakteerien avulla.
Sisältää tyypillisesti ilmastussäiliöitä tai aktiivilieteprosesseja.
Valinnainen vaihe lisäravinteiden (typpi ja fosfori) poistamiseksi ja jäteveden desinfioimiseksi.
Voi sisältää suodatuksen, kloorauksen tai ultravioletti-desinfioinnin.
Tappaa haitallisia bakteereja ja viruksia.
Käyttää usein klooria, ultraviolettivaloa tai otsonia.
Käsitelty jätevesi päätyy takaisin ympäristöön, usein jokiin, järviin tai valtamereen.
Käytettävät erityiset prosessit ja tekniikat voivat vaihdella laitoksen koosta, tulevan jäteveden laadusta ja paikallisista määräyksistä riippuen.
Jäteveden käsittelyssä tertiäärisellä käsittelyllä (tunnetaan myös nimellä syväkäsittely tai edistynyt käsittely) pyritään edelleen poistamaan jätevedestä ravinnesaasteita, liuenneita aineita, hienojakoisia kiintoaineita, biologisesti hajoamatonta orgaanista ainetta ja suolaa. Tämä prosessi sisältää yleensä erilaisia suodatus- ja desinfiointimenetelmiä. Seuraavassa on yleiskatsaus erilaisiin tertiäärisiin suodatus- ja desinfiointimenetelmiin:
Hiekkasuodatus on fysikaalinen suodatusmenetelmä, joka suodattaa pois suspendoituneet hiukkaset ja kolloidit jätevedestä hiekkakerroksen läpi. Hiekkasuodattimia käytetään usein jäteveden käsittelyn loppuvaiheessa jäteveden laadun parantamiseksi.
Koagulaatio on prosessi, jossa koagulantteja lisätään kolloidisten hiukkasten ja pienten suspendoituneiden aineiden aggregaatioon suuremmiksi flokkeiksi myöhempää sedimentaatiota tai suodatuksen poistamista varten. Koagulointiprosessia käytetään laajalti jäteveden käsittelyssä puhdistuksen tehokkuuden ja jäteveden laadun parantamiseksi.
Mikrosuodatus (tunnetaan myös nimellä mikrosuodatus) on tarkkuussuodatustekniikka, jolla voidaan suodattaa mikronin tai nanokokoiset hiukkaset ja bakteerit liuoksesta. Mikrosuodatuskalvoja käytetään usein tertiäärisessä käsittelyssä pienten suspendoituneiden aineiden ja kolloidien poistamiseen jätevedestä.
Aktiivihiilen adsorptio hyödyntää aktiivihiilen huokoista rakennetta ja voimakasta adsorptiokykyä epäpuhtauksien, kuten liuenneen orgaanisen aineksen, jäännöskloorin ja raskasmetallien poistamiseen jätevedestä. Tämä menetelmä on erityisen tehokas syväkäsittelyssä ja voi merkittävästi parantaa jäteveden laatua.
Käänteisosmoosi on kalvoerotustekniikka, joka käyttää puoliläpäisevän kalvon selektiivistä läpäisevyyttä liuottimien (kuten veden) erottamiseen liuenneista aineista (kuten suola, orgaaninen aine jne.) paineen alaisena. Käänteisosmoositekniikkaa käytetään usein meriveden suolanpoistossa ja syväpuhdistuksessa, ja se voi poistaa tehokkaasti suolaa ja useimpia orgaanisia aineita jätevedestä.
Ioninvaihto on hartsissa olevien ionien vaihtoa jäteveden ionien kanssa, jotta saavutetaan tarkoitus poistaa tai ottaa talteen tiettyjä ioneja jätevedestä. Tällä menetelmällä on merkittäviä vaikutuksia raskasmetalli-ionien poistamisessa jätevedestä ja veden pehmentämisestä.
Klooridesinfiointi on yksi yleisimmin käytetyistä desinfiointimenetelmistä. Kloorikaasua, natriumhypokloriittia ja muita klorideja lisätään jäteveteen, ja kloorin vahvaa hapettavaa ominaisuutta käytetään tuhoamaan patogeeniset mikro-organismit jätevedessä. Klooridesinfioinnin etuna on hyvä desinfiointiteho ja alhainen hinta, mutta se voi aiheuttaa jäännösklooriongelmia.
Ultravioletti-desinfiointi käyttää ultraviolettisäteiden valokemiallista vaikutusta patogeenisten mikro-organismien DNA- tai RNA-rakenteen tuhoamiseen, jolloin ne menettävät lisääntymiskykynsä ja saavuttavat desinfioinnin tarkoituksen. Ultravioletti-desinfioinnin etuna ei ole kemikaalijäämiä eikä sivutuotteita, mutta veden laatu voi vaikuttaa siihen, mikä johtaa epävakaisiin desinfiointivaikutuksiin.
Otsonidesinfiointi käyttää otsonin voimakkaita hapettavia ominaisuuksia tuhoamaan patogeeniset mikro-organismit jätevedestä. Veden otsonin hajoamisen tuottamat happiatomit ja hydroksyylivapaat radikaalit voivat nopeasti tuhota mikro-organismien solurakenteen desinfioivan vaikutuksen saavuttamiseksi. Otsonidesinfioinnin etuna on perusteellinen sterilointi ja toissijainen saastuminen, mutta laiteinvestointi ja käyttökustannukset ovat korkeat.
Edellä mainittujen yleisten desinfiointimenetelmien lisäksi on olemassa myös desinfiointimenetelmiä, kuten lämpödesinfiointi, säteilydesinfiointi, ionisoivan säteilyn sterilointi ja vetyperoksidiplasmasterilointi. Näillä menetelmillä on omat etunsa ja haittansa, ja ne sopivat erilaisiin jätevedenkäsittelyn skenaarioihin ja tarpeisiin.
Vedenkäsittelyssä käytetyt väliaineet
Vedenkäsittelyssä käytetyn väliaineen tyyppi riippuu tietystä prosessista ja halutusta tuloksesta. Tässä on joitain yleisiä mediatyyppejä:
Suodatusmateriaali
Hiekka: Käytetään hiekkasuodattimissa poistamaan suspendoituneita kiintoaineita ja vähentämään sameutta.
Antrasiitti: Hiilen tyyppi, jota käytetään suodattimissa sen suuren huokoisuuden ja alhaisen tiheyden vuoksi.
Sora: Käytetään tukikerroksena suodattimissa ja sitä voidaan käyttää myös itse suodatinmateriaalina.
Piimaa (DE): Fossilisoituneista piileistä koostuva luonnonmateriaali, jota käytetään DE-suodattimissa erittäin hienojen hiukkasten poistamiseen.
Aktiivihiili: Käytetään orgaanisen aineen, maun, hajun ja tiettyjen kemikaalien poistamiseen.
Ioninvaihtohartsi: Käytetään liuenneiden mineraalien, kuten kovuuden, poistamiseen vedestä.
Kalvosuodattimet: Käytetään kalvosuodatusprosesseissa hiukkasten ja mikro-organismien poistamiseen koon perusteella.
Desinfiointivälineet
Kloori: yleinen desinfiointiaine, joka lisätään veteen bakteerien ja virusten tappamiseksi.
Ultravioletti (UV) valo: Käytetään tappamaan mikro-organismeja altistamalla ne UV-säteilylle.
Otsoni: Voimakas desinfiointiaine, joka voi hapettaa epäpuhtauksia ja tappaa mikro-organismeja.
Kalkki: Käytetään nostamaan veden pH:ta ja sitä voidaan käyttää myös kovuuden poistamiseen.
Soda Ash: Käytetään lisäämään veden alkalisuutta.
Biologiset käsittelyvälineet
MBBR Bio Filter Media: Nämä ovat muovisia kantoaineita, joilla on suuri pinta-ala ja jotka tukevat biofilmin kasvua. Niitä käytetään liikkuvan kerroksen biofilmireaktoreissa (MBBR) biologiseen jätevesien käsittelyyn.
Bio Block Filter Media: Nämä ovat muovilohkoja, joissa on hunajakennorakenne ja jotka tarjoavat suuren pinta-alan biofilmin kasvulle. Niitä käytetään biosuodatusjärjestelmissä jäteveden käsittelyyn.
Random Tower Packing: Nämä ovat epäsäännöllisen muotoisia materiaaleja, joita käytetään pakattujen kerrosten reaktoreissa biologiseen jäteveden käsittelyyn. Ne tarjoavat suuren pinta-alan biofilmin kasvulle ja edistävät hyvää kaasu-nestekontaktia.
Muut mediat
Tube Settler Clarifier: Tämä ei ole väliaine sinänsä, vaan laite, joka käyttää useita putkia parantamaan suspendoituneen kiintoaineen laskeutumista jätevedessä.
MB Membrane Bio-Reactor: Tämä on eräänlainen kalvobioreaktori, joka yhdistää biologisen käsittelyn kalvosuodatukseen. Kalvot voidaan valmistaa eri materiaaleista, kuten polymeereistä tai keramiikasta.
Disc Bubble Diffuser: Tämä on diffuusorityyppi, joka käyttää sarjaa kiekkoja jakaakseen ilmakuplat tasaisesti veteen. Sitä käytetään jätevedenkäsittelyn ilmastusjärjestelmissä.
Bubble Tube Diffuser: Tämä on eräänlainen diffuusori, joka käyttää putkea, jossa on pieniä reikiä vapauttamaan ilmakuplia veteen. Sitä käytetään jätevedenkäsittelyn ilmastusjärjestelmissä.
Spiraalisekoitusilmastin: Tämä on eräänlainen ilmastin, joka käyttää spiraaliterää veden sekoittamiseen ja ilman syöttämiseen. Sitä käytetään jätevedenkäsittelyn ilmastusjärjestelmissä.
Lietteen vedenpoistokone: Tämä ei ole väliaine sinänsä, vaan kone, jota käytetään lietteen poistamiseen. Se voi käyttää erilaisia tekniikoita, kuten hihnasuodattimia tai sentrifugeja.
Väliaineen valinta riippuu tekijöistä, kuten veden laadusta, halutuista käsittelytavoitteista ja eri vaihtoehtojen kustannustehokkuudesta. Esimerkiksi hiekka ja sora ovat suhteellisen halpoja ja niitä voidaan käyttää erilaisiin suodatussovelluksiin, kun taas aktiivihiili ja ioninvaihtohartsit ovat erikoistuneempia ja voivat olla kalliimpia.