Η επεξεργασία λυμάτων είναι η διαδικασία απομάκρυνσης των ρύπων από τα λύματα, που παράγονται από ανθρώπινες δραστηριότητες όπως οικιακές, βιομηχανικές και γεωργικές πρακτικές. Ο στόχος της επεξεργασίας λυμάτων είναι η παραγωγή επεξεργασμένου νερού που είναι ασφαλές για απόρριψη στο περιβάλλον ή για επαναχρησιμοποίηση.
Υπάρχουν διάφορα στάδια που εμπλέκονται στην επεξεργασία των λυμάτων, τα οποία μπορεί να περιλαμβάνουν:
Προκαταρκτική επεξεργασία:
Η προκαταρκτική επεξεργασία είναι το πρώτο στάδιο της επεξεργασίας των λυμάτων και περιλαμβάνει τη φυσική απομάκρυνση μεγάλων στερεών και υπολειμμάτων από τα λύματα. Αυτό γίνεται για την προστασία των κατάντη διεργασιών επεξεργασίας, την αποφυγή απόφραξης των σωλήνων και του εξοπλισμού και τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας των επόμενων σταδίων επεξεργασίας.
Οι ακόλουθες είναι οι συνήθεις μέθοδοι που χρησιμοποιούνται στην προκαταρκτική θεραπεία:
Έλεγχος: Τα λύματα ρέουν μέσα από μια οθόνη με ανοίγματα διαφορετικού μεγέθους για την αφαίρεση μεγάλων αντικειμένων όπως μπαστούνια, κουρέλια, πλαστικά και άλλα συντρίμμια. Το υλικό που συλλέγεται στη συνέχεια απορρίπτεται σε χώρο υγειονομικής ταφής.
Αφαίρεση κόκκων: Τα λύματα διέρχονται μέσω ενός θαλάμου άμμου για την απομάκρυνση ανόργανων στερεών όπως άμμος, χαλίκι και άλλα βαριά υλικά. Αυτό γίνεται για να αποφευχθεί η φθορά του κατάντη εξοπλισμού.
Εξισορρόπηση ροής: Αυτή είναι μια διαδικασία που βοηθά στην εξομάλυνση των διακυμάνσεων στον ρυθμό ροής των λυμάτων. Περιλαμβάνει τη χρήση μιας δεξαμενής αποθήκευσης για τη συγκράτηση των λυμάτων σε περιόδους υψηλών ρυθμών ροής και την απελευθέρωσή τους σε περιόδους χαμηλών ρυθμών ροής.
Αφαίρεση λίπους, λαδιού και λίπους (FOG): Το FOG αφαιρείται χρησιμοποιώντας μια παγίδα λίπους, η οποία είναι μια συσκευή που διαχωρίζει και συλλέγει την ΟΜΙΧΛΗ από τα λύματα. Αυτό εμποδίζει το FOG να φράξει σωλήνες και εξοπλισμό κατάντη.
Μετά την προκαταρκτική επεξεργασία, τα λύματα είναι έτοιμα για περαιτέρω επεξεργασία μέσω διεργασιών δευτεροβάθμιας και τριτοβάθμιας επεξεργασίας για την απομάκρυνση των διαλυμένων και αιωρούμενων οργανικών υλικών και των επιβλαβών ρύπων πριν από την απόρριψη ή την επαναχρησιμοποίησή τους.
Πρωτοβάθμια Θεραπεία:
Η πρωτογενής επεξεργασία είναι το δεύτερο στάδιο της επεξεργασίας των λυμάτων και περιλαμβάνει τη φυσική και χημική απομάκρυνση των ιζηματομένων και αιωρούμενων στερεών από τα λύματα. Ο σκοπός της πρωτογενούς επεξεργασίας είναι η απομάκρυνση όσο το δυνατόν περισσότερων οργανικών και ανόργανων στερεών πριν τα λύματα υποβληθούν σε δευτερογενή ή τριτογενή επεξεργασία. Οι ακόλουθες είναι οι συνήθεις μέθοδοι που χρησιμοποιούνται στην πρωτογενή θεραπεία:
Καθίζηση: Τα λύματα συγκρατούνται σε δεξαμενή καθίζησης ή διαυγαστή, που επιτρέπει στα ιζηματοποιήσιμα στερεά να καθιζάνουν στον πυθμένα της δεξαμενής. Τα καθιζάνοντα στερεά, που ονομάζονται πρωτογενής λάσπη, αφαιρούνται στη συνέχεια και αποστέλλονται σε μια διαδικασία επεξεργασίας ιλύος. Το διαυγασμένο υγρό, που ονομάζεται εκροή, αποστέλλεται για περαιτέρω επεξεργασία.
Πήξη και κροκίδωση: Σε αυτή τη διαδικασία, χημικές ουσίες προστίθενται στα λύματα για να βοηθήσουν τα σωματίδια να πήξουν και να σχηματίσουν μεγαλύτερες μάζες, που ονομάζονται κροκίδες. Οι κροκίδες μπορούν στη συνέχεια να αφαιρεθούν ευκολότερα με καθίζηση ή διήθηση. Οι χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται στην πήξη και την κροκίδωση περιλαμβάνουν θειικό αλουμίνιο (στυπτηρία) και χλωριούχο σίδηρο.
Εξισορρόπηση: Η εξισορρόπηση είναι η διαδικασία εξισορρόπησης της εισροής λυμάτων στη μονάδα επεξεργασίας. Αυτό γίνεται με τη χρήση δεξαμενής συγκράτησης για την προσωρινή αποθήκευση των λυμάτων πριν εισέλθουν στη διαδικασία επεξεργασίας. Αυτό βοηθά στη μείωση των κορυφαίων ροών και βοηθά στη διατήρηση σταθερών συνθηκών για τις διαδικασίες επεξεργασίας κατάντη.
Ρύθμιση pH: Η ρύθμιση του pH μπορεί να είναι απαραίτητη εάν το pH των λυμάτων είναι πολύ υψηλό ή πολύ χαμηλό. Η προσθήκη οξέων ή βάσεων μπορεί να βοηθήσει στη ρύθμιση του pH στο βέλτιστο εύρος για θεραπεία.
Μετά την πρωτογενή επεξεργασία, τα λύματα υποβάλλονται σε δευτερογενή επεξεργασία, η οποία περιλαμβάνει τη βιολογική επεξεργασία διαλυμένων και αιωρούμενων οργανικών υλικών, ή σε τριτοβάθμια επεξεργασία, η οποία περιλαμβάνει προηγμένες διαδικασίες επεξεργασίας για την απομάκρυνση συγκεκριμένων ρύπων.
Δευτερογενής Θεραπεία:
Η δευτερογενής επεξεργασία είναι το τρίτο στάδιο της επεξεργασίας των λυμάτων και περιλαμβάνει τη βιολογική απομάκρυνση διαλυμένων και αιωρούμενων οργανικών υλικών από τα λύματα. Σκοπός της δευτερογενούς επεξεργασίας είναι η περαιτέρω επεξεργασία των λυμάτων που έχουν υποστεί πρωτογενή επεξεργασία και η προετοιμασία τους για απόρριψη ή επαναχρησιμοποίηση. Οι ακόλουθες είναι οι συνήθεις μέθοδοι που χρησιμοποιούνται στη δευτερογενή θεραπεία:
Διαδικασία ενεργοποιημένης λάσπης: Σε αυτή τη διαδικασία, τα λύματα αναμιγνύονται με μια καλλιέργεια μικροοργανισμών, συμπεριλαμβανομένων βακτηρίων και μυκήτων, οι οποίοι καταναλώνουν και διασπούν το οργανικό υλικό στα λύματα. Το μείγμα, που ονομάζεται ενεργοποιημένη λάσπη, διαχωρίζεται στη συνέχεια από το επεξεργασμένο νερό χρησιμοποιώντας δεξαμενές καθίζησης. Το επεξεργασμένο νερό μπορεί στη συνέχεια να σταλεί για περαιτέρω επεξεργασία ή να απορριφθεί.
Φιλτράρισμα: Σε αυτή τη διαδικασία, τα λύματα ψεκάζονται πάνω από ένα στρώμα από πέτρες ή πλαστικά μέσα, πάνω στο οποίο έχει αναπτυχθεί ένα βιοφίλμ μικροοργανισμών. Οι μικροοργανισμοί καταναλώνουν το οργανικό υλικό στα λύματα καθώς αυτό στάζει πάνω από τα μέσα. Το επεξεργασμένο νερό στη συνέχεια συλλέγεται στον πυθμένα του φίλτρου και αποστέλλεται για περαιτέρω επεξεργασία.
Περιστρεφόμενος βιολογικός επαφέας: Σε αυτή τη διαδικασία, τα λύματα ψεκάζονται πάνω από έναν περιστρεφόμενο δίσκο ή τύμπανο, το οποίο καλύπτεται από ένα βιοφίλμ μικροοργανισμών. Καθώς ο δίσκος περιστρέφεται, οι μικροοργανισμοί καταναλώνουν το οργανικό υλικό στα λύματα. Το επεξεργασμένο νερό στη συνέχεια συλλέγεται και αποστέλλεται για περαιτέρω επεξεργασία.
Διαδοχικός αντιδραστήρας παρτίδων: Σε αυτή τη διαδικασία, τα λύματα επεξεργάζονται κατά παρτίδες, όπου υποβάλλονται σε διάφορα στάδια βιολογικής επεξεργασίας. Κάθε στάδιο περιλαμβάνει ένα διαφορετικό σύνολο μικροοργανισμών που διασπούν το οργανικό υλικό στα λύματα. Το επεξεργασμένο νερό στη συνέχεια συλλέγεται και αποστέλλεται για περαιτέρω επεξεργασία.
Μετά τη δευτερογενή επεξεργασία, τα λύματα συνήθως υποβάλλονται σε τριτοβάθμια επεξεργασία, η οποία περιλαμβάνει προηγμένες διαδικασίες επεξεργασίας για την απομάκρυνση συγκεκριμένων ρύπων. Αυτό γίνεται για να διασφαλιστεί ότι τα επεξεργασμένα λύματα πληρούν τα απαιτούμενα πρότυπα ποιότητας για απόρριψη ή επαναχρησιμοποίηση.
Τριτοβάθμια Θεραπεία:
Η διαδικασία ενεργού ιλύος είναι μια κοινή διαδικασία βιολογικού καθαρισμού που χρησιμοποιείται σε μονάδες επεξεργασίας λυμάτων για την απομάκρυνση της οργανικής ύλης, του αζώτου και του φωσφόρου από τα λύματα. Είναι ένας τύπος δευτερογενούς επεξεργασίας που ακολουθεί τις διαδικασίες πρωτογενούς επεξεργασίας, όπως διαλογή, αφαίρεση κόκκων και καθίζηση.
Στη διαδικασία της ενεργοποιημένης ιλύος, τα λύματα αναμιγνύονται με μια μικροβιακή καλλιέργεια, γνωστή ως «ενεργοποιημένη λάσπη», σε μια δεξαμενή αερισμού. Η ενεργοποιημένη ιλύς είναι ένα μείγμα μικροοργανισμών, όπως βακτήρια, πρωτόζωα και μύκητες, που καταναλώνουν την οργανική ύλη στα λύματα και τη μετατρέπουν σε μικροβιακή βιομάζα, διοξείδιο του άνθρακα και νερό.
Η δεξαμενή αερισμού είναι συνήθως εξοπλισμένη με συσκευές διάχυτου αερισμού ή μηχανικούς αεριστές για την παροχή οξυγόνου στους μικροοργανισμούς, προωθώντας την ανάπτυξη και τη δραστηριότητά τους. Η διαδικασία αερισμού συνήθως διαρκεί αρκετές ώρες και απαιτεί υψηλό επίπεδο διαλυμένου οξυγόνου για την υποστήριξη του αερόβιου μεταβολισμού των μικροοργανισμών.
Μετά τη διαδικασία αερισμού, τα λύματα κατευθύνονται σε δευτερεύοντα διαυγαστή ή δεξαμενή καθίζησης, όπου η ενεργοποιημένη ιλύς και τυχόν εναπομείναντα αιωρούμενα στερεά αφήνονται να καθιζάνουν. Η κατακάθιση λάσπης στη συνέχεια επιστρέφεται στη δεξαμενή αερισμού για να συνεχιστεί η διαδικασία επεξεργασίας, ενώ το διαυγές νερό κατευθύνεται σε περαιτέρω διεργασίες επεξεργασίας, όπως τριτοβάθμια επεξεργασία ή απολύμανση, προτού εκκενωθεί ή επαναχρησιμοποιηθεί.
Για να διατηρηθεί η αποτελεσματικότητα της διαδικασίας ενεργοποιημένης ιλύος, η μικροβιακή καλλιέργεια πρέπει να παρακολουθείται και να ελέγχεται προσεκτικά. Παράγοντες όπως η συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου, η διαθεσιμότητα θρεπτικών ουσιών, το pH και η θερμοκρασία πρέπει να διατηρούνται εντός ενός συγκεκριμένου εύρους για την προώθηση της ανάπτυξης και της δραστηριότητας των μικροοργανισμών και την εξασφάλιση υψηλής ποιότητας εκροών. Επιπλέον, η περίσσεια ιλύος πρέπει να απομακρύνεται περιοδικά από τη διαδικασία για να αποτραπεί η συσσώρευση αδρανών στερεών και να διατηρηθεί ο επιθυμητός μικροβιακός πληθυσμός.
Μετά την επεξεργασία, τα λύματα συνήθως απορρίπτονται σε υδάτινο σώμα υποδοχής ή επαναχρησιμοποιούνται για μη πόσιμους σκοπούς, όπως άρδευση ή βιομηχανικές διεργασίες.
Η επεξεργασία των λυμάτων είναι μια σημαντική διαδικασία για την προστασία της δημόσιας υγείας και του περιβάλλοντος. Η κατάλληλη θεραπεία βοηθά στην πρόληψη της εξάπλωσης των υδατογενών ασθενειών, στη μείωση της ρύπανσης των υδάτινων οδών και στη διατήρηση των υδάτινων πόρων.