Σε όλες τις ανθρώπινες δραστηριότητες, παράγονται λύματα που πρέπει να υποστούν επεξεργασία. Οι WWTP, ή οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων, είναι υπεύθυνες για την επεξεργασία αυτού του νερού, που προέρχεται τόσο από αστικές, βιομηχανικές όσο και από γεωργικές δραστηριότητες. Αυτή η επεξεργασία είναι απαραίτητη για την προστασία του περιβάλλοντος, καθώς η απόρριψη μη επεξεργασμένων λυμάτων μπορεί να απελευθερώσει τοξικές ουσίες που βλάπτουν τα οικοσυστήματα, μολύνουν τις πηγές νερού και προκαλούν οικολογικές καταστροφές. Ο επαρκής καθαρισμός του νερού είναι το κλειδί για τη διατήρηση των υδάτινων πόρων και την εγγύηση της περιβαλλοντικής βιωσιμότητας.
Σήμερα θα εμβαθύνουμε στο τι είναι οι καθαριστές νερού, πώς λειτουργούν, τις διαφορετικές διαδικασίες επεξεργασίας που πραγματοποιούν και τα πλεονεκτήματα που παρέχουν.
Τι είναι οι καθαριστές και πώς λειτουργούν;
Μια Εγκατάσταση Επεξεργασίας Λυμάτων (WWTP) είναι μια βιομηχανική εγκατάσταση που στοχεύει στην επεξεργασία βρώμικου (λυμάτων) νερού για την εξάλειψη των ρύπων που υπάρχουν σε αυτό. Τα λύματα προέρχονται από διάφορες πηγές: αστικές, βιομηχανικές και γεωργικές. Η διαδικασία καθαρισμού επιτρέπει την επιστροφή του επεξεργασμένου νερού σε φυσικά κανάλια, όπως ποτάμια, θάλασσες ή λίμνες, με ασφάλεια, χωρίς αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον. Οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας διαδραματίζουν επίσης βασικό ρόλο στην επαναχρησιμοποίηση του νερού για γεωργικούς ή βιομηχανικούς σκοπούς, συμβάλλοντας έτσι στην εξοικονόμηση ενός τόσο απαραίτητου πόρου.
Η λειτουργία αυτών των σταθμών βασίζεται στον διαχωρισμό της θεραπείας σε διάφορες φάσεις. Ανάλογα με το επίπεδο καθαρισμού που απαιτείται, το νερό μπορεί να περάσει από τη βασική επεξεργασία στην προηγμένη επεξεργασία, γνωστή ως τριτογενή, γεγονός που το καθιστά κατάλληλο ακόμη και για επαναχρησιμοποίηση σε ορισμένες ανθρώπινες διαδικασίες.
Θα αναλύσουμε λεπτομερώς τις φάσεις της επεξεργασίας των λυμάτων σε ένα WWTP.
Διεργασίες επεξεργασίας νερού σε εγκαταστάσεις καθαρισμού
Προκειμένου τα λύματα να επιστρέψουν στο φυσικό περιβάλλον, είναι απαραίτητο να υποβληθούν σε μια σειρά επεξεργασιών με στόχο την εξάλειψη των αποβλήτων και των ρυπαντών που υπάρχουν. Ανάλογα με τη φύση των λυμάτων, οι μονάδες επεξεργασίας εφαρμόζουν διαφορετικές διαδικασίες. Αυτές οι φάσεις χωρίζονται συνήθως ως εξής:
- Προεπεξεργασία: Σε αυτή τη φάση αφαιρούνται μεγάλα αντικείμενα που θα μπορούσαν να βλάψουν τον εξοπλισμό του εργοστασίου, όπως κλαδιά, πλαστικά ή πέτρες.
- Πρωτοβάθμια θεραπεία: Επικεντρώνεται στην αφαίρεση αιωρούμενων στερεών και επιπλέοντων υλικών, όπως γράσα και λάδια. Μπορεί επίσης να περιλαμβάνει απόχυση ή καθίζηση.
- Δευτεροβάθμια θεραπεία: Σε αυτό το βήμα, οι οργανικοί ρύποι απομακρύνονται μέσω βιολογικών διεργασιών στις οποίες οι μικροοργανισμοί αποσυνθέτουν την οργανική ύλη.
- Τριτοβάθμια θεραπεία: Μια προηγμένη διαδικασία που επιδιώκει να εξαλείψει παθογόνα, φωσφορικά άλατα, νιτρικά και άλλα θρεπτικά συστατικά που θα μπορούσαν ακόμα να υπάρχουν στο επεξεργασμένο νερό.
Στη συνέχεια, θα εμβαθύνουμε σε καθεμία από αυτές τις θεραπείες.
Προεπεξεργασία
Η προεπεξεργασία είναι η πρώτη φάση που πραγματοποιείται σε μια μονάδα επεξεργασίας. Η κύρια λειτουργία του είναι να εμποδίζει τα μεγάλα και βαριά αντικείμενα να βλάψουν τον εξοπλισμό που χρησιμοποιείται σε μεταγενέστερα στάδια. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, οι σχάρες και τα κόσκινα παγιδεύουν υλικά όπως κλαδιά, πλαστικά και πέτρες. Επιπλέον, το γυαλισμένο, που συνίσταται στην αφαίρεση άμμου και άλλων σωματιδίων βαρύτερων από το νερό. Από την άλλη πλευρά, το απολιπανμένοι Είναι υπεύθυνο για την αφαίρεση ελαίων και λιπών που επιπλέουν στην επιφάνεια χρησιμοποιώντας πλωτήρες.
Πρωτοβάθμια θεραπεία
Η αρχική επεξεργασία εστιάζεται στη μείωση της ποσότητας των αιωρούμενων στερεών στο νερό. Πραγματοποιείται με τη χρήση καραφών όπου τα μεγαλύτερα σωματίδια πέφτουν στον πυθμένα λόγω της δράσης της βαρύτητας, μια διαδικασία γνωστή ως καθίζηση. Αυτή η μέθοδος είναι αποτελεσματική στην αφαίρεση έως και 40% των αιωρούμενων στερεών. Μια συμπληρωματική διαδικασία είναι αυτή του επίπλευση, που επιτρέπει την αφαίρεση ελαφρύτερων υλικών όπως λάδια και γράσα, τα οποία δεν είχαν αφαιρεθεί προηγουμένως στην προεπεξεργασία. Αυτή η φάση μπορεί επίσης να περιλαμβάνει τη χρήση χημικών ουσιών για τη ρύθμιση του pH του νερού, μια διαδικασία γνωστή ως εξουδετέρωση.
Δευτερεύουσα θεραπεία
Η δευτερογενής επεξεργασία χρησιμοποιεί κυρίως βιολογικές διεργασίες για την απομάκρυνση της εναπομείνασας οργανικής ύλης στο νερό. Οι μικροοργανισμοί παίζουν βασικό ρόλο σε αυτό το στάδιο, καθώς αποσυνθέτουν την οργανική ύλη σε νερό, βιομάζα και αέρια. Αυτή η διαδικασία μπορεί να πραγματοποιηθεί υπό συνθήκες οξυγόνου (αερόβιες διεργασίες) ή χωρίς οξυγόνο (αναερόβιες διεργασίες).
- Αεροβικές διεργασίες: Με την έγχυση αέρα, οι αερόβιοι μικροοργανισμοί που υπάρχουν στο νερό αποσυνθέτουν την οργανική ύλη, εξαλείφοντας τις αζωτούχες ενώσεις και άλλα στοιχεία που θα μπορούσαν να προκαλέσουν επιβλαβή φαινόμενα όπως ο ευτροφισμός.
- Αναερόβιες διεργασίες: Χωρίς την παρουσία οξυγόνου, τα αναερόβια βακτήρια αποσυνθέτουν οργανική ύλη παράγοντας μεθάνιο, νερό και διοξείδιο του άνθρακα.
Μια δημοφιλής τεχνική στη δευτερογενή θεραπεία είναι αυτή του ενεργοποιημένη λάσπη, όπου οι μικροοργανισμοί κροκιδώνουν σωματίδια δημιουργώντας λάσπη που πρέπει να αφαιρεθεί αργότερα. Αναδεικνύουν επίσης το βακτηριακά κρεβάτια και τη χρήση του πράσινα φίλτρα, στο οποίο ειδική βλάστηση απορροφά θρεπτικά συστατικά από το νερό.
Τριτοβάθμια θεραπεία
Σε ορισμένες περιπτώσεις, απαιτείται ακόμη πιο λεπτή επεξεργασία πριν το νερό μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί ή να απορριφθεί σε υδάτινα σώματα. Η τριτοβάθμια επεξεργασία επιδιώκει την εξάλειψη παθογόνων παραγόντων, θρεπτικών ουσιών όπως νιτρικά και φωσφορικά άλατα και άλλους μικρορρύπους. Οι τριτογενείς διεργασίες περιλαμβάνουν τη χρήση υπεριώδους ακτινοβολίας, προηγμένη διήθηση, ανταλλαγή ιόντων και απολύμανση με χρήση χλωρίου ή όζοντος. Σε ορισμένες περιπτώσεις, χρησιμοποιείται Αντίστροφη όσμωση, μια διαδικασία που επιτρέπει την αποβολή των αλάτων που είναι διαλυμένα στο νερό.
Επεξεργασία λάσπης
Ένα αναπόφευκτο υποπροϊόν της επεξεργασίας των λυμάτων είναι η παραγωγή ιλύος, ένα υποπροϊόν που παράγεται κυρίως κατά τη φάση καθίζησης. Πρέπει να γίνεται σωστή διαχείριση για την αποφυγή της περιβαλλοντικής ρύπανσης. Υπάρχουν διάφορες διαδικασίες για την επεξεργασία αυτής της λάσπης, όπως η αναερόβια ζύμωση σε χωνευτήρες, η οποία παράγει μεθάνιο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βιοαέριο ή η αφυδάτωση με τη χρήση φυγοκεντρητών που επιτρέπουν τη χρήση του ως λίπασμα.
Με τη συνεχή πρόοδο της τεχνολογίας, οι μονάδες επεξεργασίας λυμάτων διαδραματίζουν βασικό ρόλο στην προστασία του περιβάλλοντος και της δημόσιας υγείας μέσω του καθαρισμού του νερού και της επαναχρησιμοποίησης των αποβλήτων.