Dakle, otpadne vode je prije ispuštanja u prijemnike uvijek neophodno pročistiti, kako bi se iz njih do određenog stupnja uklonile plivajuće, lebdeće i otopljene tvari, te koloidi, dakle onečišćenja koja su prisutna u otpadnim vodama i bitno karakteriziraju njihova svojstva.

Kod analize problema pročišćavanja otpadnih voda od temeljne su važnosti:

(1) količina i svojstva otpadnih voda,(2) svojstva prijemnika,(3) uvjeti ispuštanja otpadnih voda,(4) procesi pročišćavanja otpadnih voda i obrade mulja.

Metodologija određivanja mjerodavnih količina otpadnih voda iznijeta je u točki 2.3, dok će se ostalo protumačiti neposredno u nastavku.

2.6.1. SVOJSTVA OTPADNIH VODA

Otpadne vode predstavljaju u stvari mješavinu raznih vodom nošenih onečišćenja (otpadaka). Stoga svojstva ovih voda bitno ovise o njihovom porijeklu (kućanske, industrijske i oborinske vode).

Pročišćavanje otpadnih voda je proces smanjenja onečišćenja do onih količina ili koncentracija s kojima pročišćene otpadne vode ispuštene u prijemnike postaju neopasne za život i ljudsko zdravlje i ne uzrokuju neželjene promjene u okolišu.

2.6. PROČIŠĆAVANJE OTPADNIH VODA

Glavni pokazatelji svojstava otpadnih voda jesu:

(1) krupni (površinski) otpaci,(2) krutine,(3) mikroorganizmi,(4) hranjive soli (biogene soli),(5) postojane tvari (perzistentne tvari),(6) otrovne tvari,(7) radioaktivne tvari,(8) otopljeni plinovi, (9) povišena temperatura vode.

(1) Krupni otpaci jesu papir, krpe, kore od voća i ostali krupniji organski i sintetski otpaci.

Za razgradnju (dekompoziciju) krupnih organskih otpadaka se troši kisik, pa se tako smanjuje količina otopljenog kisika u vodi. Međutim, u odnosu na krutine, ovi otpaci nemaju većeg ekološkog značenja.

(2) Krutine su tvari organskog i anorganskog (mineralnog) porijekla koje se u otpadnim vodama nalaze u:

(a) otopljenom stanju, dimenzija čestica do 1 [nm],(b) koloidnom stanju, dimenzija čestica od 1 [nm] do 1 [μm],(c) lebdećem stanju, dimenzija čestica preko 1 [μm]. Za dimenzije čestica do 10 [μm] krutine su

netaložive, a preko 10 [μm] su taložive.

Otopljene tvari uglavnom uzrokuju promjenu boje, a koloidi i lebdeće tvari tvore mutnoću. Povećana mutnoća vode sprječava prodiranje svjetlosti, što usporava fotosintezu. Zbog toga se u većim dubinama smanjuje količina kisika, pa se povećava zona anaerobne razgradnje organske tvari, čime se stvaraju plinovi neugodna mirisa. (Miris u vodi može potjecati i od unošenja nekih kemijskih spojeva, naročito kad se uvode industrijske otpadne vode).

(3) Mikroorganizmi (virusi, rekrecije, bakterije, plijesni, kvasci, alge, praživotinje) su jednostanični i višestanični organizmi koji se nalaze u svim otpadnim vodama.

Za procese pročišćavanja otpadnih voda od naročitog su značenja slijedeće dvije skupine mikroorganizama:

(a) mikroorganizmi razlagači (saprofagni mikroorganizmi),(b) mikroorganizmi iz probavnog trakta ljudi i životinja (fekalni mikroorganizmi),

(a) Mikroorganizmi razlagači biološki razgrađuju organsku tvar do anorganske, troše otopljeni kisik, pa se može pojaviti neželjeni manjak (deficit) kisika, odnosno anaerobno stanje.

Prema optimalnoj temperaturi, T [°C], za razvoj, saprofagni mikroorganizmi se dijele na:

(i) kriofilne (psikrofilne), s optimalnom temperaturom, T = 0 do 5 [°C],(ii) mezofilne, s optimalnom temperaturom, T = 20 do 40 [°C],(iii) termofilne, s optimalnom temperaturom, T > 40 (najbolje 55 do 60) [°C].

(b) Mikroorganizmi iz probavnog trakta ljudi i životinja su temeljni pokazatelj kućanskih otpadnih voda, ali ih ima i u industrijskim otpadnim vodama.

Među ovom skupinom mikroorganizama su posebno značajni patogeni mikroorganizmi koji mogu biti uzročnici oboljenja (tifusa, paratifusa, hepatitisa, poliomijelitisa, kolere, tuberkuloze, dizenterije). Bolesti se mogu prenijeti kupanjem u nečistoj vodi (zbog dodira s kožom ili zbog gutanja vode) i naročito konzumiranjem proizvoda iz vode (npr. školjki koje se jedu sirove).

Kao indikator zagađenja ovim mikroorganizmima obično služe bakterije normalne crijevne flore ljudi i životinja – koliformne bakterije, određene kao najvjerojatniji broj bakterija (NBB).

Kad fekalni mikrooganizmi dospiju u prijemnik (okoliš) s drugačijim uvjetima za život (temperatura, koncentracija vodikovih iona, ultraljubičasto zračenje), postepeno isčezavaju. Vrijeme isčezavanja nije jednako za sve mikroorganizme, a prvenstveno ovisi o sadržaju otopljenih (hranjivih) soli u vodi.

(4) Hranjive soli nastaju procesom razgradnje organske tvari iz otpadnih voda ispuštanjem u prirodne i umjetne prijemnike. Ovaj je proces prvenstveno vezan uz nastanak soli dušika i fosfora, koje sudjeluju u stvaranju bjelančevina i time potiču razvoj planktona (lebdećih mikroorganizama čije je kretanje ovisno o strujanju vode) i zelenih biljaka.

Prema tome, ispuštanjem većih količina otpadnih voda bogatih organskim tvarima u vodne sustave (prijemnike) sa slabijom izmjenom vode (jezera, akumulacije, morski zaljevi) znatno se povećava količina hranjivih soli u ekosustavu. Ako su pri tome za razvoj biomase povoljni i ostali činioci (kisik, svjetlost i temperatura) može doći do prekomjernog rasta planktona i cvatnje otrovnih algi, tj. do pojave eutrofnogstanja u prijemniku.

Inače, umjereno povećana proizvodnja biomase je općenito korisna za razvoj ribarstva, ali i neprikladna za vode namijenjene rekreaciji.

(5) Postojane tvari su organske i sintetske biološki nerazgradive ili teško razgradive tvari. I u razdoblju dok traje njihova eventualna razgradnja nepovoljno djeluju na akvatični život, a mogu se i gomilati u organizmima.

Od ovih su tvari u otpadnim vodama od prvenstvenog interesa:

(a) mineralna ulja i njihovi derivati (naročito nafta i naftni derivati),(b) pesticidi, (c) detergenti,(d) plastične tvari.

(a) Mineralna ulja dospijevaju u vodne sustave s kućanskim i industrijskim otpadnim vodama. Na vodnoj površini stvaraju tanku prevlaku što zbog ometanja otapanja kisika iz zraka smanjuje količinu otopljenog kisika u vodi, te isključuje mogućnost korištenja vode za rekreaciju.

U toplijim područjima Zemlje mineralna su ulja biološki razgradiva (uz visoku potrošnju kisika), dok je u hladnijim predjelima razgradnja vrlo spora.

Inače, mineralna su ulja vrlo otrovna za žive organizme u vodi i kod koncentracije ispod 1 [mg l-1].

(b) Pesticidi dospijevaju u vodu ispiranjem poljoprivrednog zemljišta (gdje se koriste kao zaštitna sredstva), ali ih ima i u industrijskim otpadnim vodama.

U pogledu onečišćenja voda među najopasnije pesticide ubrajaju se klorirani ugljikovodici (DDT, dieldrin, lindan, endrin) koji se gomilaju u masnim tkivima. Dodatno, DDT ometa fotosintezu jednostaničnih algi.

(c) Detergente nalazimo u kućanskim i industrijskim otpadnim vodama. Njima se u vodne sustave unose znatne količine fosfata, što može izazvati eutrofikaciju.

Postojanost detergenata ovisi o njihovoj molekularnoj strukturi.

Tzv. tvrdi detergenti (alkilbenzensulfonati tetramerne vrste) su praktički nerazgradivi. Na vodnoj površini ovi detergenti stvaraju pjenu i time smanjuju otapanje kisika iz zraka.

Meki detergenti (linearni alkilsulfonati) se lakše razgrađuju, ali su dva do četiri puta otrovniji od tvrdih detergenata.

(d) Plastične tvari se nalaze u kućanskim i industrijskim otpadnim vodama u obliku konca, mrežica i vrećica.

Ekološko značenje ovih tvari nije još u potpunosti rastumačeno.

(6) Otrovne vari su tvari koje prema svojim količinama i svojstvima uzrokuju bolesti živih organizama, nenormalno ponašanje, kancerogene i genetičke promjene, fiziološke smetnje, fizičke deformacije i smrt.

U otpadnim (prvenstveno industrijskim) vodama opasne tvari su predstavljene:

(a) teškim metalima (živa, kadmij, olovo, nikal, cink, srebro, selen, mangan, krom, bakar, željezo),(b) otrovnim spojevima (cijanidi, kromati, flouridi).

Mada su neke od ovih tvari u manjim količinama potrebne za razvoj organizma, u većim količinama postaju otrovne tvari s vrlo nepovoljnim posljedicama.

(7) Radioaktivne tvari mogu u vodi biti prirodnog i umjetnog porijekla.

Prirodni izvori zračenja su radioaktivni elementi litosfere i svemirska zračenja.

Umjetni izvori zračenja su radioaktivne tvari koje se nalaze u industrijskim otpadnim vodama, prvenstveno vodama nulearnih elektrana, a potom i vodama iz industrijskih pogona u kojima se koriste radionukleidi.

Povećano zračenje može uzrokovati genetičke promjene, sterilnost, kancerogene bolesti i smrt živih organizama. Osim toga, radioaktivne tvari ulaze u biokemijske procese, koncentrirajući se od nižih prema višim organizmima prehrambenog lanca te mogu biti vrlo opasne za život čovjeka.

(8) Otopljeni plinovi su u otpadnim vodama prisutni u različitim koncentracijama.

Među najvažnijima je kisik koji je bitan za život velikog broja organizama u vodi. Nalazi se otopljen u vodoopskrbnoj vodi i tako dospijeva u otpadne vode. Određena količina kisika se dobije i njegovim obnavljanjem (oksigenacijom) iz zraka (dodirom zraka i slobodne površine otpadnih voda), kao i procesom fotosinteze.

Pored kisika otpadne vode vrlo često sadrže ugljični dioksid, koji dolazi otapanjem iz zraka i razgradnjom organske tvari, te sumporovodik, koji prvenstveno nastaje razgradnjom organskih i nekih anorganskih spojeva.

(9) Povišena temperatura vode posljedica je ispuštanja rashladnih voda iz industrijskih postrojenja, posebice termoelektrana i nuklearnih elektrana.

Toplija voda sadrži manje otopljenog kisika, a ubrzava metabolizam živih organizama, te se kisik brže troši, pa se pojavljuje sve veći manjak kisika. Zbog toga se mijenjaju životni uvjeti staništa, postupno isčezavajuorganizmi koji trebaju više kisika i počinje anaerobna razgradnja mrtve organske tvari.

* * *

Uz ove, u otpadnim vodama mogu biti prisutne i druge tvari (eksplozivne, zapaljive i korozivne tvari, kiseline i lužine) koje mogu biti štetne za kanalizacijsku mrežu i građevine na njoj, a također mogu nepovoljno djelovati i na procese pročišćavanja otpadnih voda. Stoga se u načelu provodi prethodno pročišćavanje ovakvih otpadnih voda.

* * *

U standardnim prilikama glavninu onečišćenja otpadnih voda (poglavito kućanskih) predstavljaju organske tvari za čiju se razgradnju troši otopljeni kisik iz vode. Prema tome, stupanj onečišćenja otpadnih voda organskom tvari u izravnoj je vezi s količinom kisika potrebnom za oksidaciju, odnosno razgradnju, te tvari.

Količina kisika potrebna da se razgradi biološki razgradiva organska tvar u vodi posredstvom aerobnih mikroorganizama naziva se biokemijska potrošnja kisika (BPK).

Ukupna biokemijska potrošnja kisika (BPKukup) je količina kisika potrebna za potpunu razgradnju organske tvari.

Radi kvantificiranja opterećenja otpadnih voda organskom tvari za praktične je potrebe uveden pokazatelj petodnevne biokemijske potrošnje kisika (BPK5).

BPK5 se određuje tako da se relativno mala količina otpadne vode razrijedi u znatno većoj količini destilirane vode bogate otopljenim kisikom. Ta se smjesa stavi u bocu u kojoj nema zraka i drži u njoj 5 dana na temperaturi 20 [°C]. Nakon toga se odredi koliko je otopljenog kisika potrošeno, te se ta količina izrazi u miligramima kisika na litru otpadne vode.

Orijentacijski, za kućanske otpadne vode BPK5 iznosi do 400 [mg l-1].

Ako bi se potrošnja kisika prikazala kumulativnom krivuljom u funkciji vremena, dobio bi se dijagram poput onog sa slike 2.6::01.

Slika 2.6::01 Dijagram biokemijske potrošnje kisika za tri različite temperature vode1 – prva faza; 2 –druga faza

Na dijagramu možemo uočiti:

(i) da se otopljeni kisik troši brže što je viša temperatura vode,(ii) da se proces oksidacije organske tvari odvija u dvije faze. Prva faza, u kojoj dolazi do oksidacije

ugljikove tvari (dekarbonizacija), traje relativno kratko, a druga faza, u kojoj dolazi do oksidacije dušikove tvari (nitrifikacija), traje puno dulje.

Utvrđeno je da je BPK svakog dana prve faze kod iste temperature u određenom odnosu s BPK ma kog drugog dana prve faze i s ukupnim BPK prve faze. Time je dobivena mogućnost uvida u stanje koje će se u prijemniku događati tokom vremena.

U tablici 2.6::I prikazani su podaci s kojima su biokemijske potrošnje kisika pri različitim temperaturama, [°C], i vremenima, [d], izražene u odnosu na vrijednost BPK5 (pri 20 [°C]). Podcrtane vrijednosti označavaju približno prijelaz na drugu fazu oksidacije organske tvari (nitrifikaciju).

Tablica 2.6::I Podaci za proračun vrijednosti BPK

1,901,761,611,461,321,171,02Prva faza

---1,461,31,140,9725

--1,611,451,281,100,9220

-1,761,601,441,271,080,918

-1,751,591,431,241,060,8516

1,901,741,581,401,211,020,8214

1,891,731,561,371,170,970,7712

1,881,711,521,321,100,900,7010

1,871,691,491,281,060,850,669

1,851,661,451,231,010,800,628

1,821,621,401,170,950,750,577

1,781,561,311,100,880,680,516

1,711,471,231,000,790,600,455

01,61,351,110,880,630,520,384

1,421,170,930,730,560,410,313

1,140,910,710,540,400,300,212

0,700,540,410,300,220,160,111

3530252015105

Temperatura [ºC]Dani

Kod ispitivanja svojstava otpadnih voda, naročito industrijskih, uobičajeno je određivanje i kemijske potrošnje kisika (KPK).

To je ukupna količina kisika koja se potroši na razgradnju organske tvari, a ekvivalentna je koncentraciji oksidansa (kalijevog bikromata).

Ispitivanja su ukazala da je BPKukup = (0.0 do 0.93) KPK, a BPK5 = (0.0 do 1.0) BPKukup.

Organske tvari kod kojih se BPKukup malo razlikuje od KPK, a BPK5 od BPKukup, lako oksidiraju. U suprotnome, tvari s izrazito različitim vrijednostima BPK i KPK, a naročito BPK5 i BPKukup, teško oksidiraju.

* * *

Za industrijske otpadne vode koje su onečišćene (zagađene) organskom tvari uobičajeno je BPK5 izražavati tzv. ekvivalentnim brojem stanovnika (ES), tj. usporedbom BPK5 industrijske otpadne vode s BPK5 otpadne vode po stanovniku.

2.6.2. SVOJSTVA PRIJEMNIKA

Za ispuštanje pročišćenih (i nepročišćenih) otpadnih voda kao prijemnici se mogu koristiti:

(I) prirodni (vodotoci, jezera, mora) i umjetni (kanali, akumulacije) vodni sustavi,(II) tlo.

U praksi je najčešće ispuštanje u vodne sustave, prvenstveno prirodne, tako da će se naredne analize odnositi na ovu vrstu prijemnika.

U pogledu ispuštanja otpadnih voda, kod vodnih su sustava od temeljne važnosti slijedeće dvije skupine njihovih osobina:

(1) hidrološke i hidrauličke osobine,(2) fizikalne, kemijske, biološke i bakteriološke osobine.

(1) Hidrološke i hidrauličke osobine prijemnika ogledaju se u slijedećim pokazateljima:

(a) količini vode (protoku) i uvjetima tečenja, odnosno o dinamici izmjena vodnih masa (kod jezera, mora iumjetnih vodnih sustava),

(b) razini vode,(c) pronosu nanosa,(d) pojavi leda.

(2) Fizikalne, kemijske, biološke i bakteriološke osobine prijemnika su uglavnom sadržane u ovim pokazateljima:

(a) boji, mirisu i okusu,(b) mutnoći,(c) temperaturi,(d) koncentraciji vodikovih, H+, iona,(e) elektroprovodljivosti,(f) ukupnom suhom ostatku, (g) ukupnoj tvrdoći,(h) otopljenim plinovima,(i) otopljenim, koloidnim i lebdećim organskim i anorganskim tvarima,(j) mikroorganizmima,(k) životnim (biljnim i životinjskim) zajednicama.

Ispuštanjem otpadnih voda u prijemnike dolazi do promjene vrijednosti ovih pokazatelja, odnosno do promjene svojstava prijemnika. Promjena je toliko izraženija koliko je niži stupanj pročišćavanja otpadnih voda.

Sukladno prethodnim tumačenjima možemo zaključiti da je temeljni problem sadržan u tome što se s otpadnim vodama ispuštaju i znatne količine razgradivih otpadnih tvari, čime se osjetno povećava potrošnja otopljenog kisika iz prijemnika. Dodatno, kisik troši vodna flora i fauna, uključujući i mikroorganizme (prvenstveno bakterije) koji u isto vrijeme konzumiraju kisik i organsku tvar kojom se hrane.

Dakle, ispuštanjem otpadnih voda u prijemnike može doći do osjetnog smanjenja otopljenog kisika, a u ekstremnim situacijama može i sasvim nestati, tako da u potonjem slučaju dolazi do potpunog izumiranja akvatičnog života.

Zato se u prijemnicima javlja tendencija obnavljanja kisika (iz zraka i procesom fotosinteze). Međutim prisutstvo (plivajućih) mineralnih ulja i tvrdih detergenata, te koloidnih i lebdećih tvari u vodi znatno umanjuje oksigenaciju.

Obnavljanje kisika također usporavaju i otpadne vode s povišenom temperaturom, jer je kisik slabije topiv u toplijoj nego u hladnijoj vodi.

Obnavljanje kisika u vodi ovisi i o temperaturi vode i tlaku zraka.

Za vodu se kaže da je zasićena (saturirana) kisikom ako sadrži maksimalnu količinu otopljenog kisika koju može primiti pri datoj temperaturi i tlaku.

Dijagram saturacijske vrijednosti otopljenog kisika, O2 , u vodi pri njezinim različitim temperaturama i normalnom tlaku zraka prikazan je na slici 2.6::02.

Slika 2.6::02 Dijagram saturacijske vrijednosti otopljenog kisika u vodi pri različitim temperaturama vode i normalnom tlaku zraka

Količina otopljenog kisika u vodi može se i procijeniti na osnovi organizama koji žive u vodi. Tako npr. jako zagađenu vodu karakterizira prisutstvo sivog fungusa (biljaka bez klorofila), a čistu (ili malo onečišćenu) vodu prisutstvo zelenih algi, planktona, školjki, riba i drugih viših oblika života.

Za održavanje riba treba na najnepovoljnijem dijelu (potezu) prijemnika osigurati slijedeće minimalne količine otopljenog kisika: za pastrvu 7 [mg l-1], za ostalu plemenitu ribu 5 [mg l-1], a za šarana, soma i drugu običnu ribu 3.5 [mg l-1].

Nezagađeni prijemnici u načelu sadržavaju količinu otopljenog kisika koja približno odgovara saturacijskoj vrijednosti.

Ispuštanjem otpadnih voda opterećenih organskom tvari u takav prijemnik doći će (zbog djelovanja mikroorganizama) do postupnog smanjenja otoljenog kisika u vodi. Vrijednost smanjenja kisika ovisi o količinskom odnosu čiste spram otpadnoj vodi i njezinim osobinama.

Ako su količine otpadnih voda i organskih tvari u njima male u usporedbi s količinom vode (protokom) u prijemniku, onda će u prijemniku biti dovoljno otopljenog kisika za aerobnu razgradnju organske tvari, odnosno neće doći do poremećaja prvotnih osobina prijemnika. Međutim, kod aerobnog stanja u prijemniku i dalje će postojati bakteriološka zagađenost koja predstavlja potencijalnu opasnost po zdravlje ljudi (ako prethodno nije izvršena dezinfekcija efluenta).

U recipijentima u kojima količina otopljenog kisika nije dovoljna za proces aerobne razgradnje doći će do anaerobnih procesa, odnosno do truljenja, pojave neugodnih mirisa i sl.

Prema tome, količina otopljenog kisika predstavlja temeljni kriterij čistoće, odnosno onečišćenja (zagađenja), prijemnika.

Slika 2.6::03 Dijagram otopljenog kisika u prijemniku u funkciji vremena

OK – krivulja obnavljanja kisika; MK0 – početno manjak kisika;D – krivulja deoksigenacije (MK0 + BPK);

MK – krivulja manjka kisika (OK –D); MKcr – kritični manjak kisika

Primjer odnosa otopljenog kisika u prijemniku i vremena ispuštanja otpadnih voda u taj prijemnik grafički je predočen dijagramom na slici 2.6::03.

Na osi apscisa je prikazano vrijeme, t, u danima, gdje početna točka predstavlja trenutak kada se otpadne vode ispuštaju u recipijent.

Os ordinata na gornjem dijelu dijagrama prikazuje obnovljeni kisik u prijemniku, a krivulja (OK) toga dijela dijagrama prikazuje ukupnu količinu obnovljenog kisika od trenutka ispuštanja otpadnih voda u prijemnik do proizvoljnog trenutka poslije toga.

Prema laboratorijskim ispitivanjima količina obnavljanja kisika na 1 [m²] slobodne vodne površine za 24 [h] iznosi: 1.4 [g] kod stajaćih voda bez vjetra, 5.4 [g] kod laganog riječnog toka i do 50 [g] kod brzog riječnog toka ili prilikom umjetnog miješanja vode.

Os ordinata na donjem dijelu dijagrama prikazuje utrošeni kisik i njegov manjak.

Prva krivulja, zvana krivulja deoksigenacije (D), toga dijela dijagrama prikazuje ukupnu količinu otopljenog kisika koja je do nekog trenutka utrošena procesom razgradnje organske tvari (BPK), uključujući i pretpostavljeni manjak kisika (MKO) prije ispuštanja otpadnih voda u prijemnik (zbog razgradnje organske tvari koja je već prisutna u prijemniku). Zato ova krivulja ne počinje na osi ordinata s vrijednošću nula.

Druga krivulja, zvana krivulja manjka kisika (MK), toga dijela dijagrama prikazuje koliki je manjak kisika uprijemniku u bilo koje vrijeme od trenutka ispuštanja otpadnih voda. Dobije se kao razlika krivulje (OK) i (D).

Sukladno količini i stupnju zagađenja otpadnih voda i brzini obnavljanja kisika ova će krivulja imati pliće ili dublje sedlo.

Prema tome, najgore stanje u prijemniku je u trenutku kada MK krivulja dosiže najnižu točku, odnosno kritični manjak kisika (MKcr).

Ova krivulja ujedno ukazuje da u pogledu manjka kisika najgore stanje u prijemniku nije na mjestu ispuštanja otpadnih voda, nego nizvodno.

Nakon kritične točke povećava se količina otopljenog kisika i prijemnik se postupno vraća u prvotno stanje.

Ovakve analize omogućuju postavljanje prognoze što će se s prijemnikom dogoditi kad se u njega ispuste otpadne vode, tj. koliki će manjak kisika nastati, a naročito hoće li se sadržaj otopljenog kisika spustiti ispod one granice koja se u danim prilikama još može tolerirati.

Za definiranje manjka kisika u prijemniku postoje i matematički modeli, kao npr. Streeter – Phelpsov model (1925), koji se (iako najstariji) uz manje ili veće popravke upotrebljava i danas.

Prethodna razmatranja ukazuju da svaki prijemnik ima sposobnost razgradnje (mineralizacije) organske tvari, što nazivamo samopročišćavanje prijemnika.

Ovaj proces se u prijemnicima odvija u istim biološkim načelima kao i na uređajima za pročišćavanje otpadnih voda, osim što se:

(i) razgradnja organske tvari u prijemniku odvija na duljini toka ili vodnoj površini od nekoliko kilometara, a na uređaju za pročišćavanje na nekoliko metara,

(ii) optimalni uvjeti okoline za razvoj mikroorganizama i kontrolu teže održavanju u prijemniku nego na uređaju,

(iii) proces samopročišćavanja prijemnika poklapa s ostalim ljudskim djelatnostima (vodoopskrba, ribolov, sport, navodnjavanje itd.)

Iz ekonomskih je razloga očito da je u praksi prisutno nastojanje maksimalnog iskorištenja procesa samopročišćavanja prijemnika. Međutim, ovakva su nastojanja ograničena potrebom očuvanja dinamičke ravnoteže u prijemniku.

Proces samopročišćavanja u prijemniku (vodotoku) odvija se u četiri područja, slika 2.6::04. To su:

(A) područje onečišćenja (zona degradacije),(B) područje razgradnje (zona dekompozicije), (C) područje oporavka (zona regeneracije),(D) područje čiste vode.

Slika 2.6::04 Područja samopročišćavanja prijemnikaA – područje onečišćenja; B – područje razgradnje; C – područje oporavka; D – područje čiste vode;

1 – ispuštanje otpadnih voda; 2 – početno stanje otopljenog kisika; 3 – krivulja otopljenog kisika u prijemniku; 4 – početno stanje BPK; 5 - BPK

(A) Područje onečišćenja počinje odmah nizvodno od točke (mjesta) ispuštanja otpadnih voda u prijemnik. U ovom je području vrlo uočljiva zagađenost, nastaje izražena redukcija otopljenog kisika, bitno se smanjuje broj riba, velika je mutnoća, a ako je brzina toka mala dolazi do taloženja krutina i do stvaranja naslaga mulja koji trune i doprinosi daljnjoj degradaciji prijemnika.

Također je intenzivan i biološki život, s velikim brojem bakterija, uključivo i patogenih.

(B) Područje razgradnje karakterizirano je procesom anaerobne razgradnje organske tvari u vodi, jer je gotovo sav otopljeni kisik potrošen. U ovoj zoni nema riba, voda je tamne boje i neugodnog mirisa. Slično kao i u prvom području, nastavlja se proces taloženja i formiranja mulja.

Ako je količina kisika u prijemniku dovoljna da se stalno održava aerobno stanje (veliko početno razrjeđenje), ovo područje može sasvim izostati tako da prijemnik iz prve zone odmah prelazi u treću.

(C) Područje oporavka karakterizirano je postupnim povećanjem otopljenog kisika u prijemniku, smanjenjem broja mikroorganizama i količine organske tvari, čime i izgled vode postaje sve prirodniji. Također, u ovoj zoni mogu opstati viši oblici života (ribe). Proces taloženja se i dalje odvija, a mulj se razgrađuje pod utjecajem crva i ličinki.

(D) Područje čiste vode sadrži otopljen kisik blizu njegove saturacijske vrijednosti, što znači da je razgradnja organske tvari praktički završena, mikroorganizmi (uključujući i bakterije) su u relativno malom broju, a ostali organizmi koji se inače nalaze u čistoj vodi su mnogobrojni. Prema tome, u ovom je području voda iste kvalitete kao i prije ispuštanja otpadnih voda.

2.6.3. UVJETI ISPUŠTANJA OTPADNIH VODA

Mada je ispuštanje otpadnih voda posljednja operacija upravljanja sustavom odvodnje, uvjeti za njegovu provedbu imaju povratne posljedice na potrebni stupanj pročišćavanja otpadnih voda, i prema tome, nikako se ne mogu odvojiti od ovog problema.

Istodobno s ispuštanjem otpadnih voda treba kontrolirati stanje vodnih sustava u koje se ove vode ispuštaju, kako bi se spriječile sve neželjene promjene u ekosustavu.

Poremećaji koji nastaju u ekološkim sustavima zbog ispuštanja otpadnih tvari su dugotrajniji i s višegodišnjim zakašnjenjem pojavljivanja njihovog utjecaja na okoliš.

Prema tome, uvjeti ispuštanja se ne smiju odrediti temeljem povratnih informacija, jer bi nakon nastalih promjena već bilo prekasno za promjenu načina upravljanja sustavom odvodnje.

Zato se pri ispuštanju otpadnih voda moraju primijeniti određeni kriteriji, odnosno propisani standardi, s kojima se zaštićuju ekološki sustavi od neželjenih promjena

Budući da uvjeti ispuštanja otpadnih voda ovise i o svojstvima otpadnih voda i o svojstvima prijemnika, svi standardi za zaštitu ekosustava mogu se svrstati u dvije skupine:

(1) standardi prijemnika,(2) standardi ispuštene vode (efluenta).

(1) Standardi prijemnika određuju namjenu ili način iskorištavanja prijemnika i granične vrijednosti pojedinih pokazatelja kvalitete prijemnika.

(2) Standardi ispuštene vode određuju dopuštene dotoke pojedinih onečišćivača, odnosno potrebni stupanj pročišćavanja otpadnih voda.

Primjenom prve skupine standarda u povoljnijem su položaju potrošači vode koji otpadne vode ispuštaju u veću vodenu masu prijemnika (npr. otvoreno more). Takvi standardi omogućuju besplatno iskorištavanje procesa samopročišćavanja prijemnika.

Standardima koji se odnose na ispuštene vode postiže se stroža kontrola ispuštenih otpadnih tvari, što u načelu iziskuje veće troškove pročišćavanja otpadnih voda.

U biti, oba ova pristupa zasnivaju se na potrebi da se zaštite prijemnici, samo što se propisi o standardu efluenta postepeno s vremenom sve više pooštravaju s ciljem da se postigne zadovoljavajuća kvaliteta prijemnika, odnosno da se unos onečišćenja (zagađenja) ne prilagodi kapacitetu prijemnika.

Kod nas polazište u zakonskoj regulativi za zaštitu voda čini Zakon o vodama (1965), koji je kasnije više puta mijenjan (posljednja verzija je iz 1995. godine), a prema kojemu se zaštita voda ostvaruje nadzorom nad stanjem kvalitete voda i izvorima onečišćenja, sprječavanjem, ograničavanjem i zabranjivanjem radnji i ponašanja koja mogu utjecati na onečišćenje voda i stanje okoliša u cjelini, te drugim djelovanjima usmjerenim očuvanju i poboljšanju kvalitete i namjenske uporabljivosti voda.

Kao posljedica stupnja razvoja naše zemlje, kod dosadašnjih je propisa (uredbi, pravilnika, odluka, planova, uputstava) koji su proizlazili iz Zakona o vodama težište bilo na standardima prijemnika, za razliku od npr. zemalja Europske unije koje primjenjuju standarde ispuštene vode.

Njima je Europska unija postupno uvela jedinstvene propise (preporuke, rezolucije, uredbe, odluke i direktive Savjeta) za zaštitu voda na čitavom svom području i utvrdila kvalitetu pojedinih skupina otpadnih voda, odnosno propisala za svaku skupinu stupanj obaveznog pročišćavanja.

Usmjerenje Republike Hrvatske prema europskim integracijama uvjetuje potrebu usklađivanja regulative iz oblasti zaštite voda s onom koja je na snazi u Europskoj uniji, tako da se prema posljednjem Zakonu o vodama (NN 107/95) uvode standardi ispuštene vode, temeljem kojih se radi sprječavanja pogoršanja kvalitete voda i zaštite okoliša u cjelini propisuju granične vrijednosti opasnih i drugih tvari:

(a) za industrijske otpadne vode prije njihovog ispuštanja u sustav odvodnje, odnosno u drugi prijemnik,(b) za otpadne vode koje se nakon pročišćavanja ispuštaju u prirodni prijemnik,(c) za otpadne vode i tvari koje se ispuštaju u septičke i sabirne jame.

Ovo je regulirano Pravilnikom o graničnim vrijednostima opasnih i drugih tvari u otpadnim vodama (NN 94/08).

2.6.4. VRSTE PROČIŠĆAVANJA OTPADNIH VODA

Zavisno od svojstava otpadnih voda i potrebnog stupnja njihovog pročišćavanja razlikujemo, slika 2.6::05:

(1) mehaničko ili prethodno (primarno) pročišćavanje,(2) biološko ili naknadno (sekundarno) pročišćavanje,(3) fizikalno – kemijsko (tercijarno) pročišćavanje.

Mehaničko i biološko pročišćavanje se ponekad nazivaju konvencionalno pročišćavanje.

Mada je ova podjela u literaturi i praksi vrlo uvriježena, treba je shvatiti dosta uvjetni, jer:

(i) mehaničko pročišćavanje se provodi radi poboljšanja kvalitete otpadnih voda (smanjena količina krupnih plivajućih, lebdećih i masnih tvari) kako bi se uklonile one tvari koje bi mogle oštetiti uređaje za biološko i fizikalno – kemijsko pročišćavanje. Prema tome, mehaničko pročišćavanje je prethodna faza biološkog i fizikalno – kemijskog pročišćavanja, kao dviju osnovnih vrsta pročišćavanja otpadnih voda,

(ii) sam termin mehaničko pročišćavanje je dosta neprikladan, pošto neke faze mehaničkog pročišćavanja imaju i osobine fizikalno – kemijskih procesa.

Međutim, kao što je istaknuto, zbog opće prihvaćenosti gornje podjele ovdje će se također prikloniti svrstavanju pročišćavanja otpadnih voda na mehaničko, biološko i fizikalno – kemijsko.

Svako od ovih pročišćavanja provodi se na objektu s pripadnom elektrostrojarskom opremom, koji nazivamo uređaj za pročišćavanje.

Slika 2.6::05 Vrste pročišćavanja otpadnih voda(1) mehaničko pročišćavanje; (2) biološko pročišćavanje; (3) fizikalno – kemijsko pročišćavanje

1 – dovod otpadne vode; 2 – odvod pročišćene vode

2.6.4. – 1. Mehaničko pročišćavanje

Općenito, mehaničko pročišćavanje otpadnih voda obuhvaća slijedeće faze, slika 2.6::05(1):

(A) rešetanje i/ili usitnjavanje (dezintegraciju),(B) taloženje (u pjeskolovu, PJ) i isplivavanje,(C) izjednačavanje (egalizaciju) i/ili neutralizaciju.

Prvu i drugu fazu mehaničkog pročišćavanja redovito susrećemo kod pročišćavanja kućanskih otpadnih voda. Treća faza se u načelu primjenjuje za industrijske otpadne vode.

(1) Rešetanje je proces uklanjanja krupne tvari (lišća, krpa, stakla, komadića drveta, plastike) iz otpadnih voda radi zaštite crpki i drugih dijelova uređaja za pročišćavanje.

Ovaj se proces odvija na rešetkama, čiji učinak ovisi o slobodnom otvoru među šipkama rešetke.

U kanalizaciji se uglavnom koriste:

(a) grube rešetke, sa slobodnim otvorom 50 do 100 [mm],(b) srednje rešetke, sa slobodnim otvorom 10 do 25 [mm],(c) fine rešetke, sa slobodnim otvorom 3 do 10 [mm].

Najveći učinak imaju fine rešetke na kojima se zaustavlja i dio lebdećih tvari.

Učinak pročišćavanja na finim rešetkama iznosi:

(i) smanjenje BPK5 za 3 do 10 [%],(ii) smanjenje lebdećih tvari za 2 do 20 [%],(iii) smanjenje bakterija za 10 do 20 [%],(iv) smanjenje KPK za 5 do 10 [%].

Rešetke mogu biti ravne i lučne, slika 2.6::06.

Čiste se ručno ili mehanički. Ručno se čiste rešetke na manjim uređajima i grube rešetke koje se na većim uređajima postavljaju kao zaštita srednjih i finih rešetki.

Širina rešetke, br [m], definirana je izrazom:

gdje su:

Q – protok, [m³ s-1],s – debljina šipke rešetke, [mm],e – slobodni otvor među šipkama, [mm],h – dubina (vode) u kanalu, [m],v – brzina vode, [m s-1],f – stupanj zapunjenja rešetke, [1], (0.8 do 0.9)

( )hvef

esQbr

+=

Slika 2.6::06 Rešetke s mehaničkim čišćenjem(a) ravna rešetka; (b) lučna rešetka

1 – pogonski motor; 2 – izlazni lijevak; 3 – sanduk (podest) za otpatke; 4 – nosač rešetke; 5 – lanac; 6 – zgrtač;7 – češalj za čišćenje rešetke; 8 – pogonski lančanik; 9 - zid kanala; 10 – ležište rešetke

Brzina vode u kanalu se obično uzima od 1.0 do 1.5 [m s-1], a da bi se izbjeglo taloženje otpadnih tvari ne bi smjela biti manja od 0.6 [m s-1].

Gubici visine, ΔH [m], pri protjecanju kroz rešetku iznose 0.1 do 0.4 [m].

U tehnologiji pročišćavanja otpadnih voda ponekad se umjesto finih rešetki za uklanjanje krupnijih suspenzija, koriste makro(sita). Izvode se od nehrđajuće žice ili prorupčanog lima s veličinom otvora do 3.0 [mm]. Zavisno od konstrukcije, na sitima se zadržava i do 35 [%] lebdećih tvari. Čišćenje sita je automatsko (četkama, zrakom ili vodom).

(2) Usitnjavanje otpadne tvari je proces koji ili potpuno zamjenjuje rešetanje ili se primjenjuje nakon prolaska otpadne vode kroz grubu rešetku.

Krupne otpadne tvari usitne se i isjeku u čestice veličine 3 do 8 [mm] i odvode dalje na pročišćavanje bez opasnosti od začepljenja crpki i drugih dijelova uređaja.

Usitnjavanje otpadne tvari se obavlja usitnjivačima. U praksi se najčešće upotrebljavaju usitnjivači sa slobodnim prolazom vode, slika 2.6::07.

Gubitak visine, ΔH [m], na ovom tipu usitnjivača iznosi 0.1 do 0.3 [m].

Slika 2.6::07 Usitnjivač sa slobodnim prolazom vode1 – dovod; 2 – odvod; 3 – usitnjivač; 4 – zapornice; 5 – obilazni vod s rešetkom (za slučaj kvara usitnjivača)

(3) Taloženje se kod mehaničkog pročišćavanja primjenjuje za izdvajanje pijeska i ostalih krupnijih čestica mineralnog porijekla iz otpadnih voda. To je potrebo radi zaštite rotora crpki, te cjevovoda od abrazije, kao i ostalih dijelova uređaja.

Radi orijentacije, kao prosječna vrijednost uzima se količina pijeska (s 50 do 60 postotnim sadržajem vode) 5 do 12 [dm³] po stanovniku na godinu.

Građevine u kojima se odvija ovaj proces zovu se pjeskolovi, slika 2.6::08. U pravilu se postavljaju kod mješovitih sustava odvodnje i na oborinskoj kanalskoj mreži.

Slika 2.6::08 Pjeskolovi(a) pravokutni trokomorni; (b) okrugli jednokomorni

1- dovod; 2 – zapornice; 3 – crpke za veđenje pijeska; 4 – komora za pijesak; 5 - odvod

Pjeskolovi se izvode kao taložnici, dakle kao spremnici u kojima se smanjuje brzina vode i tako omogućava taloženje zrnatih čestica. Radi sprječavanja istovremenog taloženja i čestica organskih tvari, nastoji se postići minimalna (horizontalna) brzina protjecanja vode kroz pjeskolov oko 0.3 [m s-1]. Pri ovoj ce se brzini praktički istaložiti sve čestice pijeska promjera većeg od 0.25 [mm].

Vrijeme zadržavanja (protjecanja) vode kroz pjeskolov uzima se 45 do 90 (najčešće 60) [s].

Preporučljivi odnosi dubine i duljine, te duljine i širine pjeskolova istovjetni su odgovarajućim odnosima kao i kod taložnika, točka 1.7.2 – 4.

Pjeskolovi imaju pravokutni i okrugli tlocrt, slika 2.6::08. Pretežno su višekomorni, kako bi se omogućilo vađenje pijeska i izravnavanje oscilacija u dotoku.

Kod manjih uređaja pjeskolovi se čiste ručno, a kod većih mehanički.

(4) Isplivavanje je proces uzlaznog kretanja čestica raspršenih u vodi kojima je gustoća manja od gustoće vode.

Kod pročišćavanja otpadnih voda ovaj se proces pretežno koristi za uklanjanje ulja i masti.

Razlikuje se prirodno i stimulirano isplivavanje.

Prirodno isplivavanje se ostvaruje kod čestica kojima je gustoća manja od gustoće vode, a stimuliranonajčešće upuhivanjem komprimiranog zraka (aeracijom) u sitnim mjehurićima, koji se lijepe na čestice gustoće veće od gustoće vode, koje se potom izdižu na površinu.

Učinak flotacije ovisi o više činilaca: vremenu zadržavanja vode u spremniku, gustoći, veličini i masenomprotoku čestica, te brzini protjecanja i temperaturi vode.

Prirodnim isplivavanjem može se smanjiti sadržaj plivajućih tvari 80 do 90 [%], a stimuliranim i do 98 [%](ako je temperatura vode niža od 30 do 35 [°C]).

Isplivavanje se odvija u flotatorima. To su jedno ili višekomorni spremnici slični taložnicima, pretežno pravokutnog tlocrta, koji ispred odvoda (izlaznog preljeva) imaju manju pregradu sa sakupljačem plivajućih tvari, a aerirani flotatori i sustav za upuhivanje komprimiranog zraka (pod tlakom cca 0.6 [bara]), slika 2.6::09.

Volumen (dimenzije) flotatora odabiru se iz uvjeta da vrijeme zadržavanja vode u bazenu bude 3 do 5 [min]. Brzina protjecanja vode obično se uzima 0.015 [m s-1].

Slika 2.6::09 Aerirani jednokomorni flotator1 – dovod; 2 – sustav za upuhivanje komprimiranog zraka; 3 – pregrada sa sakupljačem plivajućih tvari;

4 – zgrtač plivajućih tvari; 5 - odvod

Kod aeriranih flotatora količina upuhivanja zraka iznosi reda veličine 5 [m3 h-1] po metru kubnom volumena spremnika.

Za praksu se preporučuju slijedeće vrijednosti i odnosi karakterističnih parametara flotatora:

(a) širina, 2.0 do 6.0. [m],(b) dubina vode, 1.0 do 2.5 [m],(c) odnos dubine i širine, 0.3 do 0.5.

Kod pročišćavanja kućanskih otpadnih voda, u kojima prosječna količina plivajućih tvari (ulja i masti) iznosi 1 do 5 [l stanovnik-1 godina-1] ne izvode se posebno flotatori, već se uklanjanje plivajućih tvari obavlja u pjeskolovu, slika 2.6::10.

Slika 2.6::10 Aerirani dvokomorni pjeskolov i flotator1 – sustav za upuhivanje komprimiranog zraka; 2 – uzdužne pregrade; 3 – hrastove platice

(5) Izjednačavanje je proces zadržavanja otpadnih voda u spremniku da se izjednače temeljna svojstva vode (koncentracija vodikovih, H+, iona, boja, mutnoća, BPK, KPK i dr.), uz dodatne učinke zbog fizikalnih, kemijskih i bioloških promjena tokom zadržavanja.

Budući da je ovaj proces u načelu primjeren za pročišćavanje industrijskih otpadnih voda, vrijeme zadržavanja ovisi o industrijskim (tehnološkim) procesima i ne može biti kraće od trajanja cjelokupnog ciklusa.

Radi sprječavanja taloženja i postizanja boljeg miješanja vode upotrebljavaju se mehaničke mješalice i primjenjuje se aeracija. Upuhivanjem zraka potpomaže se biološka i kemijska oksidacija otpadne tvari.

(6) Neutralizacija je proces za promjenu koncentracije vodikovih, H+, iona (vrijednosti pH) u industrijskim otpadnim vodama. Naime, ove vode često sadrže kisele i bazične sastojke u količinama s kojima se ne smiju ispuštati u prirodne vodne sustave, gdje se dopušta ispuštanje otpadnih voda s vrijednošću pH od 6 do 9 (a kod primjene biološkog pročišćavanja od 6.5 do 8).

Neutralizacija je jedan od temeljnih procesa za prethodno pročišćavanje industrijskih otpadnih voda.

Najjednostavnije se postiže miješanjem otpadnih voda iz različitih pogona, odnosno miješanjem kiselih s bazičnim otpadnim vodama. Druga je mogućnost dodavanjem reagensa (npr. natrijeve lužine u kisele vode, a sumporne kiseline u bazične vode).

Izbor reagensa i količina (doziranje) utvrđuje se eksperimentalno.

2.6.4 – 2. Biološko pročišćavanje

Mehaničkim se pročišćavanjem iz otpadnih voda uglavnom uklanja manji dio onečišćenja (krupni otpaci, brzo taložive krutine, ulja i masti), dok veći dio onečišćenja ostaje u otpadnim vodama (organske i anorganske krutine u otopljenom i koloidnom stanju, mikroorganizmi, hranjive soli, pesticidi, detergenti, otrovne i radioaktivne tvari).

Za uklanjanje potonje skupine onečišćenja potrebno je primijeniti viši stupanj pročišćavanja otpadnih voda, odnosno biološko ili fizikalno – kemijsko pročišćavanje.

Biološko pročišćavanje otpadnih voda u općem slučaju obuhvaća slijedeće faze, slika 2.6::05(2):

(A) rešetanje i/ili usitnjavanje, (B) taloženje (u pjeskolovu, PJ) i isplivavanje, mehaničko pročišćavanje(C) izjednačavanje i/ili neutralizaciju, (D) taloženje (u prethodnim taložnicima, PT) i isplivavanje,(E) biološke procese (u aeriranim spremnicima s aktivnim muljem, lagunama, prokapnicima, okretnim

biološkim nosačima, anaerobnim digestorima,(F) taloženje (u naknadnim taložnicima, NT), isplivavanje i procjeđivanje,(G) dezinfekciju.

Prve tri faze čine mehaničko pročišćavanje koje je prethodno tumačeno. Preostale faze sadrže niz procesa (taloženje, procjeđivanje, dezinfekciju) koji su tumačeni u prethodnom poglavlju prilikom opisa kondicioniranja vode, točka 1.7, tako da se ovdje neće detaljnije obrazlagati već će se samo iznijeti određene posebnosti u odnosu na njihovu ulogu u procesu kondicioniranja vode.

Nešto šire će se tumačiti procesi s kojima se do sada nismo susretali (biološki procesi u aeriranimspremnicima s aktivnim muljem, lagunama, prokapnicama, okretnim biološkim nosačima, anaerobnim digestorima).

(1) Taloženje se kod sekundarnog (i tercijarnog) pročišćavanja otpadnih voda primjenjuje za smanjenje anorganske i dijela organske lebdeće tvari.

Kod biološkog pročišćavanja razlikujemo dva stupnja taloženja:

(a) taloženje u prethodnim taložnicima, iz kojih se voda odvodi na biološke procese (u aeriranimspremnicima s aktivnim muljem, lagunama, prokapnicima, okretnim biološkim nosačima, anaerobnimdigestorima),

(b) taloženje u naknadnim taložnicima, u koje se dovodi voda pročišćena biološkim procesima.

(a) Taloženje u prethodnim taložnicima se primjenjuje za uklanjanje suspenzija koje se u otpadnim vodama nalaze u obliku zrna i pahuljica.

Učinak pročišćavanja otpadnih voda u prethodnim taložnicima iznosi približno:

(i) smanjenje BPK5 za 25 do 40 [%],(ii) smanjenje ukupnih lebdećih tvari za 40 do 70 [%],(iii) smanjenje bakterija za 25 do 75 [%],(iv) smanjenje KPK za 20 do 35 [%].

Budući da se u otpadnim vodama nalaze izmiješane suspenzije u obliku zrna i pahuljica, učinak pročišćavanja u prethodnim taložnicima ovisi i o vremenu zadržavanja vode, tablica 2.6::II.

Tablica 2.6::II Vrijeme zadržavanja otpadnih voda (s manjim sudjelovanjem industrijskih otpadnih voda) u funkciji površinskog opterećenja i dubine taložnika

1,871,561,250,941,60

2,141,781,421,071,40

2,502,081,681,251,20

3,002,502,001,501,00

3,753,122,51,870,80

Vrijeme zadržavanja, Ts [h]

3,02,52,01,5

Dubina taložnika, Hs [m]Površinsko opterećenje,

PO [m/h]

Slika 2.6::11 Pravokutni prethodni taložnik1 – dovod; 2- zgrtač mulja; 3 – muljna komora; 4 – odvod mulja; 5 – skupljač plivajućih tvari; 6 - odvod

(b) Taloženje u naknadnim taložnicima primjenjuje se za bistrenje vode pročišćene biološkim procesima u kojoj se još nalazi pahuljičastog mulja.

To je često posljednja faza pročišćavanja otpadnih voda.

Budući da se radi o uklanjanju pahuljičastih suspenzija, učinak taloženja u naknadnim taložnicima bitno ovisi o vremenu zadržavanja vode.

Prevalentan utjecaj na učinak taloženja u ovoj vrsti taložnika ima udio industrijskih otpadnih voda. Za izbor dimenzija naknadnih taložnika za bistrenje industrijskih voda potrebna su prethodna ispitivanja.

Naknadni taložnici najčešće imaju kružni tlocrt.

Za industrijske i otpadne vode s pretežnim udjelom industrijskih otpadnih voda podaci za dimenzioniranje taližnika utvrđuju se na osnovi ispitivanja.

Prethodni taložnici su tlocrtnim, funkcionalnim i konstrukcijskim rješenjima analogni taložnicima za kondicioniranje vode, točka 1.7.2 – 4, s tim da su dodatno opremljeni skupljačem plivajućih tvari (pjene s vodne površine), slika 2.6::11.

(2) Biološki procesi se primjenjuju za pročišćavanje kućanskih otpadnih voda i industrijskih otpadnih voda s pretežnim udjelom organske (biološki razgradive) tvari i sa sadržajem opasnih tvari ispod kritičnih koncentracija.

Pročišćavanje biološkim procesima temelji se na aktivnosti mikroorganizama koji razgrađuju mrtvu organsku tvar upotrebljavajući je kao hranu za gradnju novih stanica (umnožavanje).

Uz razvoj mikroorganizama kao produkt bioloških procesa nastaju plinovi i nerazgradivi ostatak.

Prema količini otopljenog kisika u otpadnoj vodi i prema prilikama u staništu mogući su slijedeći procesi:

(i) aerobna gradnja i razgradnja stanica,(ii) anaerobno kiselo vrenje i metanska razgradnja,(iii bakteriološka oksidacija i redukcija.

(i) Aerobni procesi nastaju kada u vodi ima dovoljna količina otopljenog kisika. Kisik se troši prilikom razgradnje lebdeće i koloidne organske tvari koju mikroorganizmi upotrebljavaju kao hranu. Istodobno mikroorganizmi razgrađuju vlastite stanice (respiracija) uz ponovnu potrošnju kisika.

Aerobnim procesima se proizvodi višak žive i mrtve organske i anorganske tvari koji se naziva viškom mulja.

(ii) Anaerobni procesi nastaju kad u vodi nema otopljenog kisika Ovaj se proces odvija u dvije faze. U prvoj (kiseloj) fazi bakterije kiselog vrenja razgrađuju organsku tvar do organskih kiselina koje su hrana za metanske bakterije u drugoj (metanskoj) fazi razgradnje.

Prilikom anaerobnih procesa nastaje mnogo manje novih stanica (mikroorganizama) nego tokom aerobnih.

(iii) Bakteriološka oksidacija i redukcija omogućuje oksidaciju željeza, mangana i sumpornih spojeva, te redukciju i oksidaciju dušikovih spojeva.

Tablica 2.6::III Najčešći objekti za odvijanje bioloških procesa prema načinu održavanjamikroorganizama

Uz uvjete u staništu, biološki procesi su vrlo osjetljivi i na sastav otpadnih voda, prvenstveno na količinu hranjivih tvari (umnožavanje mikroorganizama u otpadnim vodama razmjerno je koncentraciji hranjivih tvari), količinu otopljenog kisika, temperaturu (povećanjem temperature ubrzavaju se biološki procesi), koncentraciju vodikovih, H+, iona (za većinu procesa optimalno je područje vrijednosti pH između 6.5 i 8.5) i koncentraciju otrovnih tvari (koje ili usporavaju biološke procese ili mogu uništiti mikroorganizme).

S obzirom na način održavanja mikroorganizama na uređajima za biološko pročišćavanje otpadnih voda u praksi se najčešće primjenjuju objekti čija je sistematizacija prikazana u tablici 2.6::III:

1. Lagune (anaerobne) 2. Procjeđivači (anaerobni)

1. Prokapnici (biološki filtri) 2. Okretni biološki nosači

(biodiskovi)

Mikroorganizmi pričvršćeni na podlozi

(u obliku biološke opne)

1. Digestori (anaerobni) 2. Lagune (anaerobne)

1. Aerirani spremnici s aktivnim muljem

(bioaeracijski bazeni) 2.Lagune (aerobne i

aerirane)

Mikroorganizmi suspendirani u vodi

Anaerobni procesiAerobni procesi

ObjektiNačin održavanja mikroorganizama

(2.1) Aerirani spremnici s aktivnim muljem se izvode kao bazeni u koje se uvodi otpadna voda i upuhuje zrak ili kisik uz istodobno miješanje sadržaja spremnika, čime se ubrzava dodir pahuljica hranjivih tvari i mikroorganizama.

Aktivnim muljem nazivamo masu mikroorganizama raspršenih u spremniku koji u aerobnim prilikama mogu razgraditi organsku tvar.

Učinak bioaeracijskih bazena ovisi o opterećenju aktivnim muljem. Za otpadne vode s malim udjelom industrijskih voda (BPK = 150 do 350 [mg l-1]) postiže se smanjenje organske tvari od 75 do 95 [%]. Manja vrijednost se odnosi na zimsko razdoblje (T < 11 [°C]), a veća za ljetno razdoblje (T > 13 [°C]).

Sustav aeracije i miješanja vode u spremniku treba osigurati prosječnu koncentraciju kisika 1 do 2 [mg l-1] i spriječiti taloženje aktivnog mulja. Potonji uvjet zahtijeva visoki stupanj turbulencije u spremniku što se osigurava brzinom strujanja oko 0.5 [m s-1].

Upuhivanje zraka ili kisika u spremnike s aktivnim muljem i miješanje otpadnih voda moguće je postići na dva osnovna načina:

(a) dubinskom aeracijom,(b) površinskom aeracijom.

(a) Dubinska aeracija se izvodi pomoću pridneno raspoređenih rasprskivača (difuzora), slika 2.6::12(a), kojima se upuhuje komprimirani zrak ili kisik (pod tlakom 0.6 do 0.8 [bara]) za aeraciju i miješanje.

Za postizanje dobrih efekata dubinske aeracije preporuča se da volumen bioaeracijskog bazena ne bude veći od 150 [m3], s odnosom širine prema dubini 1:1 i najvećom dubinom 4.0 [m].

(b) Površinska aeracija se najčešće izvodi pomoću centrifugalnih turbinskih aeratora, slika 2.6::12(b). Oni se izvode tako da se u visini razine vode na vertikalnoj osovini okreće rotor (turbina) koji usisava vodu, vrtloži je i rasprskava iznad površine. Stupanj aeracije bitno ovisi od oblika i promjera turbine, te njezine promjenjive dubine uronjenja i brzine rotacije (4 do 6 [m s-1]).

Klasični bioaeracijski bazeni se obično izvode pravokutnog tlocrta s vremenom zadržavanja otpadnih voda oko 6 [h].

Iz aeriranih spremnika s aktivnim muljem otpadna voda se s mješavinom otpadnih tvari i mikroorganizmima dovodi u naknadni taložnik. Odatle se dio aktivnog mulja vraća u bioaeracijski bazen kako bi se povećala koncentracija mikroorganizama, a ostatak (višak mulja) se odvodi na obradu mulja, slika 2.6::13.

Slika 2.6::12 Aerirani spremnici s aktivnim muljem(a) s dubinskim aeracijom; (b) s površinskom aeracijom

1 – dovod zraka ili kisika; 2 – aeracijska turbina

(2.2) Lagune su relativno plitki, prostrani, zemljani spremnici u kojima se razgrađuju organske tvari. Stoga je pročišćavanje otpadnih voda u lagunama analogno samopročišćavanju voda u vodnim sustavima.

Dio mikroorganizama u lagunama je raspršen u vodi, a dio se nalazi na dnu.

Sukladno iznosu organskog opterećenja, dubini vode u laguni i klimatskim prilikama (temperatura, vjetar, sunčevo zračenje) razgradnja organske tvari se odvija aerobnim ili anaerobnim procesima uz fotosintezu algi. Ljeti se u lagunama s kućanskim otpadnim vodama može postići smanjenje organske tvari za 80 do 95 [%].

Uz biološke procese u lagunama se istodobno odvija i taloženje i isplivavanje.

Slika 2.6::13 Tiipična pogonska shema konvencionalnog uređaja s aktivnim muljem1- dovod; 2 – aerirani spremnik s aktivnim muljem; 3 – naknadni taložnik; 4 – povrat mulja; 5 – odvod viška mulja;

6 - odvod

Lagune mogu biti:

(a) aerobne,(b) anaerobne,(c) fakultativne (aerobno – anaerobne),(d) aerirane.

Osobine ovih vrsta laguna prikazane su u tablici 2.6::IV.

Tablica 2.6::IV Osobine vrsta laguna

do 5003 do 102.0 do 6.0Aerirane

50 do 2007 do 301.0 do 2.5Fakultativne

200 do 50020 do 502.5 do 5.0Anaerobne

40 do 12010 do 400.5 do 1.5Aerobne

Dnevni organsko opterećenjeBPK5 [kg/ha]

Vrijeme zadržavanja[d]

Srednja dubina[m]Vrsta lagune

Za aerirane lagune potrebno je, zbog veće mase organske tvari u obliku pahuljica, predvidjeti naknadno taloženje.

Iz ekonomskih se razloga (zbog niskih investicijskih i pogonskih troškova) nastoji što češće koristiti lagune. Međutim, one su uglavnom prikladne za manja naselja i za pročišćavanje industrijskih otpadnih voda koje su biološki razgradive.

Slika 2.6::14 Prokapnik1 – dovod; 2 – prskalice; 3 – ispuna; 4 – drenaža; 5 - odvod

(2.3) Prokapnici su spremnici ispunjeni čvrstim tijelima (kamenom, troskom, lomljenom opekom i crijepom, plastičnim komadima) krupnoće 20 do 80 [mm], na kojima je opna od mikroorganizama. Mikroorganizmi razgrađuju organsku tvar koja se iz otpadnih voda adsorbira na opnu.

Prokapnici se obično izvode kao armiranobetonski spremnici s ispunom debljine 1.8 do 2.0 (3.0) [m] iznad koje se dovodi (rasprskava) otpadna voda koja je prošla proces prethodnog taloženja.

U pridnenom dijelu prokapnika se izvodi drenaža na odvod vode, a na drenažu se polaže ispuna, slika 2.6::14.

Vode prokapljuje kroz ispunu, a u suprotnom smjeru struji svježi zrak.

Tablica 2.6::V Opterećenost prokapnika prema dnevnom (hidrauličkom i organskom) opterećenju i smanjenju organske tvari

Dovod vode na prokapnike moguć je:

(a) rotacijskim prskalicama uz stalni dotok i prskanje,(b) fiksnim prskalicama (američki sustav) uz intermitentan dotok i prskanje.

U oba slučaja potrebno je osigurati pretlak (min 0.2 [bara]), što se postiže ukapanjem prokapnika ili crpljenjem.

Razgradnjom organske tvari povećava se broj mikroorganizama (biološka opna), prionljivost za ispunu se smanjuje i opna se otkida, te odnosi s pročišćenom vodom. Taj gubitak biološke opne naziva se ispiranje prokapnika.

Zato je potrebno naknadno taloženje pročišćene vode kako bi se zadržala otkinuta biološka opna.

Za učinak prokapnika mjerodavno je dnevno organsko opterećenje (dnevna masa organske tvari na jedinicu volumena prokapnika) i dnevno hidrauličko opterećenje (dnevni protok otpadne vode kroz jedinicu površine prokapnika).

Prema vrijednostima ovih veličina definirana je i opterećenost prokapnika, tablica 2.6::V.

70 do 900,8 do 6.040 do 200Vrlo visoka

75 do 850,48 do 1.010 do 40Visoka

75 do 850,08 do 0,481 do 10Niska

Organsko[kg/m3]

Hidrauličko[m3/m2]

SmanjenjeBPK5 [%]

Dnevno opterećenjeOpterećenostprokapnika

Slika 2.6::15 Okretni biološki nosač1 – dovod; 2 – okrugle ploče; 3 – odvod; 4 – pogonski motor

(2.4) Okretni biološki nosači se sastoje od okruglih ploča (diskova) nanizanih s malim međuprostorom na (jednu ili više) horizontalnu osovinu i uronjenih do polovice promjera u spremnik s otpadnom vodom, slika 2.6::15.

Biološka opna nalazi se na površini ploča i prozračuje laganim okretanjem osovine tako da je uvijek polovica ploče u vodi.

Učinak pročišćavanja ovisi o organskom opterećenju površine ploča i kod kućanskih otpadnih voda dosiže i do 94 [%].

Kao i kod prokapnika, pročišćena voda se odvodi na proces naknadnog taloženja.

(2.5) Anaerobni digestori (uz čestu primjenu kod obrade mulja) primjenjuju se za pročišćavanje otpadnih voda s vrlo visokim organskim opterećenjem (s više od 2.0 [kg] BPK5 po [m3]), što je pogodno za pročišćavanje otpadnih voda prehrambene industrije.

Anaerobna razgradnja organske tvari obavlja se u zatvorenim spremnicima (bez pristupa zraka) uz istodobno kiselo i metansko vrenje. Konačni proizvod ovakvog vrenja je metan koji se može neposredno upotrijebiti kao gorivo.

Tablica 2.6::VI Srednje vrijednosti parametara konvencionalnog i visokoopterećenog digestora

Efekt razgradnje organske tvari anaerobnom digestijom iznosi oko 55 [%], a proizvodnja plina do 1.12 [m3] po kilogramu razgrađene organske tvari. Plin sadrži 65 do 70 [%] metana.

(3) Procjeđivanje se koristi radi zadržavanja krutina prisutnih u otpadnim vodama.

Kod završnog pročišćavanja otpadnih voda (uključujući i obradu mulja) procjeđivanje se može provesti:

(a) površinskim procjeđivačima (tlačni, vakuumski, trakasti, mikrosita), kod kojih se voda procjeđujeprolaskom kroz prorupčanu podlogu,

(b) dubinskim procjeđivačima (gravitacijski, tlačni, vakuumski), kod kojih se voda silazno, uzlazno ili dvosmjerno procjeđuje kroz filtarski sloj sastavljen od granuliranog materijala.

Za anaerobnu digestiju se koriste dvije vrste digestora:

(a) konvencionalni (jedan spremnik bez grijanja i miješanja),(b) visokoopterećeni (obično dva spremnika od kojih se prvi grije i u kojemu se miješa voda).

Grijanjem u visokoopterećenom digestoru ubrzava se proces, pa je zadržavanje vode u spremniku kraće, tablica 2.6::VI.

0.5 do 1.61.6 do 6.4

30 do 901 do 20

KonvencionalniVisokoopterećeni

Dnevnoorgansko opterećenje

[kg m-3]

Vrijemezadržavanja

[d]Vrsta

digestora

U tehnologiji pročišćavanja otpadnih voda češća je upotreba dubinskih procjeđivača.

Procjeđivanjem otpadnih voda na ovoj vrsti procjeđivača postiže se:

(i) smanjenje ukupnog fosfora za 70 do 98 [%],(ii) smanjenje KPK za 20 do 45 [%],(iii) smanjenje BPK za 40 do 70 [%],(iv) smanjenje mutnoće za 60 do 95 [%].

Učinak procjeđivanja, izbor filtracijskog materijala i hidrauličko dimenzioniranje dubinskih procjeđivačanajbolje je odrediti ispitivanjem na modelima.

(4) Dezinfekcija se kod pročišćavanja otpadnih voda najčešće provodi primjenom klora. Uobičajene doze klora iznose 5 do 20 [mg l-1].

2.6.4. – 3. Fizikalno – kemijsko pročišćavanje

Ova vrsta pročišćavanja otpadnih voda u općem slučaju obuhvaća, slika 2.6::05(3):

(A) rešetanje i/ili usitnjavanje, (B) taloženje (u pjeskolovu, PJ) i isplivavanje, mehaničko pročišćavanje(C) izjednačavanje i/ili neutralizaciju, (D) zgrušavanje, pahuljičenje i kemijsko obaranje (kemijsku precipitaciju),(E) taloženje, isplivavanje i procjeđivanje,(F) adsorpciju, ionsku izmjenu i membranske procese,(G) dezinfekciju.

Analogno tumačenju biološkog pročišćavanja i fizikalno – kemijskog pročišćavanje sadrži niz procesa koji su prethodno tumačeni (mehaničko pročišćavanje, procjeđivanje i dezinfekciju), tako da se ovdje neće obrazlagati.

Za procese s kojima smo se upoznali kod opisa kondicioniranja vode (zgrušavanje, pahuljičenje, adsorpcija) iznijet će se dodatne specifičnosti, a za procese s kojima se nismo susretali (kemijsko obaranje, ionska izmjena i membranski procesi) dat će se (zbog rijetkosti, odnosno specifičnosti njihove primjene) samo uvodne informacije.

(1) Zgrušavanje se prvenstveno koristi za stabilizaciju koloida i fosfata u kućanskim i oborinskim vodama, te koloida u otpadnim vodama iz industrije papira i čeličane. Dodatno, ovim se procesom smanjuje količina pjene i masnoća u otpadnim vodama iz rafinerije i čeličana.

Vrsta i doziranje sredstava za zgrušavanje određuje se ispitivanjem otpadnih voda.

(2) Kemijsko obaranje je proces kojim se uklanjaju nepoželjne otopljene tvari iz otpadnih voda dodavanjem reagensa, pri čemu se kemijskim reakcijama stvaraju netopivi spojevi (prvenstveno soli kalcija, magnezija i silicija, te fluoridi i fosfati) koji se talože na dno spremnika.

Ovim se procesom iz otpadnih voda mogu ukloniti teški metali (kadmij, bakar, krom, nikal, cink, olovo, željezo i srebro).

U otpadnoj vodi u kojoj se nalaze tvari u raspršenom i otopljenom obliku odvija se istodobno zgrušavanje i obaranje, budući da se za precipitaciju koriste reagensi kao i za zgrušavanje.

(3) Adsorpcijom se iz otpadnih voda uklanjaju nerazgradivi spojevi, mirisi i boje.

Kao adsorbenti (čvrsta tvar koja adsorbira) se koriste fina ilovača, silicij, aktivna glina i aktivni ugljen. Služe kao filtarski materijal dubinskih procjeđivača.

(4) Ionska izmjena je proces zamjene iona između krutine (ionskog izmjenjivača) i vode (otopine elektrolita).

Ionski izmjenjivači se za pročišćavanje otpadnih voda izvode kao zatvoreni dubinski procjeđivači.

Najčešće se primjenjuju za pročišćavanje industrijskih otpadnih voda koje sadrže teške metale, fosfate i dušik.

(5) Membranski procesi jesu procesi pročišćavanja otpadnih voda pomoću polupropusnih membrana koje propuštaju vodu i neke otopljene tvari, ali su nepropusne za tvari koje treba ukloniti izvode.

U tehnologiji pročišćavanja otpanih voda od membranskih procesa se primjenjuju:

(a) inverzna osmoza,(b) elektrodijaza,(c) ultraprocjeđivanje (ultrafiltracija).

(a) Inverzna osmoza je proces koji se temelji na osmozi, s tim da se u spremnik s većom koncentracijom (otpadnom vodom) poveća tlak iznad osmotskog, tako da će se voda iz spremnika s većom koncentracijom dotjecati u spremnik s manjom kocentracijom (čistom vodom).

Zbog obrnutog toka vode u odnosu na tok osmoze, proces je nazvan inverznom osmozom.

Temeljni problem šire primjene ovog procesa je mogućnost proizvodnje membrana prihvatljivih u ekonomskom i tehnološkom pogledu.

(b) Elektrodijaliza je proces uklanjanja iz vode iona (katona i aniona) koji prolaze kroz polupropusne membrane zbog djelovanja električnog polja.

Membrane su selektivne, tako da jedne propuštaju katione, a druge anione, a u međuprostoru ostaje pročišćene voda.

(c) Ultraprocjeđivanje je proces propuštanja otpadnih voda kroz membrane koje propuštaju vodu, a zadržavaju makromolekule veće od pora membrane.

Prvenstveno se primjenjuju u prehrambenoj industriji za bistrenje vina i voćnih sokova, te za odvajanje proteina, šećera i enzima.

Slika 2.6::16 Pogonska shema obrade mulja1- dovod; 2 - ispuštanje

2.6.5. OBRADA MULJA

Uklanjanjem lebdećih, koloidnih i otopljenih tvari iz otpadnih voda dobiva se koncentrirani otpad koji se zove mulj. Volumen mulja može doseći do 1 [%] volumena pročišćenih otpadnih voda.

Sirovi mulj je neugodnog mirisa, opasan za ljudsko zdravlje i okoliš, te se ne smije ispuštati iz uređaja prije prethodne obrade.

Takav mulj se obrađuje (i) biološkim, (ii) fizikalno – kemijskim i (iii) toplinskim procesima.

Obrada mulja najčešće obuhvaća slijedeće faze, slika 2.6::16.

(A) stabilizaciju,(B) zgušnjavanje,(C) kondicioniranje,(D) procjeđivanje ili centrifugiranje,(E1) (pasterizaciju) kompostiranje ili sušenje (kod korišteja mulja u poljoprivredne svrhe),(E2) sušenje, spaljivanje ili pirolizu (kod energetskog korištenja mulja).

(1) Stabilizacija je proces obrade mulja kojim se smanjuje sadržaj organske tvari da bi se spriječilo daljnje strujanje.

Moguća je:

(a) aerobna stabilizacija mulja,(b) anerobna stabilizacija mulja.

(a) Aerobna stabilizacija mulja je proces razgradnje organske tvari u mulju pomoću aerobnih mikroorganizama raspršenih u spremniku (digestoru) kojima se unosi zrak ili kisik uz miješanje sadržaja spremnika.

Učinak razgradnje organske tvari u digestoru na temperaturi, T = 20 [°C], uz zadržavanje od 10 do 12 [d], najčešće iznosi 35 do 45 [%].

(b) Anaerobna stabilizacija mulja je proces razgradnje ogranske tvari u mulju u zatvorenim spremnicima bez pristupa zraka (anaerobnim digestorima, točka 2.6.4 - 2) uz istodobno kiselo i metansko vrenje.

(2) Zgušnjavanje je proces povećanja koncentracije krutina u mulju, odnosno smanjenja volumena stabiliziranog mulja.

Zgušnjavanje mulja se obično provodi u zgušnjivačima koji obično rade na principu:

(a) taloženja,(b) ispiranja (elutracije),(c) isplivavanja.

(3) Kondicioniranje je proces kojim se poboljšavaju uvjeti za odstranjivanje vode iz mulja (procjeđivanje, centrifugiranje).

U praksi je najčešća primjena:

(a) kemijskog kondicioniranja, koje se provodi dodavanjem kemijskih (organskih i anorganskih) reagensa,(b) toplinskog (termičkog) kondicioniranja, koje se provodi zagrijavanjem mulja do temperature, T = 160 do 210 [°C], u trajanju od 30 do 60 [min].Toplinski kondicionirani mulj je praktički sterilan, bez neugodnog mirisa. Za ovu vrstu kondicioniranja mulja karakteristična je veća potrošnja energije (veći pogonski troškovi).

(4) Centrifugiranje je proces odvajanja krutina od vode djelovanjem centrifugalnih sila.

Prije centrifugiranja potrebno je provesti zgrušavanje mulja dodavanjem polielektrolita.

Prednost centrifugiranja prema procjeđivanju sadržana je u tome što je potreban manji prostor za smještaj uređaja istog kapaciteta i što nema opasnosti od začepljenja.

Centrifugiranjem se postiže koncentracija suhe tvari u preostalom kolaču od 15 do 25 [%] kada je mulj organskog porijekla, odnosno 20 do 60 [%] kad je mulj anorganskog porijekla.

(5) Kompostiranje je proces razgradnje organske tvari u mulju do anorganske.

Konačni proizvod je sličan humusu sa sadržajem vode 40 do 50 [%]. Može se koristiti u poljoprivredi kao poboljšivač tla ako ne sadrži teške metale.

Razgradnja organske tvari u kompostu može biti aerobna ili anaerobna.

S obzirom na temperature kod kojih se odvija razgradnja poznati su:

(a) mezofilni procesi, kod kojih se kompostiranje odvija na temperaturama, T = 20 do 40 [°C],(b) termofilni procesi, kod kojih se kompostiranje odvija na temperaturama, T = 40 do 70 [°C].

Pri kompostiranju na višim temperaturama (termofilni procesi) obično se unište sve bakterije i virusi, ali su u nekim slučajevima opaženi paraziti. ZAto je kod kompostiranja mulja na nižim temperaturama ponekad potrebno izvršiti i dezinfekciju mulja, što ovisi o vrsti poljoprivredne kulture koja se uzgaja na tlima poboljšanim kompostom.

(6) Pasterizacija je proces dezinfekcije mulja. Provodi se zagrijavanjem mulja do 70 [°C] i držanjem na toj temperaturi 20 [min].

Pasterizirati se može svježi i stabilizirani mulj.

(7) Sušenje (toplinsko) je proces isparivanja vode iz mulja pri temperaturama od 200 do 400 [°C]. Tako osušeni mulj (granulat) sadrži oko 90 [%] suhe tvari. Ako ne sadrži teške metale može se iskoristiti u poljoprivredi kao poboljšivač tla.

Mana toplinskog sušenja je u tome što je potreba velika količina energije za isparivanje vode.

Radi toga toplinskom sušenju mulja mora prethoditi procjeđivanje ili centrifugiranje da bi se smanjio sadržaj vode u mulju.

(8) Spaljivanje je proces izgaranja svih organskih tvari u mulju uz isparivanje ukupne vode na temperaturama od 600 do 800 [°C].

Konačni proizvod je anorganska tvar (pepeo).

Zbog visokih temperatura izgaranja u plinovima nema neugodnih mirisa. Međutim, teški metali iz mulja ostaju u pepelu, što treba sagledati prilikom izbora mjesta za konačno odlaganje pepela (deponije).

(9) Piroliza je proces razgradnje organske tvari na visokim temperaturama bez pristupa kisika.

Konačni proizvod pirolize su plinovi (metan, vodik, ugljični monoksid), pougljena kruta tvar, ulja, katran i pepeo, od kojih se većina može iskoristiti kao gorivo.