UNIVERZITET U TUZLITEHNOLOKI FAKULTETZATITA OKOLINE

Preiavanje otpadnih vodaMemianovi MirsadSmajlovi Fahrudin

UvodRazvoj naselja i poveanje standarda stanovnitva uvjetuju zagaenje ovjekove okoline, a meu najtee oblike zagaenja svakako ubrajamo i zagaenje voda.Potronja vode za razne potrebe postaje sve vea to uzrokuje i porast koliina otpadnih voda.Odvodnja fekalnih voda takoer je dijelom rjeena septikim jamama ili direktnim isputanjem u otvorene oborinske kanale.Oborinska odvodnja rjeena je pomou otvorenih oborinskih i cestovnih kanala.

Preiavanje otpadnih vodaPreiavanje otpadnih voda moemo podjeliti na 4 (etiri) glavne skupine, i to:Mehaniko preiavanje,Bioloko preiavanje,Prerada i koritenje mulja,Mali ureaji za preiavanje.

Mehaniko preiavanje otpadnih vodaSirova otpadna voda pritjee na ureaj za preiavanje kroz dotoni kanal s grubim mehanikim reetkama, gdje se odstranjuje vei kruti otpad.Pijesak i masnoe iz otpadne vode izdvajaju se u mastolovu i pjeskolovu.Otpad s grube i fine automatske reetke, te pijesak iz pjeskolova zbrinjavaju se na gradskom odlagalitu otpada. U egalizacijski se bazen uputaju i muljne vode iz zguivaa mulja i strojne dehidracije mulja.

Floatacija (metoda otplavljivanja)Flotacija se primjenjuje ispred talonica i biolokog procesa preiavanja da bi se ubaenim zrakom prethodno uklonile masti i ulja sa dijelom finog lebdeeg nanosa koji se teko taloi. Ovim postupkom sprijeava se obrada plivajue kore koja smeta pri daljnjoj obradi. Potronja zraka je oko 0,2 m3/m2 pri zadravanju od 3 minute.

Talonice za pijesakTalonice za pijesak slue za otklanjanje pijeska i slinih neorganskih materija iz otpadnih voda da ne bi ometale rad crpnih postrojenja i ureaja u fazi daljnjeg preiavanja.Postoje razne vrste talonica:Obine podune talonice sa brzinom proticanja v = 0,3 m/s sa stepenastim presjekom zbog promjena u proticanju,Vertikalne talonice za pijesak,Krune talonice sa koritenjem centrifugalnih sila.

Talonice za organske primjeseOve talonice se koriste za uklanjanje organskih materija. Vrijeme zadravanja otpadnih voda zavisi od naina taloenja, a obino je od 1,5 - 2 sata.Postoje nekoliko vrsta talonica:jednokatne horizontalne talonice - voda otjee cjelom irinom, brzinom od v = 0,3 m/s sa prosjenim zadravanjem T = 1,5 sati,vertikalne talonice - mogu biti plitke i duboke, okrugle ili kvadratne sa proticanjem od gore prema dolje ili obrnuto,dvokatne talonice - sastoje se iz horizontalne talonice u gornjem dijelu objekta i trulita u donjem dijelu objekta.

Bioloko preiavanje otpadnih vodaPredvien bioloki dio sastavljaju bazeni za nitrifikaciju i denitrifikaciju.U ovom se bazenu vrlo brzo uspostavlja anoksino stanje.Bakterije aktivnog mulja odgovorne za denitrifikaciju poinju troiti kisik iz prisutnih nitrata u egaliziranoj sirovoj otpadnoj vodi i mulju, pri emu se izdvaja azot u plinovitom stanju i uz pojaano mjeanje sadraja u cilindru otplinjava se u atmosferu tj. vri se denitrifikacija azotnih spojeva.

U sredinjem cilindru odvija se i I. stupanj pojaane bioloke eliminacije fosfornih spojeva. Iz anoksinog dijela voda otjee u bioaeracijski bazen u kojem se vri finalno bioloko proiavanje, preteno aerobna stabilizacija mulja, nitrifikacija azotnih spojeva i finalna pojaana bioloka eliminacija fosfora (50-75%).Osim toga, u bazenu se vre i oksidacija organskih spojeva sa oslobaanjem energije i CO2, te oksidacija aktivnog mulja u mineralni mulj sa oslobaanjem energije i CO2.Sve navedeno se vri putem aerobnih mikroorganizama (aktivnog mulja) uz umjetno unoenje potrebne koliine kisika pomou aeracijskih grana sa suvremenim membranskim aeratorima.

Potrebna koliina kisika se unosi upuhivanjem komprimiranog zraka proizvedenog na puhalima smjetenim u kompresorskoj stanici.Finalno razdvajanje preiene otpadne vode i mulja vri se u preostalom vanjskom prstenu talonice u kojem se uspostavlja preteno horizontalno strujanje ka preljevnim konzolnim ljebovima na vanjskom obodu talonice.Preiena i izbistrena otpadna voda preljeva se preko preljevnog praga u odvodni lijeb odakle se cjevovodom odvodi i uputa u izlazni kontrolno-mjerni lijeb u kojem su ugraeni kontrolno-mjerni instrumenti kao to su mjera protoke, mjera pH vrijednosti i O2-sonda.

Prirodno bioloko preiavanje se obavlja:Natapanjem zemljita koje treba prethodno dobro prouiti jer je korisno obzirom na vlaenje i gnjojenje zemlje (iskoristivi fosfor, kalijum, sumpor,...) ali i tetni obzirom na razne otrove (industrijski ispusti) masti, ulja, biljni paraziti i dr.Filtracija kroz zemljite obavlja se na dovoljno prpoustljivim, eventualno dreniranim zatvorenim prostorima (manjim od 0,5 ha), izmeu malih nasipa koji se postepeno diu 5-20 cm. U ove svrhe upotrebljavaju se naputene ljunare i drugi materijalni rovovi.

Otvoreni vodotoci i ribnjaci proiavaju otpadnu vodu koristei rastvoreni kisik i razvijenu faunu. Vodu treba to vie izloiti ozraivanju (preljevi, kaskade i sl.)Bioloki filtri se izvode od krunog ili etvrtastog oblika sa zidovima visine 3,0 m od kanalske opeke, kamena ili betona sa ispunom od ljake, lomljenog kamena ili sl.

Iza biolokog filtera efluent se uvodi u naknadnu talonicu.Slabo optereeni bioloki filteri sa optereenjem od 175 g BPK5 na m3 filtera na dan, odnosno 5 st/m3. Otpadna voda dovodi se na litre povremeno (Milerov sifon)Visoko optereeni bioloki filteri sa zapreminskim optereenjem od 875 g BPK5 na m3 filtera na dan, odnosno 25 st/m3. Otpadna voda dovodi se na litre povremeno neprekidno. Efekt ovih filtera poveava se recirkulacijom.

Potopljeni bioloki filteri ine naslage od lomljenog kamena, koksa i azbest cementnih ploa potopljenih u otpadnoj void sa posebnim dovodom zraka pod pritiskom. Dolaze u obzir za otpadne vode od pranja vune, prerade alkohola ili voe koje sadre fenol.Bioaeracija predstavlja pojaano samoproiavanje otpadne vode iz primarnih talonica biolokim muljem. Potrebe bakterija za kisikom obezbjeuju se dovodom zraka pod pritiskom. Bazeni za bioaeraciju su obino dugi i uski za djelovanje po povrini ili dubini 2-3 m.

Biljni ureaj za preiavanje otpadnih vodaBioloko preiavanje komunalnih otpadnih voda pomou biljnog ureaja za preiavanje u potpunosti je prirodni proces. Strujanje kroz biljni ureaj moe biti vodoravno i okomito. Preiavanje otpadnih voda na biljnoj gredici bazira se na fizikalnim, hemijskim i biolokim procesima koji proizlaze iz zajednikog djelovanja zemlje, mikroorganizama i biljaka.Preiena otpadna voda odvodi se sistemom drenanih cijevi preko izlaznog kontrolno-mjernog okna u recepijent.

Prerada i koritenje muljaU zguivau se viak aktivnog mulja gravitacijski uguuje.U svrhu pospjeivanja efekata dehidracije u tlani cjevovod za dovod zguenog mulja u centrifugu injektira se odgovarajua otopina flokulanta putem dozirnih crpki iz posebnog rezervoara sa pripremljenom otopinom flokulanta.Dehidrirani mulj se isputa iz centrifuge na opremu za finalnu obradu mulja pomou negaenog vapna i na taj se nain dodatno stabilizira i ukruuje te se kao takav odvozi.

Obrada mulja se vri sljedeim redosljedom:

a)Prethodni zgunjivai mulja

Primarni mulj iz prethodnih talonika podie se pomou crpke za primarni mulj u dva prethodna zgunjivaa mulja. Ovdje se odvija zgunjavanje primarnog mulja na nain da se koliina suhe tvari od ulaznih cca. 4 % povea na cca. 6.5 %. Svaki prethodni zgunjiva opremljen je jednim gaterom. Zgusnuti primarni mulj se pomou punih crpki odvodi u spremnik za sirovi mulj.

Spremnici za truljenje (digestiju) muljaPrimarni mulj i viak mulja stabiliziraju se u spremnicima za truljenje mulja (digestorima) anaerobnim mezofilnim postupkom truljenja (digestije) pri temperaturi od cca. 35C. Pri tome nastaje bioplin koji se u blok elektrani koristi za proizvodnju termike i elektrine energije. Ta energija se ponovo koristi u procesu preiavanja. Za kapacitet ureaja od 1,2 milijuna ES izgraena su etiri digestora. Naknadni zgunjivai mulja Dva naknadna zgunjivaa slue u prvom redu za naknadno zgunjavanje digestiranog mulja. Digestirani mulj, naknadno zgusnut u ovim objektima, odvodi se u objekt za odvodnjavanje mulja gdje se odvodnjavanje ili dehidracija mulja vri centrifugiranjem.

Objekti za odvodnjavanje mulja Zgrada objekata za odvodnjavanje mulja izvedena je na tri etae. Zgusnuti digestirani mulj se postupkom centrifugiranja dehidrira s poetnih cca. 4,5 % sadraja suhe tvari na cca. 27 % sadraja suhe tvari. Pri ovom postupku dodaju se sredstava za flokulaciju, tzv. polimeri.

U zgradi za odvodnjavanje mulja nalaze se jo sljedei objekti: - etiri ureaja za centrifugiranje nalaze se na gornjoj etai kao i ureaj za doziranje vapna pomou kojeg se sadraj suhe tvari u dehidriranom mulju s gore navedenih 27% podie na min. 30 %.

Mali ureaji za proiavanjeMali ureaji za preiavanje sanitarno-fekalnih otpadnih voda do 500 ES (ekvivalentnih stanovnika ) koriste se za decentralizirano proiavanje otpadnih voda.Prednost malih ureaja za proiavanje dolazi do izraaja:kada je prikljuak otpadnih voda korisnika na javnu kanalizaciju tehniki neizvodljiv ili su trokovi prikljuka izuzetno visoki (neizgraena kanalizacijska mrea, prevelika udaljenost od javne kanalizacije, lokalni propisi i sl. ),kada se treba zadovoljiti odgovarajui zahtjev prilikom isputanja otpadnih voda u recepijent: rijeku, potok, upojni bunar i sl.

Mali ureaji za proiavanje se izvode:kao kompaktni kontejnerski ureaji koji se brzo mogu premijestiti na drugu lokaciju,ili kao monolitno-betonski spremnici za ugradnju u zemlju,a sukladno normi HR EN 12566.Za male ureaje primijenjuju se tehniki propisi prema ATV-DVWK.

Tehnika preiavanja Preiavanje sanitarno-fekalnih otpadnih voda temelji se na mehaniko-biolokim principima preiavanja. U I-stupnju preiavanja (mehaniko preiavanje) vri se odvajanje krutih i plivajuih tvari koje se nalaze u otpadnoj vodi. U Il-stupnju vri se bioloko preiavanje prethodno mehaniki preiene otpadne vode. U posljednjem stupnju (sekundarna talonica) taloenjem se vri odvajanje preiene vode od smjese bakterija i mikroorganizama. Preiena i izbistrena otpadna voda odvodi se u recepijent.

Ureaj s biolokim prokapnikomPretpostavka za bioloku razgradnju na prokapniku je ispravno funkcioniranje prethodnog mehanikog preiavanja (uklanjanje krutih i plivajuih tvari koje bi mogle zaepiti prokapnik) i sekundarnog taloenja (na prokapnik se vraa izbistrena voda ).Sutina prokapnika je bioloka ispuna na ijoj se povrini prijanjaju kolonije bakterija i mikroorganizama. Nakon biolokog prokapnika otpadna voda se odvodi u sekundarnu talonicu gdje se vri taloenje i bistrenje.

Ureaj s bioaeracijskim bazenomPreiavanje otpadnih voda u ureaju sa bioaeracijskim bazenom i FBR ( Festbett-Biofilm-Reaktor ) ispunom vrlo je slino sa procesom preiavanja u ureaju sa bioaeracijskim bazenom bez FBR ispune.Vrlo je vano da sadraj kisika u bioaeracijskom bazenu bude dovoljan za odvijanje procesa. Ukoliko to nije sluaj dolazi do smanjenja izgradnje organskih spojeva. Kontinuirani dotok prethodno preiene otpadne vode u bioaeracijski bazen vri stalno potiskivanje smjese vode, aktivnog mulja" i vika biofilma u sekundarnu talonicu.

U sekundarnoj talonici se vri razdvajanje smjese aktivnog mulja" i vika biofilma od preiene otpadne vode. Istaloena smjesa bakterija i mikroorganizama vraa se crpkom na ulaz u bioaeracijski bazen kao povratni mulj.

SBR- ureajKod SBR-ureaja (Sequencing Batch Reactor) bioaeracijski bazen i sekundarna talonica nisu prostorno odvojeni. Proces biolokog preiavanja i naknadnog taloenja odvija se u istom bazenu (SBR-reaktor).SBR-reaktor se odreeno vrijeme koristi kao bioaeracijski bazen, a nakon prestanka rada puhala kao sekundarna talonica.Upravljanje SBR-ciklusom vri se putem PLC-a na upravljakom elektroormaru.

Odvajai masti i ulja (separatori)tetne se tvari i tekuine sukladno vaeim normama i propisima ne smiju isputati direktno u kanalizacijske sisteme i otvorene vodotoke. U sluaju kada je potrebno odvajati iz otpadne vode:masti i ulja organskog porijekla, ostatke od prerade voa i povra i sl., primijenjuje se norma HR EN 1828 ( DIN 4040 ).ulja i lake tekuine anorganskog (mineralnog) porijekla kao to su benzin, diesel gorivo, benzol, ulje za loenje, ulje za podmazivanje i sl., primijenjuje se norma HR EN 858.

Odvajanje masti i ulja biljnog i ivotinjskog porijekla vri se pomou odvajaa (separatora) masti i ulja tip OMU.Podruje primjene su:prerada i konzerviranje voa i povraprerada ribeklaonice i mesniceprerada mesahotelski i ugostiteljski objekti ( hoteli, moteli, restauranti I sl. )kuhinjete na svim mjestima gdje je potrebno mehaniko odvajanje krutih estica te organskihmasnoa i ulja iz otpadne vode

Odvajanje ulja i lahkih tekuina mineralnog porijekla vri se pomou odvajaa (separatora) ulja i lakih tekuina tip OLT.Podruje primjene su:parkiralita i javne garaeauto-servisi i servisne radioniceauto-praonicevozni parkovi i tvorniki krugovibenzinske crpkenadzemna spremita loivog uljaaerodromi i vojarnete na svim mjestima gdje je potrebno mehaniko odvajanje ulja iz otpadne vode

ZAKLJUAKOpine/gradovi imaju dosta stare koncepcijske planove odvodnje pojedinih podruja, te se premalo ulae u samu odvodnju. Izmeu ostalog, dok se pokuava pridravati navedenog koncepcijskog rjeenja, te se izvode kanalizacijski sistemi (pod okriljem mjeovite kanalizacije), o samom preiivau nitko ni ne eli razmiljati jer je investicija velika.Zbog toga se i dalje otpadne vode isputaju u daljnje otvorene melioracijske kanale (van naselja) te uputaju u vodotoke.

Investicije kanalizacijskih sistema bi se morale puno vie baviti problematikom samim preiivaa, to se uvelike izbjegava u svim gradovima/opinama cijelom Bosne i Hercegovine.Na kvalitet voda utie industrija, energetika, poljoprivreda i domainstva.Poboljanje i ouvanje kvaliteta voda postalo je opti svjetski prioritet.Zavisno od zahtjeva u pogledu kvaliteta vode koja se koristi u tehnolokom procesu, moe se primjenjivati viestepeno, ponovo iskoriavanje otpadnih voda za jednu istu operaciju (recirkulacija), ili njihovo koritenje za druge operacije, za koje je zadovoljavajui i nii kvalitet vode (ponovna upotreba).