Mini-vodič prečišćavanja otpadnih voda

Otpadne vode su prirodne vode koje su upotrebom postale štetne po životnu sredinu. Tom prilikom se njene fizičke, hemijske ili biološke karakteristike toliko mijenjaju da postaje nepodobna za upotrebu. Mogu biti: atmosferske (prikupljaju se tokom padavina ili topljenja snijega); podzemne vode koje su najmanje zagađene; komunalne tj. gradske koje nastaju miješanjem sanitarnih (iz domaćinstva) i industrijskih voda i vode iz poljoprivrede.

Sanitarne otpadne vode su zagađene fecesom i urinom, ostacima pri kuvanju, pranju i čišćenju. One nemaju taloge već sadrže rastvorene i plivajuće materije i uglavnom su sličnog sastava. Za životnu sredinu su štetne zbog prisustva patogenih mikroorganizama i deterdženata.

Industrijske vode su veoma raznovrsne po zagađenju. Mogu biti i više stotina puta zagađenije od sanitarnih voda. Po količini zagađenja koje uzrokuje izdvaja se hemijska industrija uključujući i  farmaciju. Ove vode se obavezno moraju prečistiti prije miješanja sa sanitarnim vodama u kanalizaciji, jer sadrže materije koje se u postrojenjima za prečišćavanje komunalnih voda ne mogu ukloniti. Takav postupak se naziva predtretman industrijskih otpadnih voda i vrši se u krugu fabrike.

Otpadne vode iz poljoprivrede sadrže pesticide i đubriva koji se direktno iz zemljišta slivaju u podzemne vode ili površinske vode u blizini. Đubriva su bogata solima azota i fosfora koje izuzetno pogoduju biljkama i nekim mikroorganizmima. Stoga često dolazi do njihovog prenamnožavanja i „cvjetanja vode“. Prenamnožene cijanobakterije mogu da oslobode otrove koji djeluju na nervni sistem ljudi i životinja, pa se ovakve vode ne smiju piti. Osim toga, prenamnoženi mikroorganizmi troše previše kiseonika, usljed čega ribe i druge vodene životinje umiru.

Prečišćavanje otpadnih voda je proces smanjenja zagađenja do onih količina ili koncentracija sa kojima prečišćene otpadne vode ispuštene u prijemnik postaju neopasne za život i ljudsko zdravlje i ne uzrokuju neželjene promjene u životnoj sredini.

Postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda (PPOV) su objekti sa odgovarajućom opremom u kojima se vrši proces prečišćavanja. 

Vrste prečišćavanja otpadnih voda su: 

1. Mehaničko ili prethodno (primarno),
2. Biološko ili naknadno (sekundarno),
3. Fizičko-hemijsko (tercijalno).

Mehaničko (primarno) prečišćavanje obuhvata sljedeće faze: 

1. Rešetanje i/ili usitnjavanje. Rešetanje je proces uklanjanja krupnih materija odnosno tvari (lišće, staklo, krpe, komadi drveća, plastike...). Usitnjavanjem se zamjenjuje ili nastavlja prethodni proces. Krupne tvari se usitne i isijeku na čestice 3-8 mm pomoću usitnjivača (kominutora) i odvode na dalje prečišćavanje bez opasnosti začepljenja ili drugih vrsta oštećenja postrojenja za prečišćavanje. 
2. Taloženje (pjeskolov) i isplivavanje (mastolov). Taloženje je proces izdvajanja pijeska i ostalih krupnih čestica mineralnog porijekla iz otpadnih materija u taložnicima radi zaštite postrojenja. Isplivavanje (flotacija) je proces uzlaznog kretanja čestica raspršenih u vodi kojima je gustoća manja od gustoće vode, a to su ulja i masti, pa se takvi uređaji zovu flotatori ili mastolovi. 
3. Izjednačavanje (egalizaciju) i/ili neutralizacija. Izjednjačavanje koje može biti prirodno ili stimulirano je proces zadržavanja otpadnih voda u rezervoaru da bi se izjednačila temeljna svojstva vode (koncentracija vodonikovih jona, boka mutnoća, itd.), uz dodatne učinke zbog fizičkih, hemijskih i bioloških promjena tokom zadržavanja. Ovaj proces se u načelu primjenjuje za industrijske otpadne vode.
4. Neutralizacija je proces za promjenu koncentracije vodonikovih jona, pH vrijednosti u industrijskim otpadnim vodama. Neutralizacija se sprovodi miješanjem kisjelih i bazičnih otpadnih voda ili dodavanjem reagenasa. 

Biološko (sekundarno) prečišćavanje obuhvata sljedeće faze: 

1. Mehaničko prečišćavanje; 
2. Taloženje i isplivavanje ;
3. Biološke procese ;
4. Taloženje u naknadnim taložnicima, isplivavanje i procjeđivanje; 
5. Dezinfekcija. 

Taloženje se kod sekundarnog prečišćavanja otpadnih voda primjenjuje za smanjenje anogranske lebdeće tvari. Taloženje u prethodnim taložnicima se primjenjuje za uklanjanje suspenzija koje se u otpadnim vodama nalaze u obliku zrna i pahuljica, prije odvođenja vode na biološke procese prečišćavanja. Taloženje u naknadnim taložnicima se primjenjuje za bistrenje vode prečišćene biološkim procesima u kojoj se još nalazi pahuljičastog mulja. 

Biološki procesi se primjenjuju za prečišćavanje kućanskih i industrijskih otpadnih voda sa pretežnim udjelom organske materije (tvari) i sa sadržajem opasnih materija ispod kritičnih koncentracija. Biološko prečišćavanje se temelji na aktivnosti mikroorganizama koji razgrađuju mrtvu organsku materiju (tvar) upotrebljavajući je kao hranu za gradnju novih stanica, uz stvaranje plinova i nerazgradivog ostatka. 

Fizičko-hemijsko prečišćavanje obuhvata sljedeće faze: 

1. Mehaničko prečišćavanje; 
2. Zgrušavanje (koagulacija), pahuljčenje (flokulacija) i hemijsko obaranje (percipitacija); 
3. Taloženje, isplivavanje i procjeđivanje; 
4. Apsorpcija, jonska zamjena i membranski procesi;
5. Dezinfekcija.

Zgrušavanje (koagulacija) je proces destabilizacije koloida i fosfata. Ovim se procesom smanjuje količina pjene i masnoća u otpadnim vodama iz rafinerija i čeličana. Dodaju se koagulanti, a nakon koagulacije slijedi proces miješanja i stvaranja flokula (pahuljica). 

Hemijsko obaranje je proces kojim se uklanjaju nepoželjne otopljene materije (tvari) iz otpadnih voda dodavanjem reagenasa. Ovim procesom se mogu ukloniti i neki teški metali. 

Apsorpcijom se iz otpadnih materija (tvari) uklanjaju nerazgradiva jedinjenja, mirisi i boje. Kao apsorbenti koriste se fina ilovača, silicijum, aktivna glina i aktivni ugalj. 

Jonska zamjena je proces zamjene jona između krutine (jonskoh zamjenjivača) i vode (otpine elektrolita). Membranski procesi su procesi u kojima se kroz polupropusne membrane propušta voda i neke otopljene materije (tvari) a zadržavaju materije (tvari) koje treba ukloniti iz vode. 

Prečišćavanje otpadnih voda analogno je samoprečišćavanju voda u vodnim sistemima.