Jätevedenkäsittely on prosessi, jossa jätevedestä poistetaan epäpuhtaudet, joita syntyy ihmisen toiminnasta, kuten kotitalous-, teollisuus- ja maatalouskäytännöistä. Jätevesien käsittelyn tavoitteena on tuottaa puhdistettua vettä, joka on turvallista päästää ympäristöön tai uudelleenkäyttöön.
Jäteveden käsittelyyn liittyy useita vaiheita, joihin voi kuulua:
Alustava hoito:
Esikäsittely on jäteveden käsittelyn ensimmäinen vaihe, ja se sisältää suurten kiintoaineiden ja roskien fyysisen poistamisen jätevedestä. Tällä suojataan jatkokäsittelyprosesseja, estetään putkien ja laitteiden tukkeutuminen ja parannetaan myöhempien käsittelyvaiheiden tehokkuutta.
Seuraavat ovat yleisimmät esikäsittelyssä käytetyt menetelmät:
Seulonta: Jätevesi virtaa erikokoisten aukkojen sihdin läpi suurten esineiden, kuten tikkujen, rievujen, muovien ja muiden roskien poistamiseksi. Kerätty materiaali viedään sitten kaatopaikalle.
Hiekanpoisto: Jätevesi johdetaan hiekkakammion läpi epäorgaanisten kiintoaineiden, kuten hiekan, soran ja muiden raskaiden materiaalien, poistamiseksi. Tämä tehdään loppupään laitteiden kulumisen estämiseksi.
Virtauksen tasaus: Tämä on prosessi, joka auttaa tasoittamaan jäteveden virtausnopeuden vaihteluita. Se sisältää varastosäiliön käytön jäteveden säilyttämiseen suurten virtausnopeuksien aikana ja sen vapauttamiseen alhaisten virtausnopeuksien aikoina.
Rasvan, öljyn ja rasvan (FOG) poisto: Sumu poistetaan rasvaloukun avulla, joka on laite, joka erottaa ja kerää sumua jätevedestä. Tämä estää FOG:ta tukkimasta putkia ja laitteita alavirtaan.
Esikäsittelyn jälkeen jätevesi on valmis jatkokäsittelyyn sekundääri- ja tertiäärikäsittelyprosessien kautta liuenneiden ja suspendoituneiden orgaanisten aineiden sekä haitallisten epäpuhtauksien poistamiseksi ennen kuin se lasketaan pois tai käytetään uudelleen.
Ensisijainen hoito:
Esikäsittely on jäteveden käsittelyn toinen vaihe, ja se sisältää laskeutuvien ja suspendoituneiden kiintoaineiden fysikaalisen ja kemiallisen poistamisen jätevedestä. Primäärikäsittelyn tarkoituksena on poistaa mahdollisimman paljon orgaanisia ja epäorgaanisia kiintoaineita ennen jäteveden sekundaari- tai tertiaarikäsittelyä. Seuraavat ovat yleisimmät ensisijaisessa hoidossa käytetyt menetelmät:
Sedimentaatio: Jätevesi säilytetään sedimentointisäiliössä tai selkeyttimessä, mikä mahdollistaa laskeutuvien kiintoaineiden laskeutumisen säiliön pohjalle. Laskeutuneet kiinteät aineet, joita kutsutaan primäärilietteeksi, poistetaan sitten ja lähetetään lietteenkäsittelyprosessiin. Selkeytetty neste, nimeltään jätevesi, lähetetään jatkokäsittelyyn.
Koagulaatio ja flokkulaatio: Tässä prosessissa jäteveteen lisätään kemikaaleja, jotka auttavat hiukkasia koaguloitumaan ja muodostamaan suurempia kokkareita, joita kutsutaan flokeiksi. Hiutaleet voidaan sitten helpommin poistaa sedimentoimalla tai suodattamalla. Koagulaatiossa ja flokkulaatiossa käytettyjä kemikaaleja ovat alumiinisulfaatti (aluna) ja rautakloridi.
Tasoitus: Tasoitus on prosessi, jossa tasapainotetaan jäteveden virtaus puhdistamoon. Tämä tehdään varastosäiliöllä jäteveden väliaikaiseen varastointiin ennen kuin se tulee käsittelyprosessiin. Tämä auttaa vähentämään huippuvirtauksia ja ylläpitämään johdonmukaisia olosuhteita loppupään käsittelyprosesseille.
pH:n säätö: pH:n säätö voi olla tarpeen, jos jäteveden pH on liian korkea tai liian matala. Happojen tai emästen lisääminen voi auttaa säätämään pH:n hoitoa varten optimaaliselle alueelle.
Ensipuhdistuksen jälkeen jätevedelle suoritetaan toissijainen käsittely, joka sisältää liuenneiden ja suspendoituneiden orgaanisten aineiden biologisen käsittelyn tai tertiäärisen käsittelyn, joka sisältää edistyneitä käsittelyprosesseja tiettyjen epäpuhtauksien poistamiseksi.
Toissijainen hoito:
Toissijainen käsittely on jäteveden käsittelyn kolmas vaihe, ja se sisältää liuenneiden ja suspendoituneiden orgaanisten aineiden biologisen poistamisen jätevedestä. Jälkikäsittelyn tarkoituksena on jatkokäsitellä ensikäsiteltyä jätevettä ja valmistella se poistettavaksi tai uudelleenkäyttöön. Seuraavat ovat yleisimmät toissijaisessa hoidossa käytetyt menetelmät:
Aktiivilieteprosessi: Tässä prosessissa jäteveteen sekoitetaan mikro-organismiviljelmä, mukaan lukien bakteerit ja sienet, jotka kuluttavat ja hajottavat jäteveden orgaanista materiaalia. Seos, jota kutsutaan aktiivilieteeksi, erotetaan sitten käsitellystä vedestä sedimentointisäiliöillä. Käsitelty vesi voidaan sitten lähettää jatkokäsittelyyn tai tyhjentää.
Tihkusuodatin: Tässä prosessissa jätevesi ruiskutetaan kivi- tai muovikerroksen päälle, jolle on kehittynyt mikro-organismien biofilmi. Mikro-organismit kuluttavat jäteveden orgaanista materiaalia, kun se valuu väliaineen yli. Käsitelty vesi kerätään sitten suodattimen pohjalle ja lähetetään jatkokäsittelyyn.
Pyörivä biologinen kontaktori: Tässä prosessissa jätevesi suihkutetaan pyörivän kiekon tai rummun päälle, joka on peitetty mikro-organismien biokalvolla. Kun kiekko pyörii, mikro-organismit kuluttavat jäteveden orgaanista materiaalia. Käsitelty vesi kerätään sitten ja lähetetään jatkokäsittelyyn.
Sequential Batch Reactor: Tässä prosessissa jätevesi käsitellään erissä, jossa se käy läpi useita biologisen käsittelyn vaiheita. Jokainen vaihe sisältää erilaisia mikro-organismeja, jotka hajottavat jäteveden orgaanista materiaalia. Käsitelty vesi kerätään sitten ja lähetetään jatkokäsittelyyn.
Toissijaisen käsittelyn jälkeen jätevedelle suoritetaan yleensä jälkikäsittely, joka sisältää edistyneitä käsittelyprosesseja tiettyjen epäpuhtauksien poistamiseksi. Tällä varmistetaan, että käsitelty jätevesi täyttää päästöjen tai uudelleenkäytön edellyttämät laatustandardit.
Kolmannen asteen hoito:
Aktiivilieteprosessi on yleinen biologinen käsittelyprosessi, jota käytetään jätevedenpuhdistamoissa orgaanisen aineksen, typen ja fosforin poistamiseksi jätevedestä. Se on eräänlainen toissijainen käsittely, joka seuraa ensisijaisia käsittelyprosesseja, kuten seulonta, hiekanpoisto ja sedimentaatio.
Aktiivilieteprosessissa jätevesi sekoitetaan mikrobiviljelmään, joka tunnetaan nimellä "aktiiviliete", ilmastussäiliössä. Aktiiviliete on seos mikro-organismeja, kuten bakteereja, alkueläimiä ja sieniä, jotka kuluttavat jäteveden orgaanista ainesta ja muuttavat sen mikrobibiomassaksi, hiilidioksidiksi ja vedeksi.
Ilmastussäiliö on tyypillisesti varustettu hajailmastuslaitteilla tai mekaanisilla ilmastimilla, jotka tuovat happea mikro-organismeille ja edistävät niiden kasvua ja toimintaa. Ilmastusprosessi kestää yleensä useita tunteja ja vaatii runsaasti liuennutta happea tukemaan mikro-organismien aerobista aineenvaihduntaa.
Ilmastusprosessin jälkeen jätevesi johdetaan toissijaiseen selkeyttimeen tai selkeytyssäiliöön, jossa aktiivilietteen ja mahdollisten suspendoituneiden aineiden annetaan laskeutua. Laskeutunut liete palautetaan ilmastussäiliöön jatkamaan käsittelyprosessia, kun taas kirkastettu vesi ohjataan muihin käsittelyprosesseihin, kuten tertiäärikäsittelyyn tai desinfiointiin, ennen kuin se poistetaan tai käytetään uudelleen.
Aktiivilieteprosessin tehokkuuden ylläpitämiseksi mikrobiviljelmää on tarkkailtava ja valvottava huolellisesti. Sellaiset tekijät kuin liuenneen hapen pitoisuus, ravinteiden saatavuus, pH ja lämpötila on pidettävä tietyllä alueella mikro-organismien kasvun ja toiminnan edistämiseksi sekä jäteveden korkean laadun varmistamiseksi. Lisäksi ylimääräinen liete on ajoittain poistettava prosessista inerttien kiintoaineiden kertymisen estämiseksi ja halutun mikrobipopulaation ylläpitämiseksi.
Käsittelyn jälkeen jätevesi tyypillisesti johdetaan vastaanottavaan vesistöön tai käytetään uudelleen ei-juomakäyttöön, kuten kasteluun tai teollisiin prosesseihin.
Jätevesien käsittely on tärkeä prosessi kansanterveyden ja ympäristön suojelemiseksi. Asianmukainen käsittely auttaa ehkäisemään vesivälitteisten tautien leviämistä, vähentämään vesistöjen saastumista ja säästämään vesivaroja.