Wody powierzchniowe odnoszą się do wszystkich naturalnych zasobów wodnych, które znajdują się na powierzchni ziemi lub w jej pobliżu, takich jak rzeki, jeziora, stawy, zbiorniki i oceany. W przemysłowym uzdatnianiu wody, woda powierzchniowa jest ważnym źródłem wykorzystywanym w różnych procesach ze względu na jej dostępność i objętość. Wykorzystanie wód powierzchniowych wymaga jednak dokładnego uzdatnienia, ponieważ często są one zanieczyszczone zawiesiną ciał stałych, związkami organicznymi, mikroorganizmami chorobotwórczymi i innymi zanieczyszczeniami.
Niniejszy artykuł zawiera kompleksowe wyjaśnienie wód powierzchniowych, w tym ich właściwości, typowych zanieczyszczeń, wyzwań związanych z uzdatnianiem oraz technologii stosowanych w praktyce w celu wykorzystania wód powierzchniowych do zastosowań przemysłowych.
Spis treści
Definicja i właściwości wód powierzchniowych
Wody powierzchniowe obejmują wszystkie źródła wody, które nie są chronione przez warstwy skalne lub gleby, a zatem są pod silnym wpływem czynników środowiskowych, warunków klimatycznych i działalności człowieka.
Właściwości wód powierzchniowych
Zmienna jakość:
- W zależności od pory roku, opadów, spływu i bliskości obszarów mieszkalnych lub przemysłowych.
Wysoka zawartość zawieszonych ciał stałych:
- Zawiesiny, takie jak osady, glina, szlam lub materiał organiczny.
Wysoka aktywność biologiczna:
- Zawiera glony, bakterie, wirusy i pierwotniaki.
Zmienny skład chemiczny:
- Rozpuszczone sole, składniki odżywcze, takie jak azotany i fosforany, a także metale ciężkie.
Wrażliwość na zabrudzenia:
- Bezpośrednie wprowadzanie ścieków, nawozów lub chemikaliów może mieć duży wpływ na jakość wody.
Typowe zanieczyszczenia w wodach powierzchniowych
1. zawiesiny i osady
- Zawiesiny składają się z cząstek gliny, piasku lub mułu, które są wprowadzane przez erozję lub spływ.
- Wyzwanie: Zatykanie filtrów, pomp i przewodów rurowych.
2. substancje organiczne
- Martwe szczątki roślin, kwasy humusowe i rozpuszczone substancje organiczne.
- Wyzwanie: Wzrost chemicznego zapotrzebowania na tlen (ChZT) i powstawanie biofoulingu.
3. mikroorganizmy chorobotwórcze
- Wirusy, bakterie i pierwotniaki, które dostają się do wody poprzez spływy rolnicze lub miejskie.
- Wyzwanie: Zagrożenia dla zdrowia i wymogi higieniczne.
4. składniki odżywcze (eutrofizacja)
- Związki azotu (NO₃-, NH₄⁺) i fosforany.
- Wyzwanie: Promuje wzrost glonów i pogarsza jakość wody.
5. metale ciężkie i związki toksyczne
- Rtęć, ołów, kadm lub pestycydy, które mogą pochodzić ze ścieków przemysłowych.
- Wyzwanie: Toksyczność i zagrożenie dla ludzi i środowiska.
Technologie oczyszczania wód powierzchniowych
Oczyszczanie wód powierzchniowych wymaga wieloetapowego procesu, który jest dostosowany do specyficznych wymagań branży.
1. wstępna obróbka mechaniczna
- Technologie:
- Grabie i sita: usuwają grubsze ciała stałe, takie jak liście, gałęzie i śmieci.
- Separatory piasku i żwiru: Oddzielają cięższe osady i cząstki.
- Cel: Ochrona systemów w dolnym biegu rzeki i zmniejszenie zanieczyszczenia zawiesiną.
2. koagulacja i flokulacja
- Proces: Dodawanie środków strącających (np. soli żelaza lub glinu) i flokulantów w tak zwanych instalacjach CP.
- Efekt:
- Najdrobniejsze cząstki i rozpuszczone substancje organiczne są aglomerowane w większe kłaczki, które można łatwiej usunąć.
Zdjęcie: Jedna z naszych rzecznych stacji uzdatniania wody z koagulacją i flokulacją, ALMA BHU LHPS
3. sedymentacja i flotacja
- Technologie:
- Osadniki lamelowe: Przyspieszają oddzielanie zawieszonych ciał stałych.
- Flotacja rozpuszczonym powietrzem: Usuwa tłuszcz, olej i drobno zdyspergowane cząsteczki za pomocą mikropęcherzyków powietrza.
- Cel: Zmniejszenie zawartości ciał stałych i ChZT.
Zdjęcie: Nasz system flotacji ALMA NeoDAF jest również z powodzeniem stosowany do usuwania fosforanów z jeziora w Offenbach.
4. filtracja
- Technologie:
- Filtry piaskowe i wielowarstwowe: Usuwają najdrobniejsze cząstki i osady.
- Ultrafiltracja (UF): Usuwa mikroorganizmy, substancje koloidalne i zawieszone ciała stałe.
- Cel: Zapewnienie stałej jakości wody na potrzeby procesów zachodzących na dalszych etapach produkcji.
5. dezynfekcja
- Technologie:
- Dezynfekcja UV: Dezaktywuje mikroorganizmy poprzez niszczenie ich DNA.
- Chlorowanie: Skuteczne zabijanie zarazków z resztkowym efektem ochronnym.
- Cel: Zapewnienie bezpieczeństwa mikrobiologicznego.
Zdjęcie: Nasz system filtracji ALMA BHU SMF w konstrukcji betonowej do uzdatniania wody rzecznej
Uzdatnianie wód powierzchniowych do zastosowań przemysłowych jest złożone i stawia wysokie wymagania w zakresie stosowanych technologii:
Duża zmienność jakości wody:
- Wahające się obciążenia wymagają elastycznych i adaptacyjnych procesów oczyszczania.
Wysoki udział zawieszonych ciał stałych:
- Wymaga wielostopniowych procesów filtracji i sedymentacji.
Zanieczyszczenie mikrobiologiczne:
- Wymaga niezawodnych metod dezynfekcji, takich jak promieniowanie UV lub chlorowanie.
Biofouling:
- Składniki odżywcze i substancje organiczne sprzyjają rozwojowi mikroorganizmów, co prowadzi do powstawania osadów w systemach.
Wymogi prawne:
- Proces oczyszczania musi spełniać surowe wymagania w zakresie emisji ścieków i jakości wody.
Recykling wody z wód powierzchniowych
W wielu branżach recykling wód powierzchniowych staje się coraz ważniejszy w celu zmniejszenia zużycia wody i zminimalizowania przepływu ścieków.
- Obróbka wstępna: Usuwanie zawieszonych ciał stałych i ładunków organicznych poprzez filtrację i wytrącanie/flokulację.
- Oczyszczanie biologiczne: Degradacja związków organicznych i składników odżywczych w systemach biofiltracji lub bioreaktorach membranowych.
- Technologie membranowe: Wykorzystanie ultrafiltracji i odwróconej osmozy do odzyskiwania wody o wysokiej czystości.
Wnioski
Wody powierzchniowe są ważnym źródłem wody przemysłowej i oczyszczania ścieków. Jednak jej zmienna jakość i złożone obciążenia stawiają wysokie wymagania technologiom uzdatniania. Dzięki zastosowaniu zaawansowanych procesów mechanicznych, chemicznych i biologicznych, wody powierzchniowe można przekształcić w niezawodne zasoby do zastosowań przemysłowych. Ciągły rozwój technologii uzdatniania wody umożliwia wykorzystanie tego cennego zasobu w sposób zrównoważony i wydajny.
Aby uzyskać więcej informacji na temat naszych produktów, prosimy skontaktować się z nami w dowolnym momencie!
