Су табиғаттың ең бағалы

   Су табиғаттың ең бағалы қоры болып табылады.  Су қажеттілігі күнен күнге өскен кейін, ғалымдар бұл мәселеге аса көңіл аударуда.

   Су өзінен өзі оған түскен микроорганизмдерді тазарта алады. Бірақ қасиет шексіз емес. Соңғы жылдары экологиялық жүйелерді ластайтын заттардың мөлшері өте көп және олар өздерін қорғай алмайды. Әсіресе ол тазартылмаған немесе өте нашар тазартылған ағын сулар.

   Қалалардың өсуі, өндірістердің дамуы экологиялық проблемаларды күшейтеді әсіресе сумен қамтамасыз етілуін. Тұщы су проблемасы қазіргі кезде бүкіл әлемге әйгілі болып келеді. Су қоймалардың ағын  сулармен ластануы экожүйенің функциясына қауіп төндіреді. Әр түрлі мәліметтер бойынша ағын сулардың құрамында 42% минералды және 58% органикалық ластағыштар болады. Белгілі, өзен және басқа су қоймаларында судың өздігінен тазарылуы өтеді. Бірақ бұл процесс өте баяу жүреді. Бұрын өнддірістік ластағыштар көп мөлшерде болмаған кезде, өзендер өздері тазарылған. Қазіргі кезде су қомалар ластануымен өздері күресе алмайды.

   Ағын суларды тазарту өте қиын өндіріс болып табылады. Бұнда басқа өндірісте сияқты  шикізат ( ағын сулар) және дайын өнім ( тазартылған су) болады. Ағын суларды тазарту механикалық, химиялық, физико- химиялық және биологиялық деп бөлуге болады. 

   Механикалық әдістің негізгі мақсаты ағын сулардан тұрақтандыру және фильтрация арқылы механикалық қоспаларды алып тастау.

   Тұрпайы бөлшектер мөлшерге байланысты торлармен, елеуіштермен, топырақұстағыштармен, ал беткі ластауыштар – мұнай ұсағыштармен, бензомай ұстағыштармен, тұрақтандырғыштармен ұсталынады.         Механикалық әдіс тұрмыстық ағын сулардан  60-75% ерітілмейтін қоспаларды, ал өндірістік 95% дейін алып тастауға мүмкінлік береді.   Механикалық әдіс ағын суларды биологиялық және физико–химиялық әдістерге дайндық болып келеді.

   Химиялық әдісте ағын суларға әр түрлі химиялық реагенттерді қосады. Олар реакцияға түсіп, ластаушыларды ерінбейтін тұнба ретінде түзеді. Химиялық әдіс арқылы ерінбейтін қоспаларды   95% ке дейін және ерітілетін 25% ке дейін төмендетуге олады.

   Физико-химиялық әдіс кезінде ағын сулардан жіңішке дисперстік және бейорганикалық ерітілген қоспалар алынады,  сонымен  органикалық және әлсіз қышқылданатын заттар ыдырайды. Бұнда әсіресе коагуляция, қышқылдану, сорбция, экстракция көбінесе қолданылады. Сонымен қатар ағын суларды ультрадыбыс, озон, ион алмастыру және жоғары қысым көмегімен  тазартады. Электролиз кең қолданыс тапты. Бұнда ағын сулардың құрамындағы органикалық заттар ыдырайды және металлдар, қышқылдар және басқа бейорганикалық заттар бөлінеді. Электролитикалық тазарту арнайы құрылғы электролизерларда өтеді. Ағын суларды электролизер көмегімен тазарту қорғасын және мыс  өндірістерде өте эффективті болады.

   Тұрмыстық ағындарды тазартуда ең күштісі биологиялық әдіс болып табылады. Ол өзендердің және басқа қоймалардың биохимиялық және физиологиялық өздігінен тазартылуына негізделген. Биологиялық әдіс табиғи әдістерге жақындатылған, сонымен қатар био тазартушы құрылғыларда өткізеді. Ағын суларды тазартудың бірнеше биологиялық құрылғылар бар – олар биофильтрлер, биологиялық бөгеттер және аэротенктер.

   Биофильтрлерде  ағын сулар ірі дәнді материал  арқылы өтеді, ол жұқа бактериалды  қабықпен қапталған. Бұл қабық  көмегімен биологиялық қышқылдандыру  интенсивті түрде өтеді. 

   Биологиялық бөгеттерде ағын суларды тазартуда су қоймасындағы барлық микроорганизмдер қатысады.

   Аэротенктерде  ( үлкен резервуарларда) тазартылудың  басы – ол бактериялардан және микроскопиялық жануарлардан құралған активті ил. Барлық ьұл тірі организмдер белсенді түрде дамиды. Бактериялар үлпек боп бір біріне жабысады және органикалық заттарды минерализациялайтын ферменттерді бөледі. Ил үлпектермен бірге тез тұнба түзіп, таза судан бөлінеді. Инфузориялар, амебалар, бактерияларды жеп, илдің бактериалдық массасын жаңарады.

Үлкен тазарту  құрылғылар аэротенктерді қолданады.

   Ағын  суларды биологиялық тазарту  технологиясының жетістігінің эталоны  деп Living Machine проектін қарастыруға болады. Ағын суларды тазарту экологиялық проект Адам Джозеф Льюис центрі ашқан.

   Living Machine –кәдімгі тазартуды және табиғи экожүйелердің ағын суларды тазартуды комбинирлейтін локальді жүйе. Living Machine құрылғысы ағын суларды өңдеудің үш түрін жасайжы: органикалық ластаушыларды алып тастау, дезинфекция және айналамамыздағы ортаға зиян келтіретін азот және фосфор сияқты заттарды суда концентрациясын төмендету немесе жойылту. Органикалық ластауыштарды күн сәулесі және органикалық процесттерді басқаратын бактериялар, өсімдіктер, зоопланктондардың және омыртқасыздар тірі организмдердің  көмегімен  ыдыратады. Климатқа байланысты Living Machine қорғалатын алңда орналасуы мүмкін. Ағын суларды тазартатын басқа құрылғыларғы қарағанда Living Machine әр жерде орнатылуы мүмкін, өйткені ол жағысыз иістерді бөлмейді.

Ағын суларды  тазарту құрылғысы микробтарды, өсімдіктерді және ұлыларды пайдаланады. Бұл кезде дәстүрлі химиялық әдістер қолданылмайды. Бұл құрылғының өнімділігі 9 462 литр ағын су күніне тазартады. Өңделген ағын сулар қайтадан қайтарылып техникалық су ретінде қолданылады. Құрылғының негізгі бес компоненттері үлкен роль атқарады:

• Жерасты герметикалық түрде жабылған анаэробты реакторлар
• Жерасты герметикалық түрде жабылған аэробты реакторлар
• Ашылған аэробты реакторлар
• Тұрақтандырғыш ( түссіздендіргіш)
• Жасанды батпақ
• Ултра күлгін дезинфекциялық құрылғы

Суды биологиялық  тазартудың Living Machine құрылғының сызба нұсқасы 

Ағын сулар  әр түрлі микроорганизмдермен қапталған, органикалық ластауыштарды, азотты, фосфордың мөлшерін  төмендететін биологиялық қатынасты тізбек арқылы өткізіледі.  

 

Ағын сулар  өздігінен екі жер асты анаэробты  реакторға – герметикалық резервуарға түседі.  Бұл резервуарларда анаэробты биологиялық процесстер қалдықтарды ыдырата бастайды. Анэробты бактериялар – оттегісіз өмір сүретін микробтар, органикалық қалдықтарды аммиакқа, метанға және органикалық қышқылдарға өзгертеді. Анаэробты реакторларда ағын сулардан қатты заттар және майлар алынады. Органикалық көміртегінің суда мөлшері, оттегіде биологиялық қажеттілік ретінде өлшенген 50% төмендейді. Азот өсімдік үшін маңызды қоректік зат, органикалық түрден бейорганикалық түрге көшеді - аммоний (NH4).  

 
 

Анаэробты реактордан кейін ағын сулар екі жабық  аэробты реакторға келіп түседі, бұл жерде қалған органикалық  қосылыстар ыдырайды, және ағын сулар  оттегімен байытылады. Бұл реакторларда ағын сулардың аэрациясы үлкен насос арқылы және  шашырағыш көмегімен өтеді. Аэробты реакторлар оттегі қатысында сахарозаны өңдейді және көмірқышқыл газды (CO2) бөледі. Органикалық заттардың мөлшері бастапқыға қарағанда 90% кемиді. Сонымен қатар, бұл резервуарда азоттың бастапқы жойылу сатысы өтеді.

Аэробты реакторлар толған кезже, ағын сулар үш ашық аэробты  реакторларға көшеді. Ашық аэробты  реакторлар құрылғының ең көрінетін  компоненті болып табылады.

Үшінші ашық аэробты реактордан ұсақ фракциялар қайтадан жабық аэробты реакторларға қайтады, бактериялардыжәне өңделмеген аммонийді қайтару үшін. Ашық аэробты резервуарлардағы ағын сулардың негізгі бөлігі өңдеуден кейін  тұрақтандырғышқа ( түссіздендіргішке) түседі.

Тұрақтандырғыш  конус тәріздес резервуар болып келеді. Осы резервуарға түскен ағын сулар екіге бөлінеді. Жоғары бөлігінде таза су жиналады да, вл қалған тұнбасы бактериялармен өңделеді. Бұл бактериялар, үлпек түзетін деп аталатын және тазарту процессінде үлкен роль атқарады.  Олар негізгі тазартуды қамтамасыз ететін активті бактерияларды бөлуге және оларды қайтадан пайдалануды мүмкіндік береді. Тұрақтандырғыштың негізінде тұратын насос тұнбаны аэробты реакторларға қайтарады. Ал су жасанды батпаққа ( болото) төгіледі. Тұрақтандырғыштың төңірігіндегі қалдық дезинфекциялайтын бактериялар үшін отаны қамтамасыз етеді.Бұл бактериялар жүйеден алынатын нитратты газға ( азотқа) айналдырады. 

Тұрақтандырғыштан кейін су жасанды топыраққа ( болото) түседі.  Бұл жерде су тастар, өсімдік  тамырлары, гравий арқылы өтеді. Гравий және органикалық заттар судың құрамындағы фосфордың бір бөлігін тұнбалайды және алып тастайды.  Осыдан кейін су жинауыш резервуарға келіп түседі.

Тазартылған су жинауыш резервуардан қажеттілік болса, ультра күлгін дезинфекциялық құрылғыға  келіп түседі. Ультра күлгін сәулелер әсерінен  ауру қоздырушы бактериялар өлтіріледі.

Тазартылған және дезинфекцияланған су қысым арқылы герметикалық резервуарға келіп  түседі, осы жерден қажеттілік кезінде  қолданылады.

Биологиялық тазартудың кіші құрылғыларына қазіргі кезде үлкен көңіл аударылады. Әсіресе өндірістік ағын сулар өзендер мен көлдерге  түсудің алдында тазартудан өтуі тиіс.

Қазіргі кезде  Чехияда жасалған және толығымен  автоматизацияланған, БИОТАЛ құрылғының негізінде жасалған жүйе өте кең  қолданылады.  Бұл құрылғының ерекшелігі,  жоғары эффективтілігі және эксплуатацияға қолайлы.

БИОТАЛ технологиясының  авторы доктор Александр Тетеря. БИОТАЛ инновационды технологиялық шешімдер ЧЕХ және Украина елдерінің паиенттермен қорғалған.

Бұл құрылғылар аз мөлшерлі ағын суларды тазарту үшін арналған.

БИОТАЛ құрылғысы  үш бөліктен құралатын SBR-реактор жүйесі.Құрылғының технологиясы бойынша өңделетін ағын сулар бірінші SBR- реактордан үшінші SBR- реакторға дейін өткен кезде, әр қайсысында толық биологиялық тазарту циклінан өтеді.  

 
 

1 – қабылдауыш камера, 2 - 1 қабатының SBR биореакторы , 3 - 2 қабатының SBR биореакторы, 4 -  3 қабатының SBR биореактор, 5 – үшіншілік тұрақтандырғыш, 6 – артық белсенді тұнбаның аэробты стабилизаторы, 7 - артық белсенді тұнбаның ыдысы, 8 – суды залалсыздандыратын модулі, 9 - компрессорлар, 10 - аэраторлар, 11 – тұнба қоспасының р-лифті, 12 – қайтымды белсенді илдің р-лифті, 13 - артық белсенді тұнбаның жойылуы, 14 – тазартылған ағын сулар, 15 - үшіншілік тұрақтандырғыштан белсенді тұнбаны алып тастау, 16 – ағын сулардың келуі, 17 – көбік, 18 – ағын сулардың кетуі, 19 – тұнбалы су. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Қазақстан Республикасының ғылым және білім  министрлігі.

Алматы  технологиялық унивеситеті. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Ағын  суларды тазарту үшін қолданылатын реакторлар. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Дайындаған: Шуакбаева А.

БТ-04-1

Тексерген: ______________ 
 

Алматы2007 

Жоспар:

1. Ағын суды тазарту үшін қолданылатын әдістер.
2. Living Machine құрылғысы
3. Биотал құрылғысы

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Пайдаланылған әдебиет:

1. Установка очистки сточных вод Living Machine

          М.М.Бродач, канд. техн. наук, доцент МАрхИ,

Н.В.Шилкин, инженер

     2. О СИСТЕМАХ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

          Возный И.К.,

          Директор ООО «УКРБИОТАЛ-Сервис», г. Житомир

     3. ОТВЕДЕНИЕ И ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ЗАГОРОДНЫХ ДОМОВ

          Кунахович А.А. директор АО "ТД "Инженерное оборудование".