ODPADNÍ VODY • • • • •
definice znečišťující látky v odpadních vodách ukazatele znečištění odpadních vod splaškové odpadní vody průmyslové odpadní vody
J. V. Hráský Stokování měst l. p. 1903
ODPADNÍ VODY
vody použité v sídlištích, obcích, domech, závodech, zdravot. zařízeních a jiných objektech a zařízeních, pokud po použití mají změněnou jakost (složení nebo teplotu), jakož i vody z nich odtékající, pokud mohou ohrozit jakost povrchových nebo podzemních vod.
dvě podmínky
změněná jakost vody může ohrozit jakost vod povrchových nebo podzemních
1
Vypouštění odpadních vod v ČR v letech 1980–2013
Zdroj: MZe, Zpráva o stavu vodního hospodářství ČR 2013
přehled znečišťujících látek v odpadních vodách rozpuštěné
organické
biologicky rozložitelné biologicky nerozložitelné
anorganické biologicky rozložitelné biologicky nerozložitelné organické nerozpuštěné
usaditelné neusaditelné
koloidní plovoucí
anorganické usaditelné neusaditelné
cukry, mastné kyseliny barviva těžké kovy, sulfidy škrob, bakterie plasty, papír celulosová vlákna bekterie papír písek, hlína brusný prach
další typy znečištění
povrchově aktivní látky toxické látky tepelné znečištění radioaktivita patogenní mikroorganismy a paraziti mikropolutanty
2
Ukazatele znečištění odpadních vod
Fyzikální ukazatele - t, barva, zákal, průhlednost, vodivost, redox Chemické ukazatele - pH, chemické složení Radiologické ukazatele - celková aktivita alfa, beta, aktivita Rn Mikrobiologické ukazatele - koliformní bakterie, fekální koliformní bakterie, enterokoky, mezofilní, psychrofilní bakterie
Biologické ukazatele - saprobní index, trofická úroveň Ekologické ukazatele - podmínky pro život ryb, neporušená samočisticí schopnost
Skupinové ukazatele - BSK5, CHSK, Corg, NL, RL, VL, NEL, Formy N, P, Cl, S, Fe, Mn, Ca, Mg , Toxické kovy, PCB, PAU, RAS, AOX, LEF
ekvivalentní obyvatel
ukazatele specifické produkce znečištění vztažené na 1 obyvatele
BSK5 VL NL N P extrah. látky
60 180 55 12 2-3 15
g.EO-1.d-1 g.EO-1.d-1 g.EO-1.d-1 g.EO-1.d-1 g.EO-1.d-1 g.EO-1.d-1
znečištění z jiných zdrojů jako produkované lidmi počet EO charakterizuje velikost čistírny.
3
Procesy čištění odpadních vod
Proces musí být:
Mechanické procesy
účinný ekonomicky přijatelný nenáročný na energii neměl by vnášet další látky
Chemické a fyzikálně chemické procesy
cezení usazování centrifugace flotace filtrace čiření a srážení neutralizace oxidace a redukce sorpční procesy iontová výměna odpařování, spalování destilace, stripování membránové procesy
Biologické procesy aerobní a anaerobní
biologické filtry aktivační proces procesy s granulovanou biomasou stabilizační nádrže a laguny
Procesy čištění odpadních vod
Proces musí být:
Mechanické procesy
účinný ekonomicky přijatelný nenáročný na energii neměl by vnášet další látky
Chemické a fyzikálně chemické procesy
cezení usazování centrifugace flotace filtrace čiření a srážení neutralizace oxidace a redukce sorpční procesy iontová výměna odpařování, spalování destilace, stripování membránové procesy
Biologické procesy aerobní a anaerobní
biologické filtry aktivační proces procesy s granulovanou biomasou stabilizační nádrže a laguny
Rozdělení OV podle původu znečištění splaškové průmyslové zemědělské srážkové
městské vody
4
Splaškové vody
množství přitékající do ČOV závisí na kolísání odběru vody z vodovod. sítě odběr - minima v noč. hodinách, dvě maxima v průběhu dne (13. – 15. a 18. – 20. hod.)
základní způsoby čištění
Stokování
jednotná, oddílná kanalizace spádová, podtlaková kanalizace
Bezodtokové jímky (žumpy) Sedimentace
sedimentační nádrže
horizontální, vertikální, radiální samostatné, součást technologie
septiky štěrbinové nádrže
sedimentační nádrže
5
základní způsoby čištění
Stokování
jednotná, oddílná kanalizace spádová, podtlaková kanalizace
Bezodtokové jímky (žumpy) Sedimentace
sedimentační nádrže
horizontální, vertikální, radiální samostatné, součást technologie
septiky štěrbinové nádrže
septik a štěrbinová nádrž
základní způsoby čištění
Biologické čištění
zemní filtry biologické rybníky (stabilizační nádrže) vegetační čistírny biologické filtry oxidační příkopy
Komplexní čistírny
6
zemní filtr
biologický rybník
vegetační čistírna
7
Komplexní ČOV
Průmyslové odpadní vody
složení závisí na charakteru výroby
technologická odpadní voda chladicí voda splašková voda srážková voda podzemní vody z hydrogeologické ochrany
vývoj technologie výroby a změna potřeby vody a produkce znečištění způsob čištění – závisí na druhu znečištění
hlavní znečištění průmyslových odpadních vod
org. látky biol. rozložitelné i nerozlož. toxické org. nebo anorg. slouč. anorg. rozpuštěné soli (neutrální), anorg. rozpuštěné látky s kys. nebo zásaditým charakterem vyšší konc. anorg. živin – sloučeniny N a P nerozpuštěné látky org. i anorg. radioaktivní látky tepelné znečištění mikrobiologické znečištění
8
Průmyslové odpadní vody
Decentralizované čištění – jednotlivé druhy OV odvádět odděleně
Větší využívání fyzikálně-chemických metod – nejen mechanická separace, ale i flotace, iontová výměna, adsorpce, desorpce, extrakce, neutralizace, oxidace, redukce, srážení…
„Nestandardní“ uspořádání biologického stupně – aerobních i anaerobní procesy
tepelné znečištění hlavním zdrojem
tepelné elektrárny s průtočným systémem chlazení průmyslové OV
postupné ochlazování – výparem, vyzařováním, konvekcí důsledky oteplení vod:
změna kyslíkového režimu
snížení nasycení vody O2 zvýšení spotřeby O2 organismy snížení schopnosti O2 využít (u ryb)
zvýšení rozpustnosti látek (i toxických) zvýšení toxických projevů některých látek
max. povolená teplota u vodárenských toků 20 oC, u ostatních toků 26 oC
radioaktivní znečištění
přírodních zdroje – 40K; prvky U, Ac a Th rozpadové řady (v okolí nalezišť rud); rozpuštěný Rn
umělé zdroje
medicína průmysl vojenství jaderné reaktory provoz Temelín pevné plynné kapalné - splaškové, oplachové, chladící vody - tritiové vody → tritium nelze oddělit, vypouštění do recipientu
Havárie -
90Sr, 137Cs, 131I
9
Příklady koeficientů akumulace některých radionuklidů v čerstvé hmotnosti organismů
Znečištění vody v zemědělské výrobě
nesprávné nebo neúměrné používání závadných látek většinu odpadů lze znovu využít v zemědělství a zakonzervování tox. látek v potravním řetězci zdroje znečištění
ze živočišné výroby z rostliné výroby další (ropné látky, OV ze zemědělských objektů)
silážní šťávy
fermentace píce (kys. mléčná) a únik šťáv likvidace: využití hnojivých vlastností a vápnění, zapravení do půdy a mineralizace
kejda
suspenze tuhých výkalů, moči zvířat a technologické vody likvidace:
využití k přímému hnojení kompostování anaerobní stabilizace čištění společně s městskými OV
10
pesticidy zákon č. 147/1996, směrnice ES č. 91/414/EEC
prostředky k hubení rostlinných a živočišných škůdců podle druhu působení kontaktní požerové dýchací
podle cílového organismu insekticidy herbicidy fungicidy…
aplikace ≈ 15 000 t/rok a10 – 40% do vodního prostředí g porušení biochem. rovnováhy v tocích g samočištění L při průniku do pitných vod - ovlivnění pachu a chuti, ohrožení zdraví chem., fotochem, biol. rozklad – záleží na struktuře
splachy
eroze půdy základní minerální živiny a eutrofizace zvýšení primární produkce
vyčerpávání O2 chuť, zápach snížení kapacity koryt zkreslení odečtů průtoků v tocích
Srážkové odpadní vody znečištění exhalacemi z ovzduší, okyselení smyv a v jednotné kanalizaci – zvíření usazenin složení kolísá
nerozpuštěné anorg. i org. látky mikroorganismy
v prům. závodech, v dálniční síti – závadné látky
11
Důlní vody
průsak podzemní vody a přečerpávání do vod povrchových složení ovlivňují podmínky při těžbě a hydrogeologické poměry
vody z hlubinné těžby – mech. znečištění, solnost, rop. látky z těžeb. strojů a akumulace a vypouštění
vody z povrchové těžby – prameny, srážkové a povrchové vody → vyluhování a oxidace pyritů (FeS2) a neutralizace, provzdušňování, sedimentace
rekapitulace ukazatele znečištění odpadních vod (EO)
splaškové a průmyslové odpadní vody základní postupy čištění (biologické filtry, ČOV) tepelné znečištění znečištění ze zemědělské výroby
Tyto materiály jsou určeny především pro studenty Vysoké školy chemicko-technologické v Praze. Některá data v nich obsažená jsou z veřejných zdrojů a z důvodu přehlednosti nejsou uvedeny všechny citace tak, jak bývá v odborné literatuře zvykem. S případnými výhradami se, prosím, obracejte na autory. Pavla Šmejkalová Aleš Pícha
12
