„Visoka poslovno-tehnička škola,Užice”

TEMA- Otpadne vode kao izvor zagađenja životne sredine

Studenti: Profesor: Ćodo Milan, dr O. Novitović Stojanović Ivanka, Čolović Vesna

Užice,2009 god.

SADRŽAJ:

str.1.Uvod...............................................................................................32.Klasifikacija voda.........................................................................4

2.1 Pokazatelji zagađenosti otpadnih voda...............................43.Ispitivanje zagađenosti vode........................................................64.Tretiranje otpadnih voda.............................................................75. Zaštita voda od zagađivanja......................................................10

5.1Veštačko prečišćavanje.......................................................105.2 Prirodno prečišćavanje.......................................................10

6. Literatura.....................................................................................12

2

1. UVOD

-Otpadnim vodama nazivaju se vode koje su promenile svoj prvobitni sastav unošenjem štetnih supstanci čija prisutnost uzrokuje promenu fizičkih, hemijskih, bioloških ili bakterioloških karakteristika vode. Opasne zagađujuće supstance u vodama su: organske supstance i lako isparljivi derivati nafte, pesticidi, hrom, bakar, cink, nikal, železo, olovo, deterdženti i mnoštvo drugih. Koncentracija ovih supstanci u vodi koja je veća od granične, dozvoljene vrednosti uzrokuje vrlo štetne direktne i indirektne posledice na zdravlje ljudi i naravno na kompletan eko sistem.

Slika 1 Otpadne vode iz domacinstva

Pokazatelji posledica delovanja štetnih supstanci u otpadnim vodama su: Organoleptički - (supstance koje daju vodi boju, neprijatan ukus i miris) sanitarni - (supstance koje imaju sposobnost samoprečišćavanja) toksični sanitarni –(za supstance koje imaju izrazito toksično dejstvo kao što su: živa, olovo, cijanid, arsen itd.).

Zagađujuće supstance u vodama mogu se podeliti na:

supstance koje se u vodi ne razgrađuju i uglavnom ostaju u vodi i supstance koje se razgrađuju u vodi i postepeno iščezavaju iz vode.

-U prvu grupu uglavnom spadaju neorganske supstance.  -Proračun dopuštenih koncentracija štetnih supstanci koje spadaju u drugu grupu je prilično složen. Koncentracija ovih supstanci u otpadnoj vodi zavisi od intenziteta i brzine procesa samoprečišćavanja. Najvažniji faktor samoprečišćavanja vode jesu aerobne bakterije koje razgrađuju orgnske supstance uz potrošnju kiseonika. Stepen učinkovitosti ovih bakterija zavisi od:temperature vode,prisustva toksičnih elemenata u vodi koje mogu usporiti ili čak zaustaviti proces, od pH vrijednosti bioaktivnog mulja,-od dostupnosti bakterijama potrebnih količina kiseonika i neki drugi manje bitni faktori. Izvori zagađenja (zagađivači) po rasporedu mogu biti koncentrisani i rasuti.

3

Koncentrisani zagađivači su : ljudska naselja,industrijski centri i poljoprivredni objekti. Iz njih se ispuštaju otpadne vode preko kanalizacionih sistema ili kanala u vodene akumulacije. Kod rasutih zagađivača otpadne vode se unose u vodene ekosisteme nekoncentrisano,odnosno preko atmosferskih padavina, spiranjem poljoprivrednog zemljišta,deponija smeća ili puteva (naročito spiranjem soli sa puteva u zimskim mesecima)

2. KLASIFIKACIJA VODA

Vode se mogu podeliti na:  Vode I kategorije: su najčistije prirodne vode, izvorišta reka i njihovi gornji tokovi. Upotrebljavaju se za piće ili u prehrambenoj industriji. Nemaju miris, vidljivu boju niti otpadne supstanci.  Vode II kategorije: su još uvek relativno čiste. Mogu se koristiti za rekreaciju i uz određeno pročišćavanje za snabdevanje gradova vodom. Ne smeju imati miris ni boju.  Vode III kategorije: su zagađene prolaskom kroz gusto naseljene i industrijske oblasti. Imaju miris i vidljivu boju, ali se još uvek mogu koristiti u poljoprivredi i nekim granama industrije. Pokazatelji za ove vode imaju znatno više granične vrednosti.  Vode IV kategorije: su sve one vode koje ne spadaju u prethodne tri kategorije. Vrlo su zagadjene i moraju se prečišćavati ako se hoće upotrebljavati u odredjene svrhe.

Slika 2 reka Tara

2.1 Pokazatelji zagađenosti otpadnih voda.

Biohemijski potreban kiseonik (BPK) je glavni pokazatelj zagađenosti otpadnih voda. BPK je masa kiseonika (u mg) potrebna da se u laboratorijskim uslovima (u tami pri 20°C) u datom vremenskom periodu izvrši razgradnja organskih supstanci u 1 litru otpadne vode. Za sanitarne otpadne vode može se usvojiti vrijednost za BPK5 od 54 - 60 g O2/(stanovnik·dan). Hemijski potreban kiseonik (HPK) je masa kiseonika (u mg/l), potrebna za oksidaciju organskih spojeva i neorganskih soli. HPK je takođe pokazatelj zagađenosti otpadnih voda. Odnos HPK/BPK  predstavlja parametar biorazložljivosti. Raste sa porastom zagađivanja i obično se kreće od 1,5 do 3. U ekstremnim slučajevima može biti preko 5. Vrijednost pH  predstavlja negativni logaritam koncentracije vodonikovih jona u vodenom rastvoru. Ako se u vodi nalazi jednaka količina vodonikovih jona (H+) i jona hidroksida (OH-) otopina je neutralna i ima pH vrijednost 7. Međutim, ako ima više vodonikovih nego hidroksidnih jona, otopina je kisela i ima pH<7, a ako je obrnuto otopina je bazna (lužnata) i

4

ima pH>7. Meri se tablicom od « 0 – 14 «. Važno je da pošto se radi o logaritmu, svaka vrednost na lestvici je deset puta manja ili veća od one prethodne.

Suvi ostatak nastao procesom biološke razgradnje je pokazatelj mineralnih komponenata u otpadnoj vodi. Merenjem  mase suvog ostatka i deljenjem sa početnom zapreminom uzorka dobija se koncentracija mineralnih supstanci u vodi (obično u mg/l).  Boja, miris i ukus su organoleptička svojstva vode, tj. opažaju se čulima vida, ukusa i mirisa. Svaka voda ima svoj specifični ukus zbog rastvorenih gasova i soli. Otklanjanje neprijatnog ukusa se vrši adsorpcijom na aktivnom uglju, ozonom ili hlorisanjem.Suspendovane supstance su nerastvorljive čestice neorganskog porekla.  

Slika 2.1 Poljoprivredne otpadne vode

5

3. ISPITIVANJE ZAGAĐENOSTI VODA Za procenu stanja i upotrebljivosti voda postoji niz postupaka: fizički, hemijski, biološki, i ekološki.Fizički pokazatelji obuhvataju temperaturu, miris i ukus, boju, mutnoću,  transparentnost i provodljivost vode, zapreminske masene koncentracije čvrstih supstanci i suvog ostatka.Hemijski pokazatelji obuhvataju kiselost i baznost, tvrdoću, redoks-potencijal,udeo ili koncentraciju čvrstih, tečnih i gasovitih supstanci u vodi i specifične hemijske analize. Od rastvorenih gasova najveći značaj se pridaje kiseoniku.Biološki pokazatelji obuhvataju bakteriološko ispitivanje vode, saprobiološke metode i kompleksne toksikološke metode. U biološke pokazatelje pripada i utvrđivanje toksičnosti zagađenih voda. Ekološka analiza obuhvata procenu stanja vode kao životnog prostora bioloških sistema posle uvođenja otpadnih voda.

Slika 3 Otpadne vode iz industrijskih postrojenja

6

4. TRETIRANJE OTPADNIH VODA

Poznato je da vodotoci imaju sposobnost samoprečišćavanja ili autopurifikacije. Od kada postoji živi svet na zemlji voda se koristila i pomalo zagađivala biljnim, životinjskim i ljudskim otpacima tkz. organsko zagađenje. U početku je to malo uticalo na zagađivanje voda, jer se organski otpad razgrađivao pomoću zraka, uglavnom na korisne materije. Dakle, priroda je tada bila sposobna da sama prečisti te količine vode. Međutim, razvojem ljudske zajednice, porastom broja stanovnika i njihovom koncentracijom u velikim gradovima, količina organskih otpadnih voda se znatno povećala. Njihovim koncentriranim ispuštanjem u rijeke, onemogućavan je proces samoprečišćavanja i prirodnog biološkog prečišćavanja. Osim toga, razvojem industrije krajem 19. i početkom 20. stoleća, čovek sve više koristi vodu, a kao rezultat industrijske proizvodnje, nastaje ne samo organsko, već i hemijsko zagađenje vode. Zbog svega toga se javila potreba za iznalaženjem veštačkih,bioloških ali i hemijskih procesa prečišćavanja.

 

Slika1.4 Postupak mehaničkog,biološkog i hemijskog prečišćavanja vode

Sve otpadne vode bi se po pravilu trebale tretirati u postrojenjima za prečišćavanje otpadnih voda, međutim u praksi to nije slučaj. Dok u razvijenim zemljama postoji čitav niz različitih postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda, u našoj zemlji se većina otpadnih voda ispušta u vodotoke bez prethodnog prečišćavanja. Otpadne vode se od mesta nastajanja do postrojenja za prečišćavanje, odnosno do ispuštanja u vodotoke, odvode kanalizacijom koju čini sistem

7

cevi, kanala i uređaja.Kanalizacije nisu izum novijeg doba. Ali tek u novije vrieme čovek je primetio da odvod Slika 4 Izlivanje otpadnih voda u rekeotpadnih voda u reke ili njihovo poniranje u tlo može imati štetne posledice za pitku vodu. Nehigijenska, zagađena voda često je bila uzrok velikih tragedija i epidemija u srednjem stoleću. Izgradnja vodovoda je uticala na količinu otpadne vode, koja se naglo povećala, i koja je putem kanalizacije odvođena u reke, tako da je nivo samoprečišćavanja vodotoka bio brzo dosegnut, usled čega je proistekla nužnost izgradnje postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda. Danas je većina kanalizacionih mreža u svetu tzv. mešanog tipa gde se čista kišnica odvodi u postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda zajedno sa prljavom vodom. Kod jakih kiša, sva ova voda nema dovoljno mesta u prečišćivaču, tako da velika količina neprečišćene otpadne vode završi direktno u vodotocima. Osim toga, otpadne vode bivaju jako razređene, tako da se procesi prečišćavanja usporavaju. U budućnosti je neophodno “stranu” vodu (čistu kišnicu sa krovova, pešačkih staza ili ne zagađenih delova ulica) odvoditi u tlo ili ako to nije moguće, direktno u vodotoke posebnim sistemima.

Slika 4.1 Gradski kanalizacioni sistem

Otpadne vode iz naselja znatno utiču na zagađivanje vodotoka. Kontrola izliva kod mnogih naselja je dosta teška, jer se ispuštanje vrši na više mjesta. Ceni se da se preko gradskih kanalizacija unosi u vodotoke teret zagađenja od oko 1.5 miliona ekvivalentnih stanovnika.Zagađenje voda od poljoprivrede, takođe postaje sve značajnije, zbog sve veće primjene pesticida i herbicida. Ipak, najveći teret zagađenja prirodnih vodotoka dolazi od otpadnih voda industrije, koje ispuštaju otpadne vode bez ikakvog prečišćavanja, ili nedovoljnog stepena prečišćavanja. Pored površinskih voda i kvalitet podzemnih voda ugrožen je posljednjih godina razvojem urbanizacije, industrije i intezivne

8

Slika 4.2 Ugrožene reke koje proticu kroz naseljapoljoprivrede. U zavisnosti od hidrogeoloških prilika, unose se otpadne supstance u podzemne vode, bilo proceđivanjem sa površine, transportom rečnih i jezerskih voda u podzemlje, direktnim unošenjem u ponore (krš), iz napuštenih šljunkara, iz vodopropusnih kanalizacionih sistema, sa nekontroliranih deponija (smetljišta).

Zbog toga je kvalitet podzemnih voda na mnogim lokacijama pogoršan do te mere da su neupotrebljive za vodosnadbevanje. Količina podzemnih voda je 3000 puta veća od količine vode u svim rekama, što ukazuje da je podzemna voda veoma značajna i da o njoj treba voditi računa!

Slika 4.3 Otpadne vode iz naselja

9

5. ZAŠTITA VODA OD ZAGAĐIVANJA 5.1 Veštačko prečišćavanje

Zaštita voda od zagađivanja, kao i unapređivanje postojećeg kvaliteta, postiže se sprečavanjem unošenja zagađujućih materija u količinama koje mogu uzrokovati nepovoljne promene kvaliteta vode. Postoji više različitih načina kojima se mogu otkloniti ili smanjiti količine zagađujućih materija u vodama. Neki od tih postupaka su:Sistemi zatvorenihh ciklusa,postupci veštačkog i prirodnog prečišćavanja otpadnih voda,kao i mere zaštite voda od termalnnog zagađivanja. Slika 5 Pprečišćavanje otpada koji pluta po površini jezera Sistemi zatvorenih ciklusa su postupci koji se primenjuju u industriji i sastoje se u višestrukom korišćenju vode postupkom recirkulacije. U okviru ovog postupka svežom vodom se samo nadoknađuju količine vode izgubljene isparavanjem. Postupak prečišćavanja otpadnih voda je složen i obično zahteva kombinovano korišćenje više pojedinačnih postupaka u nizu, što inače zavisi od prirode zagađujućih materija. Deli se na primarno,sekundarno i tercijarno prečišćavanje. U okviru primarne faze vrši se mehaničko prečišćavanje korišćenjem određenih mehaničkih sredstava (rešetke,sedimentacija,flotacija), pri čemu se odstranjuje većina suspendovanih,čvrstih čestica iz vode. U sekundarnoj fazi perčišćavanja uklanjaju se čvrste čestice i neorganske soli. U tercijarnoj fazi uklanjaju se rastvorena neorganska jedinjenja (fosfati,nitrati) i biološki nerazgradiva jedinjenja. Uz ova tri postupka se , u posebnimm slučajevima,koriste i dodatni postupci prečišćavanja, kako bi se smanjili infekcijski agensi (postupkom sterilizacije) i kiselost (postupkom neutralizacije) ili da bi se snizila temperatura vode (postupkom hlađenja).

5.2 Prirodno prečišćavanje Prirodno prečišćavanje otpadnih voda ili samoprečišćavanje zasniva se na korišćenju metabolizma mikroorganizama,pri čemu oni svojim enzimima razgrađuju pojedine organske materije. Ovakav proces biološke razgradnje može biti aeroban i aenoroban. U okviru aerobnog postupka mikroorganizmi vrše oksidaciju uz pomoć kiseonika,a u aenorobnom

10

(hemisintetičke bakterije) koriste neke druge oksidante iz spoljašnje sredine. Pored mikroorganizama i mnogi drugi organizmi vrše razgradnju organskih materija (mnoge vodene biljke i ribe) , čime doprinose prirodnom prečišćavanju voda.

Slika 5.1 Čiste prirodne vode

11

6. LITERATURA

1. Dr Ivo Savić, mr Veljko TerazijaEkologija i zaštita životne sredine

2. Internet stranice:www.ekologija.ba

www.navidiku.rs

12