Seminarski rad
Tema :
Hemijsko prečišćavanje otpadnih voda
Student : Predmetni nastavnik:
, januar, 2012. godine
4
otopljenog kisika u vodi. Me.utim, u odnosu na krutine, ovi otpaci nemaju ve.eg ekolo.kog zna.enja.
(2) Krutine su tvari organskog i anorganskog (mineralnog) porijekla koje se u otpadnim vodama
nalaze u:
(a) otopljenom stanju, dimenzija .estica do 1 [nm],
(b) koloidnom stanju, dimenzija .estica od 1 [nm] do 1 [ƒĘm],
(c) lebde.em stanju, dimenzija .estica preko 1 [ƒĘm]. Za dimenzije .estica do 10 [ƒĘm] krutine su
netalo.ive, a preko 10 [ƒĘm] su talo.ive.
Otopljene tvari uglavnom uzrokuju promjenu boje, a koloidi i lebdeće tvari tvore mutnoću.
Povećana
mutnoća vode sprječava prodiranje svjetlosti, što usporava fotosintezu. Zbog toga se u većim
dubinama
smanjuje količina kisika, pa se povećava zona anaerobne razgradnje organske tvari, čime se stvaraju
plinovi neugodna mirisa. (Miris u vodi može potjecati i od unošenja nekih kemijskih spojeva,
naročito kad
se uvode industrijske otpadne vode).
(3) Mikroorganizmi (virusi, rekrecije, bakterije, plijesni, kvasci, alge, praživotinje) su jednostanični
i višestanični organizmi koji se nalaze u svim otpadnim vodama.
Za procese pročišćavanja otpadnih voda od naročitog su značenja slijedeće dvije skupine
mikroorganizama:
(a) mikroorganizmi razlagači (saprofagni mikroorganizmi),
(b) mikroorganizmi iz probavnog trakta ljudi i životinja (fekalni mikroorganizmi),
(a) Mikroorganizmi razlagači biološki razgrađuju organsku tvar do anorganske, troše otopljeni
kisik, pa se može pojaviti neželjeni manjak (deficit) kisika, odnosno anaerobno stanje.
Prema optimalnoj temperaturi, T [°C], za razvoj, saprofagni mikroorganizmi se dijele na:
(i) kriofilne (psikrofilne), s optimalnom temperaturom, T = 0 do 5 [°C],
(ii) mezofilne, s optimalnom temperaturom, T = 20 do 40 [°C],
(iii) termofilne, s optimalnom temperaturom, T > 40 (najbolje 55 do 60) [°C].
(b) Mikroorganizmi iz probavnog trakta ljudi i životinja su temeljni pokazatelj kućanskih otpadnih
voda, ali ih
ima i u industrijskim otpadnim vodama.
Među ovom skupinom mikroorganizama su posebno značajni patogeni mikroorganizmi koji mogu
biti
uzročnici oboljenja (tifusa, paratifusa, hepatitisa, poliomijelitisa, kolere, tuberkuloze, dizenterije).
Bolesti se
mogu prenijeti kupanjem u nečistoj vodi (zbog dodira s kožom ili zbog gutanja vode) i naročito
5
konzumiranjem proizvoda iz vode (npr. školjki koje se jedu sirove).
Kao indikator zagađenja ovim mikroorganizmima obično služe bakterije normalne crijevne flore
ljudi i životinja – koliformne bakterije, određene kao najvjerojatniji broj bakterija (NBB).
Kad fekalni mikrooganizmi dospiju u prijemnik (okoliš) s drugačijim uvjetima za život
(temperatura,
koncentracija vodikovih iona, ultraljubičasto zračenje), postepeno isčezavaju. Vrijeme isčezavanja
nije jednako za sve mikroorganizme, a prvenstveno ovisi o sadržaju otopljenih (hranjivih) soli u
vodi.
(4) Hranjive soli nastaju procesom razgradnje organske tvari iz otpadnih voda ispuštanjem u
prirodne i umjetne prijemnike. Ovaj je proces prvenstveno vezan uz nastanak soli dušika i fosfora,
koje sudjeluju u stvaranju bjelančevina i time potiču razvoj planktona (lebdećih mikroorganizama
čije je kretanje ovisno o strujanju vode) i zelenih biljaka.
Prema tome, ispuštanjem većih količina otpadnih voda bogatih organskim tvarima u vodne sustave
(prijemnike) sa slabijom izmjenom vode (jezera, akumulacije, morski zaljevi) znatno se povećava
količina hranjivih soli u ekosustavu. Ako su pri tome za razvoj biomase povoljni i ostali činioci
(kisik, svjetlost i temperatura) može doći do prekomjernog rasta planktona i cvatnje otrovnih algi,
tj. do pojave eutrofnog stanja u prijemniku.
Inače, umjereno povećana proizvodnja biomase je općenito korisna za razvoj ribarstva, ali i
neprikladna za vode namijenjene rekreaciji.
(5) Postojane tvari su organske i sintetske biološki nerazgradive ili teško razgradive tvari. I u
razdoblju dok traje njihova eventualna razgradnja nepovoljno djeluju na akvatični život, a mogu se i
gomilati u organizmima. Od ovih su tvari u otpadnim vodama od prvenstvenog interesa:
(a) mineralna ulja i njihovi derivati (naročito nafta i naftni derivati),
(b) pesticidi,
(c) detergenti,
(d) plastične tvari.
(a) Mineralna ulja dospijevaju u vodne sustave s kućanskim i industrijskim otpadnim vodama. Na
vodnoj površini stvaraju tanku prevlaku što zbog ometanja otapanja kisika iz zraka smanjuje
količinu otopljenog kisika u vodi, te isključuje mogućnost korištenja vode za rekreaciju.
U toplijim područjima Zemlje mineralna su ulja biološki razgradiva (uz visoku potrošnju kisika),
dok je u hladnijim predjelima razgradnja vrlo spora. Inače, mineralna su ulja vrlo otrovna za žive
organizme u vodi i kod koncentracije ispod 1 [mg l-1].
(b) Pesticidi dospijevaju u vodu ispiranjem poljoprivrednog zemljišta (gdje se koriste kao zaštitna
sredstva), ali ih ima i u industrijskim otpadnim vodama.
7
posebice termoelektrana i nuklearnih elektrana. Toplija voda sadrži manje otopljenog kisika, a
ubrzava metabolizam živih organizama, te se kisik brže troši, pa se pojavljuje sve veći manjak
kisika. Zbog toga se mijenjaju životni uvjeti staništa, postupno isčezavaju organizmi koji trebaju
više kisika i počinje anaerobna razgradnja mrtve organske tvari. Uz ove, u otpadnim vodama mogu
biti prisutne i druge tvari (eksplozivne, zapaljive i korozivne tvari, kiseline i
lužine) koje mogu biti štetne za kanalizacijsku mrežu i građevine na njoj, a također mogu
nepovoljno djelovati i na procese pročišćavanja otpadnih voda. Stoga se u načelu provodi prethodno
pročišćavanje ovakvih otpadnih voda.
* * *
U standardnim prilikama glavninu onečišćenja otpadnih voda (poglavito kućanskih) predstavljaju
organske tvari za čiju se razgradnju troši otopljeni kisik iz vode. Prema tome, stupanj onečišćenja
otpadnih voda organskom tvari u izravnoj je vezi s količinom kisika potrebnom za oksidaciju,
odnosno razgradnju, te tvari. Količina kisika potrebna da se razgradi biološki razgradiva organska
tvar u vodi posredstvom aerobnih mikroorganizama naziva se biokemijska potrošnja kisika (BPK).
Ukupna biokemijska potrošnja kisika (BPKukup) je količina kisika potrebna za potpunu razgradnju
organske tvari. Radi kvantificiranja opterećenja otpadnih voda organskom tvari za praktične je
potrebe uveden pokazatelj petodnevne biokemijske potrošnje kisika (BPK5).
BPK5 se određuje tako da se relativno mala količina otpadne vode razrijedi u znatno većoj količini
destilirane vode bogate otopljenim kisikom. Ta se smjesa stavi u bocu u kojoj nema zraka i drži u
njoj 5 dana na temperaturi 20 [°C]. Nakon toga se odredi koliko je otopljenog kisika potrošeno, te
se ta količina izrazi u miligramima kisika na litru otpadne vode. Orijentacijski, za kućanske otpadne
vode BPK5 iznosi do 400 [mg l-1]. Ako bi se potrošnja kisika prikazala kumulativnom krivuljom u
funkciji vremena, dobio bi se dijagram poput onog sa slike 2.6::01.
