ZAGAĐENJE I KVALITET

VODE

• Zagađenje vode:

– stanje uzrokovano ljudskom aktivnošću

koja negativno utiče na kvalitet vode

– prisustvo štetnih hemikalija ili drugih

sastojaka iznad prirodnog nivoa

• Otpadna voda: prethodno korišćena voda u

komunalnim sistemima ili industriji

• Efekti na živi svet u vodama: smanjenje broja

vrsta, povećanje broja nepoželjnih organizama

Raspodela slatke vode

Potrošnja i potrošači vode

• Korišćenje vode u SAD 1,7 mlrd m3 dnevno,

oko 6,4 m3 po stanovniku;

u našoj zemlji znatno manje

• Najveći korisnici (potrošnja je samo deo

ukupnog zahvata):

– energetika (3,0 m3 po stanovniku)

– poljoprivreda (2,3 m3 po stanovniku)

– domaćinstva (0,8 m3 po stanovniku)

– industrija (0,8 m3 po stanovniku)

Parametri kvaliteta vode

• Rastvoreni kiseonik

• Potražnja (potrošnja) kiseonika

• Sadržaj organskih materija

• Sadržaj čvrstih čestica

• Sadržaj hraniljivih materija

• Ostali parametri

Rastvoreni kiseonik

• Rastvoreni kiseonik (dissolved oxygen - DO)

je od vitalnog značaja za živi svet u vodi

• Sadržaj u vodi je manje od 10 mg/l (0,001%),

i menja se sa temperaturom

• Biološki minimum 5 mg/l

• Ravnoteža je izuzetno delikatna

• DO takođe utiče na procese obrade vode u

kojima se koriste mikroorganizmi, korozionu

hemiju i druge hemijske procese

DO u Dunavu

Blizu biološkog minimuma

Gejzir na Savskom jezeru

Veštačka aeracija jezera

– raspršivanje vodenog

stuba do visine od 60 m

Potražnja kiseonika

• Potražnja kiseonika (oxygen demand - OD):

– Biohemijska (biološka) (BOD), količina O2

potrebna da se biohemijski oksidišu organske

zagađujuće materije

– Hemijska (COD), količina O2 potrebna

da se hemijski oksidišu organske zagađujuće

materije

– Teorijska (ThOD), količina O2 potrebna da se

potpuno oksidiše poznato jedinjenje

Organski sadržaj

• Važan zbog potrošnje kiseonika i

zato što su pojedina jedinjenja toksična

• Definiše se (organic content - OC):

– ukupni sadržaj

organskog ugljenika

(total organic carbon - TOC)

– sadržaj ulja i masti

Sadržaj čvrstih čestica

• Deo materija je suspendovan a deo rastvoren:

– ukupni sadržaj čvrstih materija

– sadržaj isparljivih čvrstih materija

– sadržaj fiksnih čvrstih materija

– ukupni sadržaj suspendovanih čvrstih materija

– sadržaj suspendovanih isparljivih čvrstih mat.

– sadržaj suspendovanih fiksnih čvrstih materija

– ukupni sadržaj rastvorenih čvrstih materija

Sadržaj hranljivih materija

• Značajna je prava razmera za skladan rast

mikroorganizama i algi

• Najvažniji su azot i fosfor:

– azot se javlja u formi organskog azota,

jedinjenja amonijaka, nitrita, nitrata i

u molekularnom obliku

– fosfor se javlja u obliku fosfata i organofosfata

Eutrofikacija voda

Glavni izvori emisije:

N – poljoprivreda, farme, kisele kiše

P – otpadne vode koje sadrže deterdžente

Posledice

1. Prekomerni razvoj biljnog sveta = veća potrošnja

O2 i smanjeno prodiranje svetlosti

2. Odumiranje biljaka = dodatna potrošnja O2 za

njihovu razgradnju

3. Nedostatak O2 = izumiranja riba

– usporavanje vodotokova

Ostali parametri

• Metali su prirodno prisutni u vodama;

zagađenje je uzrokovano industrijom i,

manje, domaćinstvima

• Bistrina (mutnoća) vode značajna zbog vezivanja

mikroorganizama za suspendovane čestice

• Tvrdoća, koncentacija multivalentnih katjona

• Alkalnost, sposobnost da se neutrališu kiseline

• pH

Kategorizacija voda

• I kategorija: najčistije prirodne vode, izvorišta i

gornji tokovi reka, staništa plemenitih riba;

upotreba za piće i prehrambenu industriju

• II kategorija: dosta čiste, upotreba za rekreativne

svrhe; korišćenje za piće uz prečišćavanje

• III kategorija: dosta zagađena, poprima miris;

mogu se direktno ili uz prečišćavanje upotrebiti

za poljoprivredu i industriju

• IV kategorija: vrlo zagađene vode, upotreba

samo uz temeljitu obradu

Izvori zagađenja voda

• U svetu se radi na postupnom smanjenju

zagađenja koje se ispušta u vode

• Troškovi prečišćavanja otpadnih voda

samo u SAD oko 30 mlrd $ godišnje

• U Srbiji 500 miliona € godišnje za prečišćavanja

otpadnih voda koje se ispuštaju samo u Dunav

• Podela zagađivača:

– tačkasti (komunalni sistemi, industrija itd.)

– ne-tačkasti (difuzni)

Komunalni sistemi

• Veliki problem: gotovo 1m3 po stanovniku dnevno

• Primarna, sekundarna, tercijarna i kvaternarna

obrada otpadnih voda

• U SAD 15000 postrojenja za tretman otpadne vode

• U Srbiji radi 21 postrojenje – oko 10 % stanovništva

je priključeno na sekundarnu obradu, dok se

tercijarna vrši samo u Subotici

• Cena prečišćavanja:

• SAD – prosečno 0,40 po € 1 m3

• Srbija – od 0,15 do 0,5 € po 1 m3

Industrija kao zagađivač

• U svetu se intenzivno radi na smanjenju

zagađenja koje se ispušta u vode

• Niže dozvoljene vrednosti

• Jača kontrola

• Oštrije kazne

Ne-tačkasti zagađivači

• Ne-tačkasti izvori su oni koji se ne mogu vezati

za određenu tačku ispuštanja

• Veći deo ovog zagađenja potiče od upotrebe

pesticida i herbicida u poljoprivredi,

višestruko povećane u zadnjih 20-30 godina

• Procenjuje se da u EU 40-80% zagađujućih

materija potiče od ovih izvora

• Standardizacija i normiranje su težak problem,

kome se poklanja sve više pažnje

Modelovanje zagađenja vode

• Na raspolaganju je veliki broj jednačina, modela i

računarskih programa za opis kvaliteta vode

• Modeli se koriste od strane vladinih agencija,

konsultanata, industrije I za zakonske namene

• Fundamentalna veličina je DO, a osnovni model

reke zasniva se na Striter-Felpsovoj jednačini

• Po ispuštanju zagađujuće materije DO brzo pada,

a zatim lagano raste - reaeracija

Prečišćavanje voda

• Namene:

– voda za piće

– napojna voda za energetiku

– industrijska rashladna voda

– industrijska procesna voda

– voda za specijalne namene

• Otpadna voda :

– za ponovnu upotrebu i recirkulaciju

– za ispuštanje u prirodni resurs

Upotrebni ciklus vode

Uslovi

• Dvonamensko korišćenje prirodnog resursa,

kao izvorišta i prijemnika

• Veoma uska povezanost pripreme vode i

prečišćavanja otpadnih voda

• Zajednički cilj: proizvodnja vode

koja odgovara predviđenoj upotrebi

Obrada otpadne vode

Osnovni zahtev: maksimalni stepen

prečišćavanja uz minimalne troškove

Proces se odvija fazno

primarna obrada

sekundarna obrada

tercijarna obrada

kvaternarna obrada

Redosled se poštuje skoro uvek

Dodatna obrada: tretman otpadnog mulja

Primarna obrada

Otklanjanje krupnijih čvrstih čestica

Koriste se:

grube rešetke, fine rešetke, taložnici za inertne

materije, primarni taložnici, dezintegratori

(seckalice)

Efekti:

zaštita pumpi i ostale opreme

uklanjanje do 100% čvrstog materijala, 50-90%

suspendovanih čestica, 25-35% BOD, 10% P

kontrola protoka i sadržaja pre sekundarnog

prečišćavanja

Sekundarna obrada • Uklanjanje koloidnih i biološki razgradivih

materija

• Primena jednog ili više procesa:

– proces sa aktivnim muljem

– biološka filtracija

– anaerobna filtracija

• Proces osetljiv na toksične materije

• Efekti - uklanjanje preko 85% BOD

• Mala efikasnost u uklanjanju teških metala,

makronutrienata, biorezistentnih materija,

mikroorganizama i virusa

Tercijarna obrada • Uklanjanje azotnih, fosfornih jedinjenja

i refraktornih materija

• Složene i heterogene tehnologije, uglavnom za svaku grupu materija posebno

– reversna osmoza, jonska izmena, biološka denitrifikacija, hemijsko taloženje, višemedijumska i specijalna filtracija...

• Uklanjenje fosfora komplikovano zbog tzv. zakona minimuma – odnos C:N:P=100:5:1 neophodan za odvijanje mikrobioloških procesa

Kvaternarna obrada

• Uklanjanje zaostalog organskog i

neorganskog zagadjenja i dezinfekcija vode

• Koriste se peščana filtracija, mehanička

mikrosita, hemijsko taloženje, adsorpcija na

aktivnom uglju

Dezinfekcija vode • Dezinfekcija je postupak obrade vode koji

se primenjuje kada je potrebno smanjiti broj mikroorganizama na dozvoljenu meru ili kada treba eliminisati patogene mikroorganizme

• Sprovodi se posle svih ostalih postupaka obrade koji takođe eliminišu mikroorganizme (na peščanim filterima do 90%)

• Preventivna dezinfekcija – bez obzira na trenutni kvalitet vode

Dezinfekcija vode

• Postupci se dele na:

- reagentne (oksidativne) – hlorisanje, ozonizacija

uništavaju vegetativne oblike, sprečavaju

reinfekciju time što oksidišu biomasu i imaju

duže dejstvo

- bezreagentne – UV zracima, ultrazvukom, toplotom

trenutno dejstvo, vode podložne reinfekciji

Obrada mulja

• Mulj uglavnom organske prirode – procesi

truljenja

• Tretman mulja često iznosi i 50% troškova

rada postrojenja

• Stabilizacija pre odlaganja:

– Smanjenje zapremine mulja i sadržaja vlage

– Tretman organskih materija: kompostiranje,

gasifikacija, spaljivanje

– Dezinfekcija mikroorganizama

PPOV Subotica

• Prezentacija (https://prezi.com/ubfwupo-fhba/ppov-subotica/)

ULAZ ISPUST Redukcija

COD (mg/l) 500 125 75 %

BOD (mg/l) 250 20 92 %

N (mg/l) 45 10 78 %

P (mg/l) 7 1 86 %

Susp. mat. (mg/l) 209 30 86 %

Neke kombinacije postupaka

• Dezinfekcija

• Filtracija - Dezinfekcija

• Koagulacija - Filtracija - Dezinfekcija

• Bistrenje - Dezinfekcija

• Adsorpcija sa filtracijom

• Oksidacija

Uslovi za integralni sistem

• Celovito planiranje i formiranje sistema za monitoring kvaliteta vode

• Identifikacija ispusta otpadnih voda

• Definisanje kapaciteta i kompozicije postrojenja za pripremu i preradu voda

• Izrada posebnih projekata za specifične probleme

• Održavanje utvrđenih standarda o kvalitetu vode

Integralni sistem

• Sve veća uloga ponovne upotrebe i recirkulacije

• Teškoću stvara prisustvo:

– bakterija i virusa

– toksičnih supstanci

– mineralnih materija (soli)

• Značajna prethodna obrada industrijskih otpadnih voda

• Korišćenje produkata obrade mulja

Principi integralnih sistema • Usavršavanje osnovnih fizičkih, hemijskih i

bioloških procesa

• Sveobuhvatno rešavanje prerade i odlaganja komunalnih otpadnih materijala približavanjem zatvorenim ciklusima

• Pristupanje otpadnim materijalima kao sekunardnim sirovinama, za dobijanje energije i korisnih proizvoda

Stanje stvari

• U svetu sve prisutnije centralizovano i

integralno rešavanje problema

• Postoje rešenja i za manja naselja i

izdvojene objekte

• Perspektiva u našoj zemlji 2010.

– ~20 postojećih postrojenja + 20 u izgradnji

– postojeća postrojenja ne ostvaruju projektovane

efekte

– do 2020. 5-7% naselja imaće postrojenja