Бохир ус

Бохир ус буюу шингэн хаягдал гэдэг нь унд ахуйн болон үйлдвэрлэлийн зориулалтаар хэрэглэгдэн гарч, өөрийн анхдагч химийн найрлага, физик шинж чанараа өөрчлөн бохирдсон усыг хэлнэ. Бохир ус нь физик, химийн шинж чанараараа ялгагдах бохирдлуудыг агуулсан байна. Бохирдлыг химийн найрлагаар нь эрдэслэг ба органик гаралтай гэж ялгах ба эрдэслэг бохирдол нь элс, эрдэсийн давсны хүчил, шүлтийн уусмал, эрдэсийн тос гэх мэтийг агуулдаг бол органик бохирдол нь ургамалын ба амьтны гаралтай бохирдлыг агуулна. Ургамалын гаралтай бохирдлын үндсэн элемент нь нүүрстөрөгч, амьтны гаралтай бохирдлых нь азот байна. Органик бохирдол нь төрөл бүрийн нян, ялангуяа халдварт өвчний нян үүсэх нөхцлийг бүрдүүлдэг аюултай юм. Бохир усанд агуулагдах бохирдуулагч бодис нь физик төлөв байдлаараа усанд ууссан, уусаагүй хэлбэрээр байж болно. Бохир усан дахь уусаагүй бодис нь тэдгээрийн хэмжээ, нягт, урсгалын хурдаас хамаарч хөвөгч (цаас, өөх тос, модны хэсэг г.м) ба тунадас хэлбэрээр (элс, органик бодисууд г.м) байж болно.

Бохир усны төрөл

Бохир усыг түүний үүсэл гарлаар нь дараах төрөлд ангилна.

• Ахуйн бохир ус нь хүн амьтны физиологийн ялгадас, ахуйн угаалга цэвэрлэгээ, усанд орох, хоол хүнс бэлтгэхэд хэрэглэсэн уснаас бүрдэнэ. Түүний үндсэн бохирдол нь органикууд, ялгадас, хүнсний бүтээгдэхүүний хаягдал, ахуйн химийн бодис, өвчин үүсгэгч нян зэрэг байна.

• Үйлдвэрийн бохир ус нь үйлдвэрийн технологийн төрөл бүрийн технологийн процесст хэрэглэсэн ус байна.

• Хур тунадасны ус гэдэг нь бороо, хайлсан цасны ус барилгын дээвэр, гудамж, зам талбай дээр бууж түүн дээрх бохирдлыг агуулсан ус байна.

Ахуйн бохир усыг дотор нь хар ба саарал ус гэж ялгадаг. Хар ус гэдэг нь ялгадас зайлуулах төхөөрөмжөөс гарах хүний өтгөн, шингэнийг агуулсан ус байна. Саарал ус гэдэг нь усанд орсон, гар нүүр, хувцас, гал тогооны сав суулга, угаахад гарсан усыг хэлнэ. Ахуйн бохир усны 30% орчмыг хар ус эзэлдэг ба энэ нь фосфор, азот, төрөл бүрийн нянгийн бохирдлыг ихээр агуулдаг тул түүнийг зайлшгүй цэвэрлэж халдваргүйжүүлэх шаардлагатай.

Бохир усны бохирдлын хими-эрүүл зүйн үзүүлэлт

• Температур нь байгууламжийн ажиллагааны гидравлик горим, биологийн цэвэрлэгээ, тунадас боловсруулалтын үеийн бичил биетийн амьдралд голлох нөлөөтэй. Температур нэмэгдэхэд анхдагч тунгаагуурт бохирдол тунах процесс эрчимждэг /5-10%/. Аеротенкэд явагдах биологийн процесст температур голлох үүрэгтэй. Тухайлбал, температур буурахад биохимийн процессын хурд буурч, харин хүчилтөрөгчийн усанд уусах чадвар нэмэгддэг.

• Усны орчин (pH) Цэвэрлэх байгууламжид биохимийн процесс явагдах таатай орчин нь pH=6.5-7.5 байна.

• Хуурай үлдэгдэлээр бохир усан дах органик ба эрдэслэг бохирдлын нийт тоо хэмжээг тодорхойлно. Хуурай үлдэгдлийг 600˚C -д шатаасны дараах үнсжилтийн хэмжээгээр эрдэслэг, органик хэсгийн харьцааг тодорхойлно.

• Нягт үлдэгдэл нь шүүгдсэн усан дах органик, эрдэслэг хэсгийг тодорхойлно.

• Умбуур бодис гэдэг нь бохир усны хөнгөн ба хүнд жинтэй уусдаггүй бохирдлыг хэлэх ба лабораторид цаасан шүүлтүүр дээр шүүж, хатааж тодорхойлдог.

• Тунадаг бодис гэдэг нь лабораторийн тунгаагч цилиндрийн ёроолд 2 цагт тунаж үлдсэн умбуур бодисын нэг хэсэг юм.

• Перманганатын исэлдэлтээр бохир усан дах амархан исэлддэг органик ба органик бус бодисыг тодорхойлно. Хэрэв перманганат калийн титрээр органик бус бодисын нөлөөллийг тооцохгүй бол исэлдэлт нь усан дах амархан исэлддэг органик бодисыг тодорхойлно.

• Бихроматын исэлдэлт буюу химийн хүчилтөрөгчийн хэрэгцээ (ХХХ) нь хүчтэй исэлдүүлэгчээр исэлддэг органик бодисыг тодорхойлно. Ердийн нөхцөлд бихроматаар бүх органик бодисын 95-98% нь исэлддэг, зөвхөн пиридин, пиррол, пирролидин, пролин, никотины хүчил, мөн бага уусдаг нүүрстөрөгч, бензол ба түүний гомолог, парафин, нафталин зэрэг нь исэлддэггүй.

• Биохимийн хүчилтөрөгчийн хэрэгцээ (БХХ) гэдэг нь органик бохирдлыг хүчилтөрөгч ба эрдэсжүүлэгч бичил биетийн тусламжтайгаар исэлдүүлэхэд шаардлагатай хүчилтөрөгчийн хэмжээг хэлнэ. Бохир усны БХХ -ийг лабораторийн аргаар тодорхойлох ба сорьцон дах органик бодисын исэлдэлт нь хугацаанаас хамаардаг учраас тухайн хугацаагаар нэрлэдэг. Практикт 20˚C -ийн үед 5 хоногийн(БХХ-5), 20 хоногийн (БХХ-20) БХХ -ийг тодорхойлдог ба БХХ20-ийг бүрэн исэлдэлт гэж үзэн ихэвчлэн тооцоонд хэрэглэдэг.

• Ууссан хүчилтөрөгч нь цэвэрлэсэн усны чанарын нэг үзүүлэлт бөгөөд түүний агууламж нь цэвэрлэгээний түвшингээс хамаардаг. Органик бохирдол агуулсан бохир ус хүчилтөрөгчийг их хэмжээгээр шаарддаг. Иймээс цэвэр устай харьцуулбал бохир ус нь харьцангуй бага хүчилтөрөгч агуулдаг.

• Азотын хэлбэрүүд - Азотлог бодисын балансыг гаргахын тулд нийт азотыг тодорхойлно. Аммоны азот нь ус ялгадасын бохирдлоор бохирдсоныг тодорхойлно. Азотын исэлдсэн хэлбэр болон цэвэрлэсэн усны нийт азотын хэмжээг бохир усныхтай харьцуулсан байдлаар нь исэлдэлтийн процесс хир зэрэг гүн явагдсаныг тодорхойлно. Бохир усны чанарыг азотын исэлдсэн хэлбэр нитрит, нитратаар дүгнэнэ.

• Фосфатыг тодорхойлох нь биологийн цэвэрлэгээний процесст шаардлагатай биогенийн нэг элементийг тодорхойлох гол үзүүлэлт болно. Биохимийн процесс хэвийн явагдах нэг үндсэн нөхцөл нь БХХ:N:P=100:5:1 гэсэн харьцаа юм. Бохир усны БХХ их байх тусам биогенийн элемент төдий чинээ их байх шаардлагатай.

• Сульфат-Бохир усыг аероб нөхцөлд цэвэрлэхэд сульфатын хэмжээ 25-30% буурдаг. Байгууламжид орж ирэх усанд сульфатын хэмжээ 80-160 мг/л, цэвэрлэсэн усанд 60-120 мг/л байна.

• Хлоридын хэмжээ тогтмол байх нь шинжилгээний нарийн гүйцэтгэлийн хяналтын үзүүлэлт болдог. Хлоридын агууламж 180-300 мг/л-т хэлбэлзэнэ.

• Эфир ялгаруулагч бодис нь диэтилийн эфирт уусдаг бүлэг бодисын нийлбэр агууламжийг заана. Энэ бүлэгт масло (эрдэсийн, ургамалын, амьтны), өөх тос, давирхай, тосны хүчил, нафтены хүчил, газрын тосны бүтээгдэхүүн, гадаргуун идэвхит бодис, фенол ба бусад бодис орно.

• Синтетик гадаргуун идэвхит бодис (СГИБ) нь ус, тосонд уусдаг чанар бүхий гидрофиль, гидрофоб хэсгээс бүрдсэн органик холбогч юи. Синтетик угаалгын нунтаг хэрэглэж байгаа үйлдвэр, угаалгын газраас ихээхэн гардаг ба СГИБ болон угаалгын бодистой ус хотын сүлжээнд нийлүүлэгдсэнээр бохир усан дах фосфатын хэмжээг нэмэгдүүлдэг, ингэснээр фосфаттай ус усан орчинг эфтрофикацид оруулах нэг хүчин зүйл болдог.

• Хүнд металл нь бичил биетийн амьдралын үйл ажиллагаанд сөрөг нөлөө үзүүлэх элементэд хамаарагдана. Үүнд: мөнгөн ус, хром, цайр, никель, хар тугалга, кадми, зэс, сульфид, цианид, будагч бодисууд, гадаргуун идэвхит бодис ордог.

• Бохир усны тогтонгошил-Бохир усанд органик бохирдол ихээр агуулагдаж, харин түүнийг исэлдүүлэхэд шаардлагатай хүчилтөрөгч зарцуулагдаж дуусахад ялзралтын процесс эхэлж хийн бүтээгдэхүүн метан, хүхэрт устөрөгч ялгардаг. Уусссан хүчилтөрөгч, азотлог давсанд агуулагдах хүчилтөрөгчийн нийлбэр болон биохимийн хүчилтөрөгчийн хэрэгцээ хоёрын хоорондын харьцаагаар ялзралт эхлэх агшныг тодорхойлж болно. Энэ харьцааг хувиар илэрхийлснийг усны батжилт буюу тогтонгишил гэнэ.

• Микробиологийн шинжилгээ-Ус өвчин үүсгэгч бактериар хир зэрэг бохирдсоныг индексээр тодорхойлох ба энэ нь нэг ширхэг гэдэсний савханцарыг агуулах усны хамгийн бага эзэлхүүн бөгөөд логарифмаар тодорхойлно.

• Гидробиологийн шинжилгээ-Идэвхит лагийн гидробиологийн шинжилгээ нь биологийн цэвэрлэгээний ажиллагааг хянахад маш чухал үүрэгтэй. Индикаторын энгийн бичил биетүүд нь орчны нөхцөл болох лагийн ачаалал, хүчилтөрөгчийн хангалт, хорт зүйл байгаа эсэх, идэвхит лагийн нөхөн сэргээлтийн түвшин зэргийн өөрчлөлтийг сайн мэдэрдэг.

• Тунадасны хувийн эсэргүүцэл нь нэгж масстай тунадас шүүлтүүрийн нэгж талбайгаар нэвтрэн өнгөрөх үед үзүүлэх эсэргүүцлийг хэлнэ.

Бохир ус цэвэрлэх

Бохир усыг бохирдолтын зэрэг, төрөл, бохир усны зарцуулалтаас хамааруулан цэвэрлэгээний механик, физик-хими, биологийн аргуудыг хэрэглэдэг. Бохир усыг цэвэрлэх явцад уснаас ялгасан хаягдал, лаг тунадасыг аюулгүй болгох, эргүүлэн ашиглах зорилгоор тэдгээрийг зайлшгүй боловсруулна. Лагийг боловсруулахдаа аэроб ба анаэрод орчинд биологийн аргыг, мөн физик-химийн аргыг хэрэглэдэг. Бохир ус цэвэрлэгээний шаардлагаар биологийн цэвэрлэгээний дараа гүн цэвэрлэгээ хийнэ.

Механик цэвэрлэгээ

Механик цэвэрлэгээгээр бохир уснаас эрдэс ба органик гаралтай том дисперст уусдаггүй хольцыг ялган цэвэрлэнэ. Ингэхдээ тунгалагжуулах, тунгаах, шүүх аргуудыг хэрэглэнэ. Бохир усан дах том хэмжээтэй бохирдлыг төрөл бүрийн сараалж, тороор барьж цэвэрлэнэ. Эрдэсийн бохирдлыг элс баригчид тунгааж авах ба харин бохир усны хувийн жингээс ялгаатай бохирдлыг тунгаагуурт ялгаж цэвэрлэнэ. Тунгаагуурын төрлийг (хэвтээ, босоо, цацраг, хоёр үет г.м)цэвэрлэх байгууламжийн хүч чадал, газрын налуу, геологийн нөхцөл, хөрсний усны түвшин зэргээс хамааруулан сонгоно. Уснаас хөнгөн жинтэй өөх, тос, давирхай, нефть болон бусад хөвөгч бохирдлуудыг өөх тос, нефть баригчид цэвэрлэнэ. Эдгээр байгууламжийг ихэвчлэн үйлдвэрийн бохир ус цэвэрлэгээнд ашиглана. Умбуур байдалд орших маш жижиг ширхэгтэй бохирдлыг барабан тор болон ширхэглэгт шүүлтүүрээр цэвэрлэнэ. Механик цэвэрлэгээгээр ахуйн бохир усны уусаагүй бохирдлын 62.5% -ийг, биохимийн хэрэгцээт хүчилтөрөгчийн 20% -ийг цэвэрлэнэ. Бохир усны механик цэвэрлэгээг идэвхижүүлэх зорилгоор бохир усыг тунгаагуурт өгөхөөс өмнө урьдчилан агааржуулах, эсвэл усандаа идэвхит лагийг нэмж агааржуулах аргуудыг хэрэглэх ба тэдгээрийг урьдчилан агааржуулагч, биобүлэгнүүлэгч байгууламж гэж нэрлэнэ. Эдгээр байгууламжийг ашигласнаар бохир усны умбуур боодисыг 75%, биохимийн хэрэгцээт хүчилтөрөгчийг 40-45% хүртэл цэвэрлэж болно.

Физик-химийн арга

Хотын бохир ус цэвэрлэгээнд физик-химийн аргыг ховор хэрэглэдэг. Энэ аргыг ихэвчлэн үйлдвэрийн бохир ус цэвэрлэхэд хэрэглэх ба үүнд: реагентын цэвэрлэгээ, сорбци (шингээх), экстракци (хандлах), эвапораци (ууршуулах), хийгүйжүүлэх, ионы солилцоо, озонжуулах, цахилгаан флотаци (хөвүүлэх), хлоржуулах, электродиализ (цахилгаан задрал) аргууд орно.

Химийн арга

Бохир ус цэвэрлэх химийн арга нь усанд ямар нэгэн химийн бодис нэмж өгсөнөөр бохир усанд агуулагдах уусаагүй, коллоид, ууссан бодисууд ялгагдах процесс эрчимжиж, тэдгээрийн концентраци нь буурна. Үүний дүнд ууссан бодис уусдаггүй төлөвт эсвэл уусдаг хоргүй бодис болж бохир усны идэвхит орчин саармагжина. Энэ арга нь механик цэвэрлэгээний схестэй төстэй бөгөөд зөвхөн холигч ба реагентын аж ахуй ашигладгаараа ялгаатай.

Электролитын арга

Усыг электролитын аргаар цэвэрлэх нь илүү хялбар байдаг. Бохир ус дундуур цахилгаан гүйдэл нэвтрүүлсэнээр уусмалд үүссэн электролитын ионууд анод, катод руу чиглэх ба энд цэнэглэгдээд өөр хоорондоо болон зарим үед электродтой нэгдэн шинэ нэгдлийг үүсгэнэ. Үүссэн нэгдлүүд нь цаашид урвалд орж усыг цэвэрлэнэ.

Флотацийн арга

Бохир усны хувийн жинтэй ойролцоо жинтэй умбуур бодисыг цэвэрлэхэд флотацийн аргыг хэрэглэнэ. Бохир усанд агаар өгсөнөөр агаарын жижиг бөмбөлгүүд дисперс хэсгүүдтэй нийлж усны гадаргад хөвж гарах замаар зайлуулагдана. Энэ аргыг ихэвчлэн үйлдвэрийн бохир ус цэвэрлэхэд хэрэглэнэ. Тухайн орон нутгийн нөхцөл болон химийн цэвэрлэгээний үр дүнгээс хамааран цэвэрлэсэн усыг усан орчинд нийлүүлэх бол энэ нь төгсгөлийн шатны цэвэрлэгээ болно. Харин усыг цаашид гүйцэт цэвэрлэхээр бол химийн цэвэрлэгээ нь ямар нэг онцлог бохирдлыг цэвэрлэх урьдчилсан шатны цэвэрлэгээ болно.

Биологи цэвэрлэгээ

Ус цэвэрлэх байгууламж, Вилхелмсхафен, Герман

Биологи цэвэрлэгээ нь бохир усны органик бохирдлыг исэлдүүлэн боловсруулах бичил биетийн чадвар дээр үндэслэгдэнэ. Биологийн цэвэрлэгээг байгалийн болон зохиомол нөхцөлд явуулна. Байгалийн өөрөө цэвэрших биологийн үйл ажиллагаанд үндэслэн бохир усыг цэвэрлэх аргыг энгийн буюу байгалийн биологийн цэвэрлэгээ гэж нэрлэнэ. Энэ аргаар цэвэрлэгээ хийх байгууламж нь бохир усыг хөрсөөр шүүх ба урсгалаар дүүргэх гэсэн хоёр төрлөөр явагдана. Хөрсөөр шүүрүүлэх байгууламжид шүүрүүлэх талбай, усалгаат талбай, харин урсгалаар дүүргэж цэвэрлэх байгууламжид биологийн цөөрмүүд (лагуун)орно. Цөөрөм нь ердийн ба зохиомол агааржуулалттай байж болно. Түүнийг хөрсний шүүрэлт багатай газар хэрэглэнэ.

Аеротенк

Аеротенкэд бохир ус, идэвхит лагийн холимог аажмаар холилдон биологийн цэвэрлэгээ явагдах ба энэ үед агаарыг тасралтгүйгээр өгнө. Аеротенкээс гарсан идэвхит лаг ба бохир усны холимог нь хоёрдогч тунгаагуурт очиж ялгагдана.

Биореактор

Биореактор нь агаар шахах төхөөрөмж, идэвхит лагийг эргүүлэн шахах насос, хоёрдогч тунгаагуур, агаар ба лаг дамжуулах хоолой зэрэг нэмэлт байгууламжаас бүрдэнэ.

Гүн цэвэрлэгээ

Бохир усны цэвэрлэгээний түвшин нилээд өндөр тавигдах шаардлагатай үед, тухайлбал умбуур бодис, БХХ (биохимийн хэрэгцээт хүчилтөрөгч), биогенийн зарим элементүүдийг илүү нарийн цэвэрлэх үед гүн цэвэрлэгээг ашиглана. Гүн цэвэрлэгээнд төрөл бүрийн шүүлтүүр, биоцөөрмийг хэрэглэнэ.