Paano sinasala ng mga water treatment plant ang sariwang tubig?
Habang lalong nagiging mahirap ang mga mapagkukunan ng tubig sa buong mundo, ang mga water treatment plant ay lalong nagiging mahalaga. Ang mga pasilidad na ito ay hindi lamang naglilinis ng mga maruming pinagmumulan ng tubig upang maiinom na sariwang tubig, ngunit gumaganap din ng mahalagang papel sa pagprotekta sa kalusugan ng publiko at sa kapaligiran.
Kaya paano gawinmga halaman sa paggamot ng tubigsalain ang tubig mula sa iba't ibang pinagkukunan tungo sa malinis at maiinom na sariwang tubig? Ang artikulong ito ay kukuha ng malalim na pagsisid sa proseso ng pagpapatakbo, mga teknikal na aplikasyon at pang-agham na mga prinsipyo sa likod ng mga planta sa paggamot ng tubig.
Ano ang workflow ng isang water treatment plant?
Ang daloy ng trabaho ng isang planta ng paggamot ng tubig ay karaniwang nahahati sa mga sumusunod na pangunahing yugto: pretreatment, primary treatment, pangalawang treatment at tertiary treatment. Ang bawat yugto ay may mga tiyak na layunin at teknikal na paraan.
1. Pretreatment:
Ang pretreatment ay ang unang hakbangpaggamot ng tubigt. Ang pangunahing layunin nito ay alisin ang malalaking particle at mga suspendido na solid mula sa tubig upang maiwasan ang pinsala at pagbara ng mga kasunod na kagamitan sa paggamot. Karaniwang kasama sa pretreatment ang mga sumusunod na hakbang:
● Grid at screen filtration:Gumamit ng mga grids at screen upang alisin ang malalaking particle tulad ng malalaking piraso ng basura, dahon, plastic bag, atbp.
● Grit chamber:Gumamit ng mga grit chamber upang alisin ang mas malalaking inorganic na particle tulad ng buhangin at graba.
● Pre-oxidation:Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga oxidant (tulad ng chlorine o ozone), ang mga organikong bagay at mga ion ng metal ay unang na-oxidize upang makontrol ang amoy at maiwasan ang pagpaparami ng mga mikroorganismo.
2. Pangunahing paggamot:
Ang pangunahing layunin ng pangunahing paggamot ay alisin ang mga nasuspinde na solid at ilang organikong bagay sa tubig. Kasama sa mga karaniwang pamamaraan ang:
● Coagulation at flocculation:Magdagdag ng mga coagulants (tulad ng alum o polyaluminium chloride) sa tubig upang i-condense ang pinong nasuspinde na bagay sa mas malalaking flocculent particle, na pagkatapos ay pinagsasama-sama pa ng mga flocculant (tulad ng polyacrylamide).
● Sedimentation:Ang mga solidong particle na nabuo sa pamamagitan ng flocculation ay pinaghihiwalay mula sa tubig sa pamamagitan ng gravity sedimentation upang bumuo ng sludge na idineposito sa ilalim ng sedimentation tank.
3. Pangalawang paggamot:
Pangunahing pinupuntirya ng pangalawang paggamot ang natunaw na organikong bagay at pinong nasuspinde na bagay, at higit na nililinis ang kalidad ng tubig sa pamamagitan ng biological na paggamot at mga pisikal at kemikal na pamamaraan ng paggamot:
● Biological na paggamot:Ang mga organikong pollutant ay inaalis ng microbial metabolism. Kasama sa mga karaniwang biological treatment method ang activated sludge method, trickling bed method at sequencing batch reactor (SBR). Ang activated sludge method ay gumagamit ng aerobic microorganisms upang mabulok ang organikong bagay, makabuo ng carbon dioxide at tubig, at bumuo ng activated sludge nang sabay.
● Pagsala:Higit pang alisin ang mga natitirang nasuspinde na bagay at mikroorganismo sa pamamagitan ng mga filter ng buhangin o mga filter ng carbon. Ginagamit ng mga filter ng buhangin ang epekto ng pagsasala ng mga layer ng buhangin upang alisin ang mga nasuspinde na bagay, at ginagamit ng mga filter ng carbon ang mga katangian ng adsorption ng activated carbon upang alisin ang mga organikong bagay at amoy.
4. Tertiary treatment:
Ang tertiary treatment ay ang huling yugto ng water treatment. Ang pangunahing layunin ay alisin ang mga partikular na pollutant tulad ng nitrogen, phosphorus, heavy metals at micropollutants, at disimpektahin upang matiyak ang kaligtasan ng kalidad ng tubig:
● Advanced na oksihenasyon:Gumamit ng mga oxidant tulad ng ozone, ultraviolet light o hydrogen peroxide para higit pang mabulok ang mahirap-degrade na organikong bagay at micropollutants.
● Denitrification at pag-alis ng phosphorus:Alisin ang nitrogen at phosphorus compound mula sa tubig sa pamamagitan ng chemical precipitation o biological denitrification at phosphorus removal technology upang maiwasan ang eutrophication ng mga anyong tubig.
● Pagdidisimpekta:Gumamit ng chlorine, chlorine dioxide, ozone o ultraviolet light para disimpektahin ang tubig, patayin ang mga pathogenic microorganism, at tiyakin na ang mga microbial indicator ng effluent ay nakakatugon sa mga pamantayan ng inuming tubig.
Application ng modernong teknolohiya sa paggamot ng tubig
Bilang karagdagan sa mga tradisyunal na pamamaraan ng paggamot sa tubig, ang mga modernong water treatment plant ay malawakang gumagamit din ng ilang mga advanced na teknolohiya upang mapabuti ang kahusayan sa paggamot at kalidad ng tubig:
1. Reverse osmosis (RO):
Gumagamit ang teknolohiya ng reverse osmosis ng mga semi-permeable na lamad upang alisin ang mga natunaw na asin, mabibigat na metal, organikong bagay at mikroorganismo mula sa tubig. Ang sistema ng RO ay nagpapasa ng tubig sa isang lamad na may napakaliit na mga butas sa ilalim ng mataas na presyon, na nagpapahintulot lamang sa mga molekula ng tubig na dumaan at humarang sa karamihan ng mga pollutant. Ang teknolohiya ng reverse osmosis ay malawakang ginagamit sa desalination ng tubig-dagat at paghahanda ng tubig na may mataas na kadalisayan.
2. Ultrafiltration (UF) at Nanofiltration (NF):
Ang mga teknolohiya ng ultrafiltration at nanofiltration ay gumagamit ng mga lamad na may iba't ibang laki ng butas upang i-filter ang nasuspinde na bagay, colloid, bakterya at ilang natutunaw na organikong bagay sa tubig. Ang pore size ng ultrafiltration membrane ay karaniwang nasa pagitan ng 0.01 at 0.1 microns, habang ang pore size ng nanofiltration membranes ay mas maliit, na maaaring humarang sa mga organikong bagay na may mas maliit na molekular na timbang at multivalent ions. Ang ultrafiltration at nanofiltration ay kadalasang ginagamit para sa pretreatment o bilang isang pretreatment para sa reverse osmosis.
3. Membrane bioreactor (MBR)
Pinagsasama ng MBR ang mga pakinabang ng biological na paggamot at pagsasala ng lamad. Sa batayan ng activated sludge method, ang ultrafiltration o microfiltration membranes ay idinagdag upang higit pang linisin ang biologically treated na tubig. Ang MBR system ay may mga bentahe ng maliit na footprint, mataas na kalidad ng effluent, at mababang produksyon ng putik, at malawakang ginagamit sa maliliit at katamtamang laki ng mga water treatment plant at mga recycled na proyekto ng tubig.
4. Electrochemical water treatment:
Electrochemicalteknolohiya sa paggamot ng tubigy gumagamit ng mga electrochemical reaction upang alisin ang mga pollutant mula sa tubig, tulad ng electrocoagulation, electrooxidation, at electrosorption. Ang teknolohiyang ito ay may mga pakinabang ng mataas na kahusayan sa paggamot, mababang pagkonsumo ng enerhiya, at mababang dosis ng kemikal. Ito ay angkop para sa paggamot sa mataas na konsentrasyon ng organic wastewater at wastewater na naglalaman ng mabibigat na metal.
Pamamahala at pagpapatakbo ng mga water treatment plant
Ang mahusay na paggamot sa tubig ay hindi lamang nakasalalay sa advanced na teknolohiya at kagamitan, ngunit nangangailangan din ng siyentipikong pamamahala at operasyon:
1. Automation at katalinuhan:
Ang mga modernong water treatment plant ay malawakang gumagamit ng mga automated control system at intelligent na mga platform ng pamamahala upang makamit ang real-time na pagsubaybay at regulasyon ng proseso ng paggamot sa tubig. Sa pamamagitan ng mga sensor at online analytical na instrumento, kinokolekta ang data ng kalidad ng tubig, na-optimize ang mga parameter ng paggamot, at napabuti ang kahusayan at katatagan ng paggamot.
2. Proteksyon sa kapaligiran at napapanatiling pag-unlad:
Sa panahon ng operasyon, ang mga water treatment plant ay nakatuon sa pangangalaga sa kapaligiran at napapanatiling pag-unlad, at gumagamit ng mga teknolohiyang nakakatipid sa enerhiya at nakakabawas sa pagkonsumo upang mabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya at mga paglabas ng carbon. Kasabay nito, sa pamamagitan ng resource utilization ng sludge at ang muling paggamit ng wastewater, ang environmental load ay nababawasan at ang recycling ng water resources ay naisasakatuparan.
3. Pagsubaybay at garantiya ng kalidad ng tubig:
Upang matiyak na ang kalidad ng effluent ay nakakatugon sa mga pamantayan, ang planta ng paggamot ng tubig ay nagtatag ng isang kumpletong sistema ng pagsubaybay sa kalidad ng tubig upang regular na suriin at suriin ang kalidad ng tubig. Sa pamamagitan ng pagsusuri sa laboratoryo at online na pagsubaybay, ang mga problema sa kalidad ng tubig ay natuklasan at nalutas sa isang napapanahong paraan upang matiyak ang kaligtasan ng suplay ng tubig.
Konklusyon
Mga halaman sa paggamot ng tubiggumaganap ng isang hindi mapapalitang papel sa paglilinis ng mga mapagkukunan ng tubig at pagtiyak ng kaligtasan ng inuming tubig. Sa pamamagitan ng multi-stage na mga siyentipikong proseso tulad ng pretreatment, primary treatment, secondary treatment at tertiary treatment, na sinamahan ng modernong water treatment technology, ang mga water treatment plant ay nagagawang maglinis ng tubig mula sa iba't ibang pinagmumulan tungo sa ligtas at malinis na sariwang tubig.