Исторически преглед - Ruhrverband

У дома
канализация
Пречиствателни станции
Исторически преглед

Развитието на пречистването на отпадъчни води

Отпадъчните води се създават навсякъде, където живеят хората. Следователно напредналите култури в Близкия изток и Китай вече са се справили с проблема с отпадъчните води и са изградили дренажни системи, за да отклонят мръсната вода от градовете си. С изграждането на обширната канализационна система в Древен Рим, чийто централен елемент е Cloaca maxima от 5 век пр.н.е. В древни времена изхвърлянето на отпадъчни води достига своя връх. С падането на Римската империя обаче това знание е загубено. През Средновековието градовете буквално потъват в екскременти. Широко разпространената практика за просто изхвърляне на битови боклуци в канавката многократно е довела до сериозни епидемии. През 19-ти век индустриалната революция изостри проблема с отпадъчните води - не само защото градовете, които нарастваха експлозивно, произвеждаха невъобразими количества отпадъчни води, но и защото за първи път в историята на човечеството тези отпадъчни води съдържаха до голяма степен токсични остатъци от промишлените процеси. Например в Рурската област тези екзистенциални проблеми доведоха до основаването на Рурската асоциация през 1913 година.

В Англия, родината на индустриализацията, Законът за предотвратяване на замърсяването на реките е първият последователен законодателен акт за пречистване на отпадъчни води, създаден още през 1876 година. В началото се предпочитаха естествените методи за капене, които по-късно бяха разработени в изкуствени биологични методи. Идеята за торене на почвата също беше на преден план, когато ставаше въпрос за капене. Съзнателното използване на силите за самопочистване на водите също е един от естествените процеси. В Северна Америка това е името, дадено на изхвърлянето на отпадъчни води във водоем "пречистване чрез разреждане".

Механични процеси на почистване

В началото на 20-ти век се развива механично пречистване на отпадъчни води, което е особено популярно в Германия. Основната цел тук беше естетическо пречистване на отпадъчните води, преди да бъдат изхвърлени във водоем. Механичните процеси включват използването на гребла, които работят на принципа на сито или гребло и премахват грубите замърсители от водата.

Друг механичен метод е използването на пясъчни капани за улавяне на минералните вещества, които се пренасят, особено когато вали. Най-старите конструкции за пясъкоуловители бяха прости правоъгълни или кръгли вдлъбнатини, които бяха оборудвани предимно със стръмен наклон, което улесняваше изчистването на утайката (първо ръчно с плавателни съдове, по-късно с мостови кранове или грабежни багери). Есенският (дълъг) пясъкоуловител е по-нататъшно развитие на първите басейнови системи. Тук процесът на утаяване се постига с намаляване на скоростта на потока чрез разширяване на напречното сечение на утаителния канал. Концепцията за дълбоко улавяне на пясък с вертикален поток е разработена през 30-те години на миналия век. Поради неадекватното задържане на фин пясък, дълбоки пясъкоуловители днес вече не се използват. Вентилираният пясъкоуловител, разработен около 1950 до 1960 г., е сравнително нов.

Басейни за уреждане, в които скоростта на потока е намалена дотолкова, че окаченото вещество може да се утаи на дъното, са били известни още на древните цивилизовани народи. В Англия от 1850 г. с правоъгълни седиментационни басейни се работи периодично; H. канализационният поток трябваше да бъде спрян, за да се отстрани утайката. През първото десетилетие на 20-ти век изследванията на това как количеството и съставът на утайките се променят в зависимост от дебита поставят процеса на утаяване на научна основа. В резултат на тези изследвания размерите на седиментационните басейни могат да бъдат драстично намалени. Изобретяването на така наречената спирала на Фидлер, скрепер за кал за кръгли басейни, поставя началото на разработването на различни устройства за почистване за отстраняване на калта.

Съвсем различен подход е следван от около 1880 г. с канализационни кладенци като така наречения Дортмундски фонтан. Те са проектирани с цел непрекъснат приток на отпадъчни води, така че басейнът не е трябвало да се изпразва, за да се отстрани утайката. По-нататъшно развитие на кладенците са басейните с фунии, които също протичат вертикално. Басейните с фунии са подходящи за избистряне на флокулентни утайки, т.е. при валежи или за последващо почистване в биологични етапи на почистване. Подобни конструкции се използват и до днес в тези процеси.

Тъй като седиментационните басейни и канализационните кладенци трябва да бъдат вградени дълбоко в земята с високи разходи за основи, в началото на 20-ти век бяха проведени експерименти и с надземни канализационни кули и резервоари.

Един проблем, с който трябваше да се справят пионерите в пречистването на отпадъчните води, бяха процесите на храносмилане, които започнаха в утайката, тъй като затрудняват по-нататъшното утаяване и всяко последващо биологично пречистване. Поради това американският химик Кларк разработи идеята за пространствено разделяне на процесите на утаяване и гниене. През 1903 г. идеята е реализирана за първи път в така наречения басейн на Травис, а през 1906 г. Карл Имхоф успява всъщност двата процеса да се изпълняват поотделно в двуетажна сграда. Басейнът, който той е проектирал, е използван за първи път от Emschergenossenschaft и поради това е известен като "Emscherbrunnen" през следващите години. Благодарение на тяхната проста конструкция и евтина експлоатация, Emscherbrunnen скоро бяха използвани навсякъде.

Биологични Процес на почистване

В началото на биологичното пречистване на отпадъчни води е имало естествени процеси като третиране на земята, т.е.мащабно прилагане върху земеделска земя или събиране в езера с отпадъчни води. В допълнение към целта за пречистване на отпадъчни води, тези процеси на почистване често преследват и икономически цели. Целта беше да се направят хранителните вещества в отпадъчните води използваеми за селското стопанство или да се продадат рибите, живеещи в рибните езера.

С течение на времето от тези естествени процеси се появяват изкуствени биологични процеси като филтри за потоци, потопяващи филтри и накрая процесът на активна утайка. Това по-нататъшно развитие на естествените биологични процеси беше необходимо, тъй като скоро в метрополисите вече нямаше достатъчно отворено пространство за създаване на повърхностно интензивни канализационни полета или канализационни езера.