Woda stanowi jeden z podstawowych składników budulcowych wszystkich żywych organizmów. Bez wystarczającego dostępu do wody, choćby minimalnego, żaden organizm nie może długo przetrwać. Dla wielu roślin i zwierząt woda jest też jedynym środowiskiem życia. Również życie człowieka zależy od wody. Kilka dni bez spożywania wody prowadzi do odwodnienia organizmu ludzkiego, co może doprowadzić nawet do śmierci.

Człowiek używa wody nie tylko bezpośrednio ją pijąc. Wykorzystuje ją również w celach gospodarczych, w rolnictwie, przemyśle i energetyce. Jest więc ona bezcennym bogactwem naturalnym, którego nie da się zastąpić innymi substytutami. Jej utrata bez możliwości odzyskania byłaby karygodnym marnotrawieniem. Woda łatwo ulega różnego typu zanieczyszczeniom. Wnikają do niej różne mikroorganizmy i naturalnego pochodzenia zanieczyszczenia chemiczne. Jednak największym zagrożeniem dla stanu czystości wody jest ciągle nieodpowiedzialne wykorzystywanie jej przez człowieka. Zanieczyszczenia wywołane przez działalność ludzi skażają coraz więcej wód powierzchniowych i mogą prowadzić do poważnego kryzysu na ziemi.

KLASY WÓD POWIERZCHNIOWYCH- KLASYFIKACJA

Stan wód powierzchniowych ocenia się z użyciem wielu z góry ustalonych norm i wytycznych. Wody rzek klasyfikuje się na trzystopniowej skali. Wyróżnia się w Polsce trzy klasy czystości:

I KLASA - wody czyste. Wody tej klasy nadają się do picia , do wykorzystywania przez przemysł spożywczy i farmaceutyczny oraz do hodowli ryb.

II KLASA - woda już zanieczyszczona, nie nadająca się do picia przez ludzi. Wody drugiej klasy nadają się do chowu i hodowli zwierząt gospodarczych oraz do potrzeb rekreacyjnych.

III KLASA - wody silniej zanieczyszczone, nadające się jedynie do zaopatrzenia zakładów przemysłowych (z wyjątkiem przemysłu spożywczego i farmaceutycznego ). Woda ta może być używana do nawadniania terenów rolniczych i ogrodniczych.

W Polsce jest bardzo mało wód pierwszej klasy. Większość rzek ma wody klasy trzeciej i pozaklasowe.

ŚCIEKI

Ścieki są to wody pozaklasowe, silnie zanieczyszczone, wody zużyte. Wykluczone jest użycie ich nawet do celów gospodarczych.

Ścieki dzieli się w zależności od ich pochodzenia w następujący sposób:

- ścieki bytowo-gospodarcze - inaczej nazywane ściekami komunalnymi,

- ścieki przemysłowe - ścieki zakładów przemysłowych i produkcyjnych. Ich skład, rodzaj i ilość są bardzo zróżnicowane i zależą od rodzaju surowców używanych do produkcji oraz od stosowanej technologii produkcji .

- ścieki rolnicze - odchody zwierząt, stężone i zanieczyszczone różnego rodzaju chemikaliami, na przykład nawozami sztucznymi,

- ścieki deszczowo-burzowe - ścieki powstające z wód opadowych i z topnienia śniegu. Wody opadowe i śnieg zawierają pyły i substancje emitowane w powietrze przez zakłady przemysłowe ,środki transportu ,urządzenia grzewcze itp. Są w nich również produkty ścierania nawierzchni ulic , piasek , papierosy, liście itp.

Dbałość o właściwy stan wody przeznaczonej do danego typu użytkowania oraz prowadzenie oczyszczania ścieków należą do pracowników stacji uzdatniania wody.

OCZYSZCZANIE WODY

Aby uzdatnić wodę zanieczyszczoną stosuje się wiele metod oczyszczania. Metody dobiera się zależnie od pochodzenia wody ale przede wszystkim bierze się pod uwagę to, do czego ma być przeznaczona oczyszczona woda. Woda dopuszczona do picia musi spełniać ostrzejsze warunki niż woda przeznaczana do innych celów. Ścisłe rozporządzenia określają jakość wody i sposób jej używania podając normy dla jej barwy , mętności , odczynu , twardości, stężenia pierwiastków chemicznych oraz ilości bakterii i mikroorganizmów.

Wody podziemne i powierzchniowe różnią się między sobą stopniem zanieczyszczenia. Dlatego też sposoby ich uzdatniania różnią się od siebie.

Oczyszczanie wód podziemnych

Oczyszczanie wód podziemnych przebiega w dwóch etapach.

I etap - następuje usunięcie metali ciężkich przez napowietrzenie wody. W pierwszej kolejności utlenia się jony żelaza i manganu, które są wytrącane w postaci wodorotlenków. Inne powstałe osady są odfiltrowane.

II etap - przeprowadza się dezynfekcję , to znaczy usuwa się z wody zbędne i niebezpieczne dla zdrowia i życia człowieka mikroorganizmy. Chloruje się w tym celu wodę, czyli działa się na nią gazowym chlorem. Rzadziej stosuje się w tym celu ozonowanie , naświetlanie promieniami nadfioletowymi czy stosowanie ultradźwięków.

Oczyszczanie wód powierzchniowych

Wody powierzchniowe są bardziej narażone na zanieczyszczenia toteż ich oczyszczanie wymaga bardziej skomplikowanych procedur.

Uzdatnianie wód powierzchniowych zaczyna się od usunięcia z nich wszelkich zawiesin w procesie zwanym koagulacją. Koagulacja jest to proces zespalaniu cząsteczek. Powstaje w ten sposób osad, który wytrąca się i opada na dno osadnika, skąd zostaje usunięty. Ewentualne pozostałości osadu oddziela się poprzez filtrację wody przez piasek lub przez węgiel aktywowany, jeżeli zanieczyszczenia są większych rozmiarów.

Po usunięciu zawiesin stosuje się dalsze procesy. Najwięcej wagi przywiązuje się do oczyszczania wody przeznaczonej później do picia oraz do potrzeb gospodarczych. Ważne jest usuwanie nieodpowiedniego smaku, zapachu, barwy a przede wszystkim bakterii i wirusów, które są niekorzystne dla zdrowia człowieka i są przyczyną wielu chorób zakaźnych.

Mętność wody usuwa się przeprowadzając proces sklarowania. Eliminuje się w nim drobne cząsteczki na sposób sztuczny lub naturalny. Sklarowanie naturalne to przepuszczenie mętnej wody przez osadniki i filtry. Sklarowanie sztuczne to przeprowadzenie wstępnego przygotowania chemicznego, tak zwanej koagulacji. Koagulacja usuwa również niepożądaną barwę wody.

Smak i zapach wody zmienia się za pomocą odsalania i odgazowania wody. Najtrudniej jest usunąć z wody specyficznych zapachy i smaki wywołane przez mikroorganizmy lub drobne organizmy wodne znajdujące się w wodzie. Jeśli zwykłe sposoby uzdatniania wody do picia nie zmniejszają intensywności zapachów na tyle aby były niewyczuwalne przez użytkowników, stosuje się dodatkowe zabiegi: stosuje się chlor lub działa się na wodę węglem aktywowanym.

Wszystkie te metody oczyszczają wodę ale nie mogą usunąć bakterii i innych drobnoustrojów. Niezbędne jest dalsze oczyszczanie- odkażanie wody.

Oczyszczanie : mechaniczne , biologiczne , chemiczne

OCZYSZCZANIE MECHANICZNE - jest to pierwszy etap oczyszczania wody. Składa się z kilku części.

W pierwszej kolejności usuwa się z wody nierozpuszczalne zanieczyszczenia korzystając z systemu filtrów:

  • największe części stałe ( np.: fragmenty materiałów, plastiku itd.) są zatrzymywane na rzadkich filtrach,
  • mniejsze zanieczyszczenia (np.: liście, niedopałki papierosów itp.) są zatrzymywane na sitach o mniejszej średnicy oczek,
  • najdrobniejsze zanieczyszczenia stałe zatrzymują się w filtrach piaskowych.

W dalszym etapie następuje proces osadzania, do którego wykorzystuje się osadniki. Są to urządzenia, na których pozostają cięższe niż cząsteczki wody cząstki zanieczyszczeń. Woda powoli przepływa poprzez osadniki aż zgubi większość tych zanieczyszczeń. Cząstki te i piasek są przez taśmy przenośnika przenoszone do specjalnego koryta, z których usuwa się je za pomocą podnośników.

Woda płynie dalej, do zbiorników sedymentacyjnych. Tam pod wpływem sił grawitacji pozostałe jeszcze zanieczyszczenia albo osiadają na dnie zbiornika , albo zostają zebrane zgarniaczami o napędzie elektrycznym. Są też usuwane za pomocą szumowników.

OCZYSZCZANIE BIOLOGICZNE

Oczyszczanie biologiczne jest kolejnym nieodzownym etapem oczyszczania wody. Konieczne jest pozbycie się zanieczyszczeń chemicznych i organicznych.

- USUWANIE ZANIECZYSZCZEŃ ORGANICZNYCH- proces odbywający się w komorze napowietrzania lub w rowach cyrkulacyjnych. Ścieki mieszane są z różnego rodzaju mikroorganizmami - bakteriami tlenowymi , grzybami, pierwotniakami. Po przepuszczeniu przez taką mieszaninę tlenu, mikroorganizmy rozkładają substancje organiczne na substancje proste. Powstaje wtedy m.in. amoniak , woda i dwutlenek węgla . Najczęściej proces ten trwa około ośmiu godzin.

OCZYSZCZANIE CHEMICZNE - ostatni etap oczyszczania ścieków to usuwanie z nich substancji nieorganicznych. Wodę zanieczyszczają głównie najczęściej azotany i fosforany.

Zanieczyszczaną wodę wprowadza się do bębna, którego ścianki odfiltrowują najdrobniejsze cząstki substancji stałych. Osad kanalizacyjny pozostały po oczyszczaniu wody i zawierający substancje nieorganiczne jest przetwarzany w specjalnych zbiornikach fermentacji osadu. Hoduje się w nich specjalne bakterie, które rozkładają azotany i fosforany, czemu towarzyszy wytwarzanie się metanu. Po fermentacji osady mogą być już stosowane jako nawóz.