Ocenę stanu jakości wód powierzchniowych wyraża się zakwalifikowaniem odcinków badanych rzek do poszczególnych klas czystości. W Polsce wyróżnia się 3 klasy czystości wód:
I - wody czyste, nadające się do picia, do korzystania przez przemysł spożywczy i farmaceutyczny oraz do hodowli ryb.
II - wody nadające się do chowu i hodowli zwierząt gospodarczych oraz do potrzeb rekreacyjnych.
III - wody nadające się do zaopatrzenia zakładów przemysłowych (z wyjątkiem przemysłu spożywczego oraz farmaceutycznego) i nawadniania terenów rolniczych, ogrodniczych.
Ścieki - czyli tzw. wody pozaklasowe, wody zużyte, nie nadające się do wykorzystania gospodarczego. W zależności od pochodzenia ścieki dzielimy na:
- bytowo-gospodarcze (komunalne)
- przemysłowe - to ścieki zakładów przemysłowych, produkcyjnych
- rolnicze - odchody zwierząt, stężone i zanieczyszczone chemikaliami
- deszczowo-burzowe - powstają z wód opadowych i topnienia śniegu
Woda stanowi jeden z podstawowych składników wszystkich żywych organizmów. Dla niektórych roślin i zwierząt jest też jedynym środowiskiem życia. Człowiek używa wody w celach spożywczych i gospodarczych, w przemyśle i energetyce. Jej utrata bez możliwości odzyskania byłaby marnotrawieniem bogactwa naturalnego. Woda występująca w przyrodzie jest pełna mikroorganizmów i zanieczyszczeń chemicznych, których skład zależy nie tylko od czynników naturalnych, ale również wynika z działalności człowieka. O to, by miała właściwości odpowiednie dla użytkownika, dbają pracownicy stacji uzdatniania wody. W różnych procesach użytkowania zanieczyszczona woda zamienia się w ścieki. Odzyskiwaniem zanieczyszczonej wody zajmują się “Oczyszczalnie Ścieków’’.
Zanim wypijesz
Różny skład i właściwości wód pochodzących z naturalnych źródeł oraz niejednakowe wymagania co do ich jakości ze strony użytkowników sprawiają że stosuje się wiele metod uzdatniania. Woda do picia musi spełniać ostrzejsze warunki niż służąca do nawadniania pól. Istnieją ścisłe rozporządzenia określające jakość wody i sposób jej używania przy uwzględnieniu m.in. kryteriów takich, jak barwa, mętność, odczyn, twardość, stężenie pierwiastków chemicznych oraz ilość bakterii i mikroorganizmów. Usuwaniem z wody szkodliwych składników, a także zmianą jej składu i własności za pomocą procesów fizyko-chemicznych zajmują się stacje uzdatniania wody. Wody podziemne i powierzchniowe różnią się między sobą stopniem zanieczyszczenia i dlatego sposoby ich uzdatniania nie są identyczne. W pierwszym przypadku oczyszczanie przebiega w dwóch etapach. W pierwszym następuje usunięcie metali przez napowietrzenie wody (najpierw utlenia się jony żelaza i manganu, które w efekcie wytrącają się w postaci wodorotlenków, a pozostałe osady zostają odfiltrowane). Drugim( i na ogół ostatnim etapem) jest dezynfekcja, czyli usunięcie z wody zbędnych i niebezpiecznych mikroorganizmów. Pożądany efekt osiąga się, chlorując wodę, to znaczy działając na nią gazowym chlorem. Mniej popularnymi metodami zwalczania drobnoustrojów są m.in. ozonowanie, naświetlanie promieniami nadfioletowymi oraz stosowanie ultradźwięków. Uzdatnianie wód powierzchniowych, bardziej narażonych na kontakt z zanieczyszczeniami, rozpoczyna się od usunięcia zawiesin w procesie zwanym koagulacją, polegającym na zespalaniu cząsteczek. Wytrącony osad opadający na dno osadnika usuwa się, a jego resztki oddziela w wyniku filtracji wody przez piasek lub – w wypadku większych zanieczyszczeń – przez węgiel aktywowany.
Do osiągnięcia odpowiedniej jakości wody stosowane są dodatkowe procesy. Z sanitarnego punktu widzenia najważniejsze jest oczyszczanie wody do picia i potrzeb gospodarczych. Ten życiodajny płyn w naturalnym stanie ma często nieodpowiedni smak, zapach, i barwę oraz zawiera bakterie i wirusy chorobotwórcze. Mogą one spowodować rozprzestrzenianie się chorób zakaźnych (głównie przewodu pokarmowego). Usuwanie mętności wody (sklarowanie) polega na wyeliminowaniu drobnych cząstek sposobami naturalnymi (przepuszczenie przez osadniki i filtry) lub sztucznymi (przez wstępne przygotowanie chemiczne, tzw. Koagulację). Niepożądaną barwę usuwa się również podczas koagulacji. Smak i zapach można zmienić w procesie odsalania i odgazowania( przewietrzania) wody. Dość trudne jest usuwanie z wody specyficznych zapachów i smaków, które wywołane są obfitą obecnością mikroorganizmów lub drobnych organizmów wodnych. Jeśli zwykłe sposoby uzdatniania wody do picia nie zmniejszają intensywności zapachów do takich granic, aby nie odczuwali ich użytkownicy, trzeba uciec się do specjalnych sposobów, np. utleniania chloru lub działania węglem aktywowanym.
Wymienione sposoby klarują wodę, lecz nie usuwają z niej bakterii i drobnoustrojów. Koniecznym etapem ulepszania jakości wody jest więc jej dezynfekcja (odkażenie), odbywające się zazwyczaj przez po uprzednim przefiltrowaniu.
Oczyszczanie: mechaniczne, biologiczne, chemiczne!
Wielkie znaczenie w codziennym życiu ma oczyszczanie wody pochodzącej zarówno z prywatnych gospodarstw domowych, jak i przemysłu, zanieczyszczonej działalnością człowieka. W obu wypadkach woda zamienia się w ścieki, do których zalicza się również odpady deszczowe i topniejący śnieg. Deficyt wody sprawia, że jej odzyskiwanie stanowi niezwykle istotny element troski o środowisko naturalne.
Oczyszczanie ścieków jest ważne nie tylko z tego powodu. Zanieczyszczona woda grozi zatruciem czystych wód powierzchniowych i gruntowych. Każdy rodzaj ścieków staje się potencjalnie niebezpieczny, ponieważ zawiera duże ilości gnijących lub fermentujących substancji organicznych, bakterii i wirusów chorobotwórczych, pasożytów ludzi i zwierząt oraz trudnych do usunięcia trujących związków chemicznych. W ściekach gospodarczo-bytowych, znajdują się m.in. wydaliny ludzkie i zwierzęce, resztki i odpadki produktów żywnościowych, piasek, niekiedy popiół i żużel z pieców domowych, mydła i inne środki piorące, szmaty, papiery itp. Rodzaje i ilości zanieczyszczeń zawartych w ściekach przemysłowych są bardzo różne i zależą od profilu działalności zakładu, rodzaju surowców używanych do produkcji i od stosowanej technologii produkcji. Wody opadowe zbierają zanieczyszczenia z przyziemnych warstw atmosfery (pyły, pozostałości procesów spalania, substancje emitowane w powietrze przez zakłady przemysłowe, środki transportu, urządzenia grzewcze itd.), a potem z ziemi(śmieci uliczne, produkty ścierania nawierzchni ulic, piasek, papierosy liście itd.). W celu usunięcia z wody wszelkich zanieczyszczeń zaczęły powstawać oczyszczalnie ścieków.
Do oczyszczalni ścieków woda trafia przez system podziemnych rurociągów. W wyniku skomplikowanych i długotrwałych procesów (mechanicznych, biologicznych i chemicznych) usuwa się z niej zanieczyszczenia, a następnie wypuszcza z powrotem do rzek i strumieni.
Pierwszy, mechaniczny etap oczyszczania brudnej wody polega na usunięciu nierozpuszczalnych zanieczyszczeń. Największe części stałe (np. szmaty) są zatrzymywane na rzadkich filtrach (kratach), a mniejsze (m.in. liście, niedopałki papierosów itd.) na sitach o mniejszej średnicy oczek. Najdrobniejsze zatrzymują się w filtrach piaskowych. W procesie osadzania wykorzystuje się tzw. Osadniki, czyli urządzenia w których przepływająca powoli woda gubi stopniowo cięższe od siebie cząsteczki drobnych zanieczyszczeń oraz większe ziarenka piasku.
Opadają one na taśmę przenośnika, następnie trafiają do koryta, z którego usuwa się je za pomocą urządzeń mechanicznych (podnośników). Stamtąd woda przepływa do zbiorników sedymentacyjnych, gdzie pod wpływem sił grawitacji pozostałe cząsteczki zanieczyszczeń albo osiadają na dnie zbiornika, albo zostają zebrane zgarniaczami o napędzie elektrycznym; mogą być usunięte z powierzchni za pomocą tzw. szumowników powierzchniowych (ten proces dotyczy tylko zanieczyszczeń lżejszych od wody).
Po mechanicznym oczyszczaniu woda wydaje się znacznie czystsza, jest to jednak czystość względna. Chociaż pozbyto się zanieczyszczeń widocznych gołym okiem, pozostają w niej nadal potencjalnie związki organiczne i chemiczne. Usunięciu tych pierwszych służy etap oczyszczania biologicznego, odbywający się w komorze napowietrzania lub w rowach cyrkulacyjnych. Tutaj częściowo oczyszczone ścieki są mieszane z różnego rodzaju mikroorganizmami ( bakteriami tlenowymi, grzybami, pierwotniakami)
Gdy przez tę mieszaninę przepuszcza się tlen bakterie i grzyby rozkładają substancje organiczne na substancje proste, m.in. na amoniak, wodę i dwutlenek węgla. W większości ścieków rozkład substancji organicznych trwa około 8 godzin.
Ostatnim – chemicznym – etapem oczyszczania ścieków jest usuwanie z nich substancji nieorganicznych, najczęściej azotanów i fosforanów, powstającej w drugiej fazie procesu (biologicznej). Woda trafia do obracającego się bębna. Ścianki bębna są bardzo drobnym filtrem, odfiltrowującym pozostałe cząstki substancji stałych. Czysta woda płynie do rzek, jezior lub mórz, a osad kanalizacyjny zawierający substancje nieorganiczne jest poddawany obróbce w zbiornikach fermentacji osadu, na przykład reaktorach beztlenowych lub stawach glonowych. Dostarcza się tam specjalnych bakterii rozkładających azotany i fosforany na proste związki, wytwarzających przy tym metan, którego spalanie może być źródłem Energi elektrycznej. Po drugiej fermentacji osad nadaje się do wykorzystania jako nawóz.
Współczesne technologie oczyszczania wody są ciągle udoskonalane, ponieważ czysta woda to jeden z najcenniejszych i najniezbędniejszych czynników potrzebnych do życia ludziom, zwierzętom i roślinom.
Niestety, tego płynu nie można zastąpić żadnym substytutem.
Żeby go nie zabrakło, należy odzyskiwać wodę w procesach oczyszczania.
Odprowadzanie ścieków bezpośrednio do rzek czy jezior to zjawisko dość częste w krajach słabo rozwiniętych. By nie dopuścić do katastrofy ekologicznej, społeczności lokalne, jak również międzynarodowe przeznaczają coraz większe środki na budowę systemów oczyszczania wody.