Ķīmija un tehnoloģijas

Visiem zināms, ka bez ūdens nav iespējama dzīvība. Ūdens ir vajadzīgs it visur. Tīrs ūdens ir liela vērtība, bet piesārņots – var radīt lielas briesmas. Notekūdeņu efektīva attīrīšana irbijusi aktuāla daudzus gadsimtus. Attīstoties rūpniecībai, pieauga iedzīvotāju skaits, kā arī cilvēku dzīves līmenis. Cilvēki mūsdienās būtiski ietekmē ūdens riņķojumu dabā, tāpēc rūpes par tīru ūdeni saistītas ar visas sabiedrības pastāvēšanas jautājumu.

Notekūdeņu iedalījums:

• industriālienotekūdeņi;
• sadzīvesnotekūdeņi un fekālijas, par ko līdz 19. gs. parūpējās lietus ūdens.

Epidemioloģiskās situācijas rašanās draudi(holēra) bija galvenais pazemes kanalizāciju būvēšanas iemesls.

Notekūdeņiem piemīt pašattīrīšanās spējas. Ūdens mikroorganismi ir pēdējais posms barošanas ķēdē, kas kā barības vielas izmanto notekūdeņos esošās vielas un pārvērš tās par CO₂ un ūdeni unveido mikroorganismu biomasu.

Mikroorganismu darbībai nepieciešams skābeklis. Ja ūdeņi ir pārlieku piesārņoti, gaisa skābeklis ­nespēj iešķīst notekūdeņos aerobo organismu darbībai pietiekošā daudzumā un savairojas anaerobie mikroorganismi. Notekūdeņus tie neoksidē, bet anaerobi sadala. Rodas biogāze, galvenokārt metāns. Veidojas vairumam dzīvo organismu, tai skaitā ūdensaugiem un zivīm kaitīga vide un šāds ūdens smako. Abi minētie procesi tiek īstenoti notekūdeņu attīrīšanas iekārtās.

Aprēķini liecina, ka attīstītajās Eiropasvalstīs uz vienu iedzīvotāju ir 140 l sadzīves (virtuves, vannas un tualetes) notekūdeņu un industriālo notekūdeņu.To piesārņojuma novēršanai būtu nepieciešami 60 g skābekļa. Šāds skābekļa daudzums ir 200 l gaisa un 20 ºC temperatūrā tas spēj iešķīst tikai 7500 l ūdens. Līdz ar to notekūdeņu atšķaidīšana līdz tilpumam, kurā notiek to pašattīrīšanās, nav iespējama.Nedaudz skābeklis šķīst arī pēc tā izlietošanas ūdens pašattīrīšanās gaitā,taču šķīšanas ātrums nav pietiekošs, tāpēc skābekli notekūdeņos ir jāpievadaattīrīšanas iekārtās papildus.

Skābekļa patēriņš ir atkarīgs no ķīmiskā piesārņojums veida. Agrāk ūdens piesārņojuma raksturošanai izmantoja bioloģiskā skābekļa patēriņu (BSP₅). Ar to apzīmēja skābekļa daudzums, kopatērē mikroorganismi 5 dienu laikā. Šādi var noteikt tikai viegli noārdāmu vielu daudzumu, bet neiegūst datus par toksiskām un grūti noārdāmām vielām. Svarīgāks rādītājs ir ķīmiskais skābekļa patēriņš (ĶSP). Šim nolūkam izmanto spēcīgus oksidētājus, piem., hromātu un rezultātu pārrēķina uz līdzvērtīgu skābekļa daudzumu. BSP un ĶSP vērtības ir saistīti lielumi:

BSP noārdot 1 mol glikozes ir 3 mol skābekļa, bet ĶSP noārdot 1 mol glikozes ir 6 mol skābekļa. Tātad BSP:ĶSP=2:1. 112,5 g glikozes noārdīšanai BSP ir 60 g skābekļa, bet ĶSP – 120 gskābekļa.

Notekūdeņus attīra attīrīšanas iekārtās. Notekūdeņu ražotāji ir atbildīgi par notekūdeņu piesārņotības pakāpi un par to attīrīšanu maksā.

1. att. BAS„Daugavgrīva” notekūdeņu apstrādes shēma
(„Rīgas Ūdens”, 1 lpp.).

2. att. BAS "Saugavgrīva" nogulšņu pārstrādes shēma ("Rīgas Ūdens", 6. lpp.).