Su Temini Sorunu (Diyagramlı)

İçme Suyu Temini:

Kentlerdeki ana içme suyu kaynağı kaynakları nehirler, göller ve akarsulardır. Bu tür kaynaklardan gelen su, içme ve diğer evsel amaçlar için temin edilmeden önce kirletici ve mikropsuz arındırılır veya yapılır.

Ham suyu temiz ve kirletici olmayan yapmak için aşağıdaki üç adımı izleyin:

(i) Çökeltme

(ii) Filtreleme

(iii) Klorlama

(i) Çökeltme:

Bu işlemde alum, alüminyum sülfat veya demir sülfat, çözünmüş ve süspanse edilmiş maddeler ile jöle benzeri topakları oluşturan göllerden veya nehirlerden alınan ham su ile karıştırılır. Topaklayıcılarla karıştırılmış suyun topaklanmış tank parçacıkları, diğer yabancı materyaller ve altta bulunan mikroplar ile birlikte topakların bulunduğu topaklanma tankına akmasına izin verilir.

(ii) Filtreleme:

Topakların çökeltilmesinden sonra, mikro organizmaları uzaklaştırmak için özel su filtrelerinin içinden temiz su geçmesine izin verilir. Bu amaç için, suyun birkaç alternatif üst üste binmiş kum ve çakıl tabakası boyunca süzülmesine izin verilir.

(iii) Klorlama:

Değiştirme işleminden sonra su klor işlemine tabi tutulur. Bu işlemde klor gazı, güçlü bir oksidan olan sudan geçer ve aynı zamanda organik maddelerin hızlı bir şekilde bozulmasına neden olur ve aynı zamanda kalan bakterileri öldürür. Bu şekilde elde edilen su içme ve diğer evsel amaçlar için halka verilmektedir.

Kanalizasyon Bertarafı:

Atık su arıtımı temel olarak katı atıkların giderilmesini ve parçalanmasını ve mikrobiyal aktivitelerle basit inorganik maddelere dönüştürülmesini amaçlamaktadır.

Atık su bertarafı için aşağıdaki yöntemler kullanılmaktadır:

1. Bekletme çukurları

2. Septik tank

3. Belediye atık su imha tesisleri.

1. Bekletme çukurları:

Bu işlemde beton ve çimentodan yapılmış büyük delikli bir yer altı tankı kullanılır (Şekil 13.6). Kanalizasyon, bir boru aracılığıyla tanka boşaltılır. Tanktan gelen kanalizasyon suyu deliklerden çıkar ve toprağa süzülür. Katı atıklar tankın içindeki mikro organizmalar tarafından ayrıştırılır.

2. Septik tank:

Bu yöntemde evden gelen kanalizasyon borular aracılığıyla yeraltı septik tanklarına boşaltılmaktadır. Kanalizasyonun katı fraksiyonu septik tankın dibine çöker ve fraksiyon tankın üst kısmına yerleştirilmiş olan dağıtım borularına akar ve nihayet sahaya boşaltılır (Şekil 13.7). Altta toplanan lağımların katı fraksiyonu mikroplar tarafından hızla ayrışır.

3. Belediye atık su imha tesisleri:

Büyük şehirlerde atık suların arıtılması ve bertarafı aşağıdaki üç adımı içerir:

(i) Birincil tedavi:

Birincil işlem için, kanalizasyon borular aracılığıyla büyük açık tanklara taşınır. Kanalizasyonun katı fraksiyonu, boru sistemi vasıtasıyla aerobik çürütme tankına boşaltılan tankların tabanına yerleşir ve ayrıştırılır. Birincil çökeltme tanklarından gelen kanalizasyonun sulu kısmı, ikincil çökeltme tankına boşaltılır ve jöle benzeri topakları oluşturan alüminyum sülfat veya demir sülfat ile karıştırılır. Mikroorganizmalar ve süspanse edilmiş katı parçacıklarla birlikte topaklar, tankın dibine çamur biçiminde yerleşir ve daha sonra borulardan aerobik çürütücü tanklara boşaltılır. (Şekil 13.8).

(ii) İkincil işlem:

Çözülmüş organik atıkların yanı sıra bakteri ve diğer mikropları içeren sulu kanalizasyon fraksiyonu sekonder çökeltme tanklarına toplanır ve çözülen organik atıkların mikrobik ayrışmasını teşvik etmek için fraksiyondan basınç altında hava akımı geçirilir. Bir süre sonra, fraksiyon mikropları uzaklaştırmak için kum filtrelerinden geçirilir. Temiz suyun daha sonra nehirlere ve okyanuslara akmasına izin verilir.

Sindirim tankına taşınan katı atıklar ve çamur aerobik bakteri tarafından saldırıya uğrar ve ayrıştırılır. Atıkların ayrışması, çeşitli sanayi amaçları için toplanan NH3, metan, hidrojen sülfür gazlarının oluşması ile sonuçlanır.

(iii) Tersiyer tedavisi:

Bazı akut su kıtlığı yaşayan şehirler, ikincil arıtma işleminden sonra elde edilen berrak sular klorlama işlemine tabi tutulur ve evsel kullanım için uygun testler yapılır. Merkezi Kirlilik Kontrol Kurulu'nun tahmine göre, Hindistan’da kentsel alanlardan yapılan toplam atık su üretimi 1997’de günde yaklaşık 30.000 milyar litre idi ve mevcut toplam atık su arıtma tesisi toplam atık su üretiminin yüzde 10’u için yeterli değil.

Drenaj ve kanalizasyon tesisleri artık kentsel alanlarda artmış olsa da, mevcut tesisler toplam atık suyun bertarafı için yeterli değildir. Atık su arıtma programları kötü bakım, uygun olmayan arıtma tesisi tasarımları ve teknik olmayan ve vasıfsız yaklaşım nedeniyle tam olarak başarılı değildir. 1980 ve 1990 yılları arasında Ganga Eylem Planı kapsamında atık su arıtma planı yukarıda belirtilen sebeplerden dolayı tamamen başarısız olmuştur. Kanalizasyon ve atık su arıtma tesislerinin zayıf olması nedeniyle, kirleticilerin çoğu yeraltı sularına, nehirlere ve diğer su kütlelerine girmektedir.

Hindistan'ın bazı ceplerinde, köylüler hala doğal su rezervuarlarındaki içme suyuna bağımlıdırlar ve aşağıda ayrıntıları verilen birçok sorunla karşılaşırlar:

1. İçme suyu kirletici maddelerle doldurulur.

2. Su, kolera, tifo patojenleri ve bir dizi cilt hastalığını içerir.

3. Bazı yerlerde su oldukça tuzludur ve florür veya diğer toksik elementler içerir.

Bazı kentsel alanlarda da saf içme suyu temini büyük bir problem haline geldi. Dünya Bankası'nın (1998) bir tahminine göre, kentsel alanlarda ölümlerin yaklaşık yüzde 60'ı kolera, dizanteri, gastroenterit, hepatit vb. Gibi su kaynaklı hastalıklardan kaynaklanmaktadır.

Ötrofikasyon:

Demografik büyüme, modem teknolojisi ve tarım nedeniyle su kütleleri üzerinde giderek artan insan baskısı, birçok su kirliliği sorununa neden olmuştur. En ciddi ve en sık karşılaşılan sorunlardan biri, suyun biyolojik gelişimine neden olan ve çeşitli kullanımlara uygun olmayan sular veren bitki besin maddeleri tarafından zenginleştirilmesinden kaynaklanmaktadır.

Gübrelerden, kanalizasyondan, deterjanlardan ve hayvan atıklarından azot ve fosfor bileşikleri şeklinde ilave besinler, su bitkileri ve alglerin büyüme oranını arttırır. Ek besin maddesi nedeniyle alglerin ve diğer su bitkilerinin aşırı büyümesine ötrofikasyon denir. Bu, çiçeklenme şeklinde ortaya çıkan bazı su bitkilerinde yüksek biyolojik üretkenlik ile sonuçlanır.

Bu, sudaki oksijenin, diğer organizmaları olumsuz yönde etkileyen su kütlelerinde organik maddenin bozulması nedeniyle eksik kalmasını sağlar. Algler ve daha büyük su bitkileri, su giriş borularını tıkayarak, suyun tadını ve kokusunu değiştirerek ve tabanda organik madde birikimine neden olarak su kullanımını engelleyebilir. Bu organik madde azaldıkça, oksijen seviyesi düşer; Sonunda balıklar ve diğer bazı su türleri ölebilir.

Weber (1907) Kuzey Almanya'daki torf bataklıklarını incelerken, üst tabakaların alt tabakalara kıyasla gölün üst tabakasında daha fazla besin içerdiğini fark etti. Bu iki tabaka arasında ayrım yapmak için ötrofik (besin açısından zengin) ve oligotrofik (besin bakımından fakir) terimini kullandı. Bu terimlerin limnolojide kullanımı ilk kez Naumann (1919) tarafından yapılmıştır.

Günümüz ötrofikasyon kavramına göre:

(i) Suyun bitki besin maddeleriyle zenginleştirilmesi fitoplanktonun büyümesini arttırır, ancak ışık, sıcaklık ve diğer büyüme faktörleri gibi diğer koşullar da büyümeyi sınırlayabildiğinden ötrofikasyon için tek kriter olarak düşünülmemelidir.

(ii) Su kupaları (birim zamanda birim alandaki organik madde arzı oranı) besin düzeyleriyle eşitlenemez ve aynı zamanda üretimi de içerdiği için alg yoğunluğu ve biyokütle ile tanımlanamaz (Findenegg, 1955).

(iii) Ötrofikasyon için en güvenilir kriter fitoplankton verimliliğindeki artıştır.

(iv) Ötrofikasyon teriminin sadece ototrofik üretime uygulanması, aynı zamanda organik maddenin ana arzının başka yollarla kullanıldığı allotropik göller için kullanılması anlamına gelir, distrofik göller terimi.

Ötrofikasyon Süreci:

Ötrofikasyon, insan faaliyetleri yoluyla artan besin arzı ile hızlanan doğal bir olgudur. Her ne kadar ötrofikasyon işlemi göller kurulur kurulmaz kurulur, ancak besin maddelerinin doğal yollardan girme oranı oldukça yavaştır (yani doğal ötrofikasyon).

Göller orijinli olduklarında oligotrofik haldedirler ve herhangi bir önemli alg büyümesi üretmek için sadece sınırlı ve yetersiz miktarda besin içerirler. Sadece besin kaynakları doğal akar, kurutulmuş bitki kısımlarının çevreleyen bitki örtüsünden düşmesi, yağış ve biyolojik üretimin ölümden sonra ayrışmasıdır. Ötrofikasyon işlemi, dışarıdan beslenen maddeler göle girmeye başladığında başlar. Yosunlar ölür ve ayrışırsa, vücutlarına kilitlenen besinler taze alg büyümesi için uygun hale gelir.

Her döngü sırasında, besin maddelerinin göllerde aşamalı olarak artması ve bir süre sonra, besin maddelerinin çevrilmesi, gölde sürekli artan bir organik maddenin sonunda en altta birikmesiyle, toplama ve ayrışma arasında bir denge sağlamaz.

Bu bataklıkların oluşmasına yol açar, bataklıklar, bataklıklar ve sonunda su kütlesi kaybolur. Bu nedenle ötrofikasyon süreci göllerin yaşlanması olarak adlandırılır. Bu nedenle, ötrofikasyonun ilerlemesiyle birlikte, su kütlesine daha fazla besin ilave edildiği ve sonuçta besin döngüsünün ekleme ve ayrışma arasında dengeyi koruyamadığı açıktır.

Ötrofikasyonun hızı besinlerin yanı sıra iklim vb. Gibi bazı diğer faktörlere de bağlıdır. Genel olarak, soğuk ve ılıman iklimdeki oranla karşılaştırıldığında besin kullanımını ve alg büyümesini destekleyen sıcak iklimde ötrofikasyon hızı yüksektir. . Ötrofikasyon katyonunun hızı, tuzun artan bulanıklık ve bunun sonucunda birincil üretimdeki düşüş nedeniyle ışık penetrasyonunun azalmasından dolayı zamanla yavaşlar.

Ötrofikasyonun Etkileri:

Fotosentez (P) ile solunum (R) arasındaki dengeden ayrılma olduğunda kirliliği gösterir. Dengede (P = R) suyun kimyasal ve biyolojik bileşiminde bir değişiklik yoktur; kirlenmemiş suda bulunan ve dışarıdan besin beslenmeyen bir durumdur. Fotosentez solunum aktivitesini aştığında, su kütlelerinin ötrofikasyonunu gösterir. Organik aşırı yüklenmeye yol açan alglerin artan artışı ile karakterizedir.

Derin göllerde, göl yüzeyindeki (P >> R) olağanüstü üretim, solunum fotosentezi aştığında, dipteki (R >> P) saprofitik koşullar ile dengelenir, çözünmüş O ₂ Kirli koku üreten ve birkaç sucul tür için zararlı olan, NO3 ^-, S04- ve C02 gibi birçok okside kimyasalın N2, NH4 ⁺, H2S ve CH4'e indirgenmesi zorla tükenir. Poole ve diğ. (1978) bazı suda yaşayan organizmalar için H2S için öldürücü konsantrasyon olarak% 50 (LC50) olarak litre başına 11 mg bildirdi.

Ötrofikasyon sularda flora ve fauna değişikliklerine neden olan birçok fiziksel ve kimyasal değişikliklere neden olur. Balıklar dahil pek çok arzu edilen tür, istenmeyen olanlarla değiştirilir. Bir alg dizisi vardır ve mavi yeşil algler baskın hale gelir, bunların çoğu Microcystis, Anabaena, Oscillatoria gibi çiçek açar. Chlorella gibi algler, Scenedesmus da çiçek açar. Spirogyra, Cladophora, Zygnema ve diğer pek çok filamentli yeşil alg, suların yüzeyinde yüzen bir mat oluşturabilir. Bu alg çiçekleri ve kalın paspas, yüzeyin altındaki ışığın yoğunluğunu azaltır.

Ötrofikasyon, dip çökeltilerin özelliklerinde değişime neden olur. Organik madde birikimi bentik toplumu etkiler. Algal çiçeklenme su kütlelerinin eğlence değerini etkiler. Alglerin ölümü ve çürümesi suda kötü koku ve tatlara neden olur. Algal pisliği, oksijenin suya nüfuz etmesini kontrol eder ve balıkları ve diğer organizmaları öldürebilir. Algal büyümesinin ilk aşamasında, yeterli miktarda oksijen üretilir, fakat algal çiçeklenmeler öldüğü zaman, oksijen O2'de azalır, çünkü ölü alglerin aerobik bakteriler tarafından ayrışması nedeniyle tüketim artar. Suda çözünmüş ₀₂ seviyesindeki düşüş, balıkların ve diğer su organizmalarının ölümüne neden olabilir.

Algal çiçek açar su renk değişikliği neden olur. Ötrofikasyonun genel etkileri suyun insan tüketimine ve diğer çeşitli amaçlara uygun olmamasını sağlar. Ayrıca, suyun arıtma maliyeti de şişirilir.

Su kalitesi:

Su kalitesinin değerlendirilmesi, alkalilik, çözünmüş oksijen gibi birkaç parametre açısından yapılır. Biyokimyasal oksijen ihtiyacı (5 gün), koliform bakteri sayısı, renk, sertlik, koku, pH, tuzluluk, sıcaklık, toplam katılar, bulanıklık, tuzlar, klorürler, akarlar, nitratlar, fosfatlar ve sülfatlar, Al, As gibi iz elementlerin varlığı, Ba, Cd, Cr, Fe, Pb, Mn, Hg, Se Ag Sn Zn ve B, böcek ilaçları ve radyoaktivite. Bu özellikler arasında çözünmüş oksijen miktarı, biyokimyasal oksijen ihtiyacı ve toplam koliform sayıları su kalitesinin iyi göstergeleridir.

Bunlar aşağıda kısaca tartışılmaktadır:

Çözünmüş oksijen:

Suyun dengeli bir su ömrünü destekleme yeteneğinin bir ölçüsüdür. Bir su kütlesindeki yeterli miktarda çözünmüş oksijen, organik atıkların hızlı bir şekilde mikrobiyal degradasyonunu sağlar. Doğal suyundaki amonyağın nitratın biyokimyasal oksidasyonu çözünmüş oksijen gerektirir. Sudaki çözünmüş oksijenin yetersiz miktarı mikrobik ayrışmayı olumsuz yönde etkiler ve CO2 yerine metan salınır, kokulu aminler NO3 ve NH3 yerine azottan kaynaklanır ve pis kokulu H2S gazı S02 yerine sülfürden oluşur.

Biyolojik veya Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı (BOD):

En sık rastlanan su kirliliği endeksi, organik atıkları aerobik olarak CO2 ve suya ayrıştırmak için bakterilerin ihtiyaç duyduğu oksijen miktarını ifade eden biyokimyasal oksijen ihtiyacıdır (BOD). BOİ testi normalde, 20 ° C'de belirli bir atık hacminde aerobik mikrobik ayrışmanın ilk beş gününde kullanılan oksijen miktarını ölçer. Buna BOD ₅ adı da verilir.

Böylece 100 ppm BOİ, 20 ° C'de 5 gün boyunca bir litre test numunesi tarafından tüketilen 100 mg oksijen anlamına gelir. Evsel atık su genellikle litre başına yaklaşık 200 miligram oksijenin BOD5'ine sahiptir ve endüstriyel atıklar için BOD litre başına yaklaşık bin mg olabilir. 0.17 kiloluk ya da 77 gram BOD da popülasyon eşdeğeri olarak adlandırılır, kabaca yüzde bir konsantrasyondaki evsel atıkların gereksinimlerine eşittir.

Kanalizasyon arıtma tesisinin kapasitesi genel olarak günlük popülasyon eşdeğeri cinsinden ölçülür. Suyun lağım yoluyla kirlenmesi, örneğin kolera, tifo, paratiroid ateşi, dizanteri ve enfektif hepatit gibi su kaynaklı hastalıkların ana nedenidir.

Toplam koliform sayımı. BOİ su kalitesinin kaba bir ölçümünü verir. Hastalık riskini tam olarak göstermez. Bu amaçla daha spesifik parametreler gereklidir. En yaygın parametrelerden biri, birim hacim su başına dışkıda koliform bağırsak bakteri, özellikle Escherichia coli sayısıdır. Koliform bakteri zararsız olsa da, çok sayıda bulunmaları patojenik mikropların numunede bulunabileceğini gösterir.

Nehir suyunun su kalitesi, 480 istasyonda MINARS (Hindistan Ulusal Su Kaynaklarının İzlenmesi), GEMS (Küresel Çevresel İzleme sistemleri) ve GAP (Ganga Eylem Planı) gibi farklı programlar altında izlenmektedir. 1979'da başlatılan MINARS programları kapsamındaki istasyonların sayısı kademeli olarak artmıştır ve şu anda istasyonların sayısı 260'tır.

Su kalitesini belirlemek için program kapsamında bir takım fiziksel, kimyasal, biyolojik ve bakteriyolojik parametreler göz önünde bulundurulur, fakat önemli olanlar DO, BOD ve TC'dir (Toplam koliform sayımı).

Kaliteye cevaben farklı su kategorileri ve kullanımları aşağıdaki gibidir:

Sınıf A - Suda geleneksel bakteri olmadan içme suyu kaynağı.

Çözünmüş oksijen 5 mg / litreden, TC 50/100 ml'den az.

Sınıf B - Yüzme, yüzme ve eğlence amaçlı kullanım için su, DO> 4 mg / litre ve TC <500/100 ml.

Sınıf C - Geleneksel arıtma işleminden sonra içme suyu kaynağı.

Sınıf D - Yaban hayatı, balıkçılık vb. İçin su. DO> 4 ve TC <500/100 ml.

E Sınıfı - Sulama, endüstriyel soğutma, balık tutma, yüzme ve içme için su. D.> 3mg / lastik.