Történelmi áttekintés - Ruhrverband
- itthon
- szennyvíz
- Szennyvíztisztító telepek
- Történelmi áttekintés
A szennyvíztisztítás fejlesztése
Szennyvíz keletkezik, bárhol is élnek az emberek. A Közel-Kelet és Kína fejlett kultúrái ezért már foglalkoztak a szennyvízelvezetés problémájával, és vízelvezető rendszereket építettek a piszkos víz elterelésére városaikból. Az ókori Rómában a kiterjedt csatornarendszer kiépítésével, amelynek központi eleme a Kr. E. 5. századtól származó Cloaca maxima volt. Az ókorban a szennyvízelvezetés elérte a csúcsot. A Római Birodalom bukásával azonban ez a tudás elveszett. A középkorban a városok szó szerint süllyedtek az ürülékbe. Az a széles körben elterjedt gyakorlat, hogy a háztartási szemetet egyszerűen el kell dobni az ereszcsatornába, többször is súlyos járványokhoz vezetett. A 19. században az ipari forradalom súlyosbította a szennyvíz problémáját - nemcsak azért, mert a robbanásszerűen növekvő városok elképzelhetetlen mennyiségű szennyvizet termeltek, hanem azért is, mert az emberiség történetében először ez a szennyvíz nagymértékben tartalmazott az ipari folyamatokból származó mérgező maradványokat is. Ruhr térségében például ezek az egzisztenciális problémák vezettek a Ruhr Egyesület 1913-as megalapításához.
Angliában, az iparosodás anyaországában a folyók szennyezésmegelőzéséről szóló törvény volt az első összefüggő jogszabály a szennyvízkezelésről, amelyet már 1876-ban létrehoztak. Kezdetben a természetes csepegtetési módszereket részesítették előnyben, amelyeket később mesterséges biológiai módszerekké fejlesztettek. A talaj megtermékenyítésének gondolata is előtérbe került, amikor csordogált. A vizek öntisztító erejének tudatos felhasználása szintén a természetes folyamatok egyike volt. Észak-Amerikában ezt hívták a szennyvíz víztestbe juttatására "hígítással történő tisztítás".
Mechanikus tisztítási folyamatok
Század fordulóján kialakult a mechanikus szennyvíztisztítás, amely különösen népszerű volt Németországban. A fő cél itt a szennyvíz esztétikai tisztítása volt, mielőtt a víztestbe engedték volna. A mechanikus folyamatok közé tartozik a gereblyék használata, amelyek szitán vagy gereblyén működnek, és eltávolítják a durva szennyeződéseket a vízből.
Egy másik mechanikus módszer a homokcsapdák használata a szállított ásványi anyagok megfogására, különösen akkor, ha esik az eső. A legrégebbi homokfogó szerkezetek egyszerű téglalap alakú vagy kerek mélyedések voltak, amelyek többnyire meredek lejtővel voltak felszerelve, ami megkönnyítette az üledék kitisztítását (előbb kézzel edényekkel, később felső darukkal vagy markoló kotrókkal). Az Essen (hosszú) homokfogó az első medencerendszerek továbbfejlesztése. Itt az ülepedési folyamat az áramlási sebesség csökkentésével érhető el az ülepítő csatorna keresztmetszetének bővítésével. A függőleges áramlású mélyhomok-csapdázás koncepcióját az 1930-as években dolgozták ki. A finom homok nem megfelelő visszatartása miatt a mély homokfogókat ma már nem használják. A szellőztetett homokfogó, amelyet 1950 és 1960 körül fejlesztettek ki, viszonylag új.
A letelepedési medencék, amelyekben az áramlási sebesség annyira lecsökken, hogy a lebegő anyag leülepedhessen a fenekén, már az ősi civilizált népek számára is ismertek voltak. Angliában 1850 óta szakaszosan működnek a téglalap alakú üledékmedencék; H. az iszap eltávolítása érdekében le kellett állítani a szennyvíz áramlását. A 20. század első évtizedében annak tanulmányozása, hogy az iszap mennyisége és összetétele hogyan változik az áramlási sebességgel, tudományos alapokra helyezi az ülepedési folyamatot. Ezen vizsgálatok eredményeként az üledékmedencék méretei drasztikusan csökkenthetők. Az úgynevezett Fidler spirál, a kör alakú medencékre szolgáló sárkaparó feltalálása megkezdte a sár eltávolítására szolgáló különböző tisztítóeszközök kifejlesztését.
Egészen más megközelítést követtek 1880 körül olyan szennyvízkutakkal, mint az úgynevezett dortmundi szökőkút. A szennyvíz folyamatos beáramlása céljából épültek, így az iszap eltávolításához nem kellett a medencét kiüríteni. A kutak további fejlődése a tölcsérmedencék, amelyek függőlegesen is átfolynak. A tölcsérmedencék jól alkalmazhatók a pelyhes iszap tisztítására, azaz a kicsapási folyamatokban, vagy biológiai tisztítási szakaszokban történő utótisztításra. Hasonló konstrukciókat alkalmaznak ezekben a folyamatokban ma is.
Mivel az üledékmedencéket és a szennyvízkutakat mélyen a földbe kell építeni, magas alapozási költségekkel, a 20. század elején a föld feletti szennyvíztornyokkal és szennyvíztartályokkal is végeztek kísérleteket.
Az egyik probléma, amellyel a szennyvíztisztítás úttörőinek számolniuk kellett, az az iszapban megindult emésztési folyamatok voltak, amelyek megnehezítik a további ülepedést és a későbbi biológiai tisztítást. Clark amerikai vegyész ezért kidolgozta az ülepedési és rothadási folyamatok térbeli elkülönítésének gondolatát. 1903-ban az ötletet először az úgynevezett Travis-medencében hajtották végre, és 1906-ban Karl Imhoffnak sikerült mindkét folyamatot külön-külön futtatnia egy kétszintes épületben. Az általa tervezett medencét először az Emschergenossenschaft használta, ezért a következő években "Emscherbrunnen" néven ismerték. Egyszerű felépítésüknek és olcsó működésüknek köszönhetően az Emscherbrunneneket hamarosan az egész területen használták.
Biológiai Tisztítási folyamat
A biológiai szennyvízkezelés kezdetén olyan természetes folyamatok voltak, mint a talajkezelés, vagyis a mezőgazdasági területeken történő nagymértékű kijuttatás, vagy a szennyvíztavakban történő gyűjtés. A szennyvíztisztítás célja mellett ezek a tisztítási folyamatok gyakran gazdasági célokat is követtek. A cél az volt, hogy a szennyvíz tápanyagai felhasználhatók legyenek a mezőgazdaság számára, vagy a szennyvíz halastavakban élő halakat értékesítsék.
Az idő múlásával ezekből a természetes folyamatokból mesterséges biológiai folyamatok jöttek létre, mint például szivárgó szűrők, merülő szűrők és végül az aktív iszapfolyamat. A természetes biológiai folyamatok ilyen továbbfejlesztésére azért volt szükség, mert hamarosan a nagyvárosi területeken már nem volt elegendő szabad terület a felületigényes szennyvízmezők vagy szennyvíz-tavak létrehozásához.