Notekūdeņi

Cilvēka dzīve norit mijattiecībā ar dabu, šīs attiecības mūsu gadsimtā ir kļuvušas īpaši dramatiskas, gandrīz pat traģiskas. Savas attīstības pirmsākumos cilvēks bija tieši atkarīgs no dabas, viņš sevi nekādi neizdalīja no tās un cilvēka iedarbība uz apkārtējo vidi bija nenozīmīga. Taču, attīstoties tehnoloģijām, un tam, ko mēs saucam par progresu, 20. gs. vidū parādījās satraucoši fakti par to, ka paaugstinātā piesārņojuma dēļ daudzas dzīvnieku sugas atrodas uz izmiršanas sliekšņa. Sakarā ar ozona slāņa samazināšanos pasaules klimats kļūst siltāks, tas rada pastiprinātu ledāju kušanu, kā rezultātā samazinās sauszemes teritorijas. Dažādu ķīmisku piesārņojumu rezultātā sastopamies ar cilvēku masveida saslimšanām. Attīstīto valstu lauksaimniecības produkcija ir tik ķimizēta, ka ir bīstama cilvēku dzīvībai. Saindēta ir ne tikai gala produkcija, bet arī pati zeme. Neattīrītu notekūdeņu un citu atkritumu nonākšana ūdenstilpnēs izjauc to ekoloģisko līdzsvaru, un ūdens tajās kļūst neizmantojams. Ūdenstilpnēs samazinās zivju un ūdensputnu daudzums, šīs ūdens krātuves var kļūt bīstamas cilvēku veselībai. Šī ir mūsu ikdiena, vainīgais nav tālu jāmeklē – tas ir Cilvēks, kurš ir radījis VISUS priekšnoteikumus sevis iznīcināšanai. Bet – laiks negaida un negatīvās sekas ir redzamas uz katra soļa, daba atriebjas ar jau minētajām parādībām. Tomēr iezīmējas arī jauns attīstības ceļš – Cilvēks ir nobijies un mēģina glābt, ko var. Turklāt arī enerģijas dārdzība un deficīts liek meklēt  jaunas enerģijas formas un veidus, kā arī cilvēces garīgo enerģiju – intelektu, zināšanas, informāciju. Taupot resursus, kuri nav bezgalīgi, ir iespējams atklāt procesus, kas ļautu apmierināt vajadzības citādā veidā. Taču – būtu vairāk nekā muļķīgi vainot tikai tehnoloģijas un saimniecisko darbību vides piesārņošanā. Bieži vien cilvēku nekompetence, nolaidība, varaskāre, steiga ir iemesls šīm blakusparādībām, kas, sākumā neapzinātas, noved pie traģiskām sekām un visā dzīvā iznīcināšanas. Ar šiem jautājumiem ir jācīnās sabiedrībai kopumā, cilvēki ir jāizglīto par šiem jautājumiem, ir beidzot jāsaprot, ka par visu dzīvē ir jāmaksā.

            Latvijas daba  ir joprojām bagāta un daudzveidīga, neraugoties uz staujo 20. gs. saimniecisko attīstību. Mūsu vide ir samērā maz pārveidota, tā var un tai ir jāattīstās harmoniski un līdzsvaroti. Tomēr nav iemesla ieslīgt labsajūtā un priecāties par sasniegto(!?), jo esošā aina ir tālu no vēlamās.

            Tā es strādāju firmā, kas nodarbojas ar ūdens un notekūdeņu iekārtu projektēšanu un šo projektu izstrādi, tad, savā darbā turpmāk pievērsīšos problēmām, kas saistītas ar šo nozīmīgo vides sastāvdaļu.

            Mūsdienīgā izpratnē Vides aizsardzība radās kā atsevišķu nozaru ierobežojumu, atļauju un to ievērošanas kontroles sistēma pēc vienotas PSRS struktūras parauga. Ūdeņu aizsardzība atradās Meliorācijas un ūdensaimniecības ministrijas pārziņā. 1998. gadā  tika izveidota Valsts dabas aizsardzības komiteja, kura pēc neatkarības atgūšanas sagatavoja jaunu vides likumdošanas bāzi.

            Mūsu valsts virzās uz integrāciju Eiropā, un viens no soļiem šajā virzienā būtu uzlabot ūdens apgādes un notekūdeņu attīrīšanas ierīces, lai sasniegtu standartus, kas noteikti ES.

            Latvijā daudzas upes ir notekūdeņu piesārņotas. Piemēram, Daugavas lejasteces ap Rīgu, Gauja pie Valmieras, Lielupe aiz Jelgavas un Jūrmalas, Rīgas jūras līcis un citas ūdens tilpnes. Latvijā ir daudzas ūdens tilpnes, kurās notekūdens ieplūst neattīrīts, ir vietas, kurās attīrīšanas ietaises gan darbojas, bet nemākulīgas ekpluatācijas dēļ  notekūdens tajās neattīrās. Pašreiz (Ē. Tilgailis “Notekūdeņu tīrīšana” – R., LU 1997., 5.lpp.) no visa kopējā notekūdeņu daudzuma tikai apmēram 25% tiek attīrīti atbilstoši mūsdienu prasībām. Latvija ir pievienojusies starptautiskajai konvencijai par Baltijas jūras pasargāšanu pret piesārņošanu, kas paredz, ka visi notekūdeņi, kas ieplūst ūdenstecēs vai tiešī jūrā, ir jāatīra bioloģiski. Latvijā 95% no visām upēm savus ūdeņus ievada Rīgas jūras līcī un Baltijas jūrā.

            Mūsdienās notekūdeņu attīrīšanas metodes ir ļoti daudzveidīgas.

                Notekūdeņus attīrīt iespējams pēc sekojošām metodēm:

ü     Mehāniskā attīrīšanas metode

ü     Ķīmiskā attīrīšanas metode

ü     Bioloģiskā attīrīšanas metode

Ir zināmas vairākas notekūdeņu attīrīšanas tehnoloģijas. Tās var izmantot kombinējot savā starpā vai arī atsevišķi atkarībā no attīrīšanas vajadzībām. Visplašāk izmantotais process ir bioloģiskā notekūdeņu attīrīšana, kas būtībā ir paātrināts dabiskais ūdens attīrīšanās ceļš. Šajā metodē attīrīšanai izmanto dabiskās baktērijas, kuras attīstās un vairojas kontrolētā vidē. Baktērijas barojas ar ūdenī esošo piesārņojumu noārdot to. Viena no pamatprasībām aerobajā bioloģiskajā notekūdeņu attīrīšanā ir skābekļa pieejamība.

Aerobais  process turpina palikt kā visizplatītākā notekūdeņu attīrīšanas metode.

Rūpniecisko un sadzīves notekūdeņu attīrīšanai raksturīga patstāvīga tehnisko prasību līmeņa celšanās. Šodien ūdens jāattīra ne tikai no organiskā piesārņojuma, bet arī no barības vielām. Bioloģiskā notekūdeņu attīrīšanas metode ir dabiska un lēta metode apkārtējās vides stāvokļa kontrolei. Aerobie procesi ir vienkārši un elastīgi.

            Notekūdeņu attīrīšanas iekārtu projektēšanā ir jāņem vērā daudzi faktori, bioloģiskās daļas projektēšana ir tikai daļa, bet ne mazsvarīgākā. Šodien visā pasaulē attīrot sadzīves un rūpnieciskos notekūdeņus pārsvarā izmanto bioloģiskos aerobos procesus.

Bioloģiskajās metodēs notekūdeņu attīrīšanai tiek izmantoti mikroorganismi. Galvenokārt tie tiek izmantoti, lai attīrītu notekūdeņus no organiskām vielām, bet var arī tikt izmantoti notekūdeņu attīrīšanai no slāpekļa un fosfora.

Notekūdeņu iepriekšējā attīrīšanas procesā notekūdeņi tiek attīrīti no daļiņām, kas var izraisīt tehnoloģiskā procesa normālas darbības traucējumus. Šajā procesā piedalās restes, smilšķērāji, tauku un eļļas uztvērēji.

Pirmējās notekūdeņu attīrīšanas procesā notiek suspendēto un organisko vielu attīrīšana. Parasti pirmējā attīrīšana netiek lietota kā vienīgā attīrīšana un tai seko otrējā attīrīšana.

Otrējās attīrīšanas mērķis ir attīrīt notekūdeņus no bioloģiski sadalāmā piesārņojuma un palikušajām suspendētajām vielām. Otrējā attīrīšana sastāv no vairāku procesu kombinācijas.

Par progresīvo notekūdeņu attīrīšanu uzskata tādu attīrīšanu, kas nepieciešama pēc vispārpieņemtās otrējās attīrīšanas toksisko savienojumu iznīcināšanai kā arī gadījumos, kad ir paaugstināts organisko un suspendēto vielu daudzums. Pie progresīvās attīrīšanas var pieskaitīt dažāda veida atkārtoto attīrīšanu.

Svarīgākie faktori, kas nosaka notekūdeņu attīrīšanas paņēmienu:

1.  Iekārtu īpašnieka vajadzības;

2.  Iepriekšējā pieredze;

3.  Kontrolējošo iestāžu prasības;

4.  Procesa analīzes un izvēle;

5.  Jau esošās iekārtas;

6.  Līdzekļu ieguldīšana un efektivitāte;

7.  Vides faktori;

8.  Citi faktori.

Latvijas mazajās pilsētās kā par ieteicamāko notekūdeņu attīrīšanas metodi var ieteikt vispārpieņemto otrējo notekūdeņu attīrīšanu, kas seko aiz iepriekšējās un pirmējās attīrīšanas. Turpmāk apskatītas dažādas otrējās attīrīšas iespējas.

Aktīvo dūņu tehnoloģiskais process

Visplašāk izmantotais process vidēju un lielu izmēru attīrīšanas iekārtās. Šajā procesā neattīrītie notekūdeņi tiek sajaukti ar aktīvajām dūņām aerotenkā. Aerācijas procesā mikroorganismi (baktērijas), kas atrodas aktivētajās dūņas, noārda organiskās vielas. Aktīvo dūņu un notekūdeņu sajaukums plūst cauri aerotenkam uz nostādinātāju, kurā dūņas nogulsnējas, bet attīrītais ūdens ieplūst ūdens krātuvē.

Aktīvās dūņas – brīvi peldošs zemāko augu un dzīvnieku kopums, kuru izmanto organiska piesārņojuma noārdīšanai attīrīšanas iekārtās ieplūstošajos notekūdeņos.

Aktīvo dūņu procesa modifikācijas:

Þ  Pilnīgas sajaukšanās process; ienākošās kanalizācijas un atgriezenisko dūņu sajaukums vienmērīgi tiek izlīdzināts pa visu aerotenku. Efektīvi izlīdzina maksimālās slodzes, nodrošina apstākļus mikroorganismu darbībai.

Þ  Intensitāti samazinošais - gaisa padeve samazinās pakāpeniski visā aerotenka garumā, tādejādi ietaupot enerģiju.

Þ  Pakāpeniskais process - notekūdeņi ieplūst aerotenkā no dažādām vietām visā aerotenka garumā. Pateicoties šai īpašībai, iespējams izmantot mazāka lieluma aerotenkus.

Þ  Kontaktstabilizācija - neapstrādātie notekūdeņi un apskābekļotās dūņas tiek apskābekļoti kontaktbaseinā. Pēc ūdens atdalīšanas dūņas plūst uz reģenerātoru, kur tās tiek ilgāku laiku apskābekļotas un organiskās vielas tiek noārdītas. No reģenerātora dūņas nonāk atpakaļ kontaktbaseinā. Šis process ir noturīgs pret slodzes nevienmērību un ir nepieciešams mazāks aerācijas daudzums kā vispārpieņemtajās metodēs.

Þ  Ātras darbības process; notekūdeņu un atgriezenisko dūņu sajaukums tiek vienmērīgi sadalīts aerotenkā. Šo procesu izmanto gadījumos, kad nav nepieciešama augstas pakāpes attīrīšana, kā arī, ja minētā metode tiek lietota pirmējā attīrīšana. Apskābekļošanas laiks - 0,5 - 2 stundas

Þ  Pagarinātās darbības aerācija - notekūdeņu un atgriezenisko dūņu sajaukums tiek vienmērīgi sadalīts aerotenkā. Efektīgi izlīdzina pēkšņas slodzes svārstības, dūņu veidošanās nenotiek tik intensīvi kā vispārpieņemtajās metodēs, nepieciešams liels skābekļa patēriņs. Apskābekļošanas laiks - 18 - 36 stundas

Þ  Apskābekļošanas dīķi - nitrifikācijas un dentrifikācijas procesi, amonija un slāpekļa attīrīšanas efektivitāte ir atkarīga no ūdens temperatūras.

Þ  Karuseļveida process ir apskābekļošanas dīķu modernāks risinājums. Ienākošie notekūdeņi un aktīvās dūņas tiek sajaukti pirmējās arācijas zonā, aktīvās dūņas atrodas nepārtrauktā kustībā cauri aerācijas zonām. Arī šis process ir noturīgs pret lielām daudzuma un piesārņojuma svārstībām.

Þ  Aerācijas kanāli - notekūdeņi tiek pakļauti aerācijai kopā ar vai bez aktīvajām dūņām. Metode balstīta uz mākslīgi izraktiem kanāliem, kuros notiek aerācija. Attīrīšanas efektivitāte pēc BSP zema, taču ieguldījumi šādai metodei arī ir nelieli.

Þ  Divpakāpju aktivēto dūņu process - sastāv no diviem aktivēto dūņu posmiem, kas darbojas rindā. Attīrīšanas efektivitāte pēc BSP augsta, nitrifikācijas efektivitāte augsta. Metode labi izmantojama augstas koncentrācijas piesārņojuma likvidēšanai.

Þ  Aerobi-anoksais process; divpakāpju process, pēc kura apstrādātās dūņas iziet otreizējo aerācijas fāzi.

Þ  Anoksi-aerobais process; divpakāpju process. Pirmajā pakāpē anoksos apstākļos notekūdeņi tiek sajaukti ar atgriezeniskajām dūņām un notiek maisījuma savstarpēja mijiedarbība, kuras rezultātā slāpeklis izdalās gāzveida formā. Denitrificēto dūņu maisījums otrajā pakāpē atkal tiek nitrificēts aerobos apstākļos. Daļa no dūņām tiek atgrieztas atpakaļ tieši uz anokso zonu. Dūņas pēc šī procesa ļoti labi izgulsnējas.

Ievērojot pareizu ekspluatāciju, var sasniegt labus attīrīšanas rezultātus, lielākā daļa no aktivēto dūņu procesiem ir samērā dārgi. Saražoto dūņu daudzums atkarīgs no izmantoto dūņu daudzuma un BSP lieluma.

BSP – bioloģiskais skābekļa patēriņš

Citi bioloģiskie procesi

Cita veida bioloģiskie procesi darbojas pēc bioloģiskās plēvītes principa, tādi ir: biofiltri un biorotori.

Þ  Biofiltri - pēc pirmējās nostādināšanas notekūdeņi tiek izpilināti cauri porainam vai šūnainam pildījumam, kas kalpo par balsta materiālu attīrīšanas procesā aktīvajiem mikroorganismiem. Parasti piliena biofiltri tiek lietoti mazās iekārtās. Attīrīšanas rezultāti ir vājāki, nekā tad, ja izmanto aktīvās dūņas. Pēc pilienu biofiltriem nepieciešama parasta nostādināšana, daļiņu nogulsnēšanās spējas lielākas nekā pēc aktīvo dūņu procesa. Enerģijas patēriņš relatīvi zems.

Þ  Biorotori - šajā procesā darbojas vairāki uz horizontālas ass uzmontēti plastmasas diski, kas izvietoti tvertnē ar kontūrveida dibenu. Diski lēni rotē notekūdeņos pie aptuveni 40% iegremdēta virsmas laukuma. Process ir līdzīgs biofiltra procesam, bet salīdzinoši sasniedz augstākus attīrīšanas rezultātus.

Notekūdeņu ķīmiskā attīrīšana

Ķimikālijas lieto, lai:

1.  Uzlabotu pirmējo nostādinātāju darbību

2.  Kā pamatlīdzekli fizikāli - ķīmiskajā notekūdeņu attīrīšanā

3.  Fosfora attīrīšanai

4.  Samazinātu organisko piesārņojumu pārslodzes gadījumos

5.  Bioloģiski - ķīmiskajās attīrīšanas iekārtās, kur ķimikālijas pievieno pirms procesa, lai samazinātu ienākošā organiskā piesārņojuma daudzumu.

Lietojot ķimikālijas, var panākt attīrīšanas efektivitāti 80 - 90% pēc suspendētajām vielām, 50-80% pēc BSP un 80-90% pēc baktereoloģiskā piesārņojuma.

Dabīgās notekūdeņu attīrīšanas sistēmas

Kā dabīgās notekūdeņu attīrīšanas sistēmas var izmantot filtrācijas laukus ar filtrāciju gruntī, dīķus, dabīgi apūdeņotus filtrācijas laukus jeb mitrenes un peldošus ūdens augus. Ja ir pieejamas lielas un pat ļoti lielas, pietiekamas un piemērotas zemes platības, tad dabīgās notekūdeņu attīrīšanas sistēmas cenu ziņā ir visefektīgākās. Vispiemērotākās šīs sistēmas ir nelielām apdzīvotām vietām un lauku rajoniem ar nosacījumu, ka tiks nodrošināta nepieciešamā platība. Tomēr daudzos gadījumos cerētie rezultāti liek vilties, jo nesasniedz vajadzīgo attīrīšanas pakāpi.

Þ  Lēnā attīrīšana - notekūdeņi tiek izmantoti lauksaimnieciski izmantotajās zemēs, vienlaicīgi veicot notekūdeņu attīrīšanu un nodrošinot kultūraugiem vajadzīgos apstākļus. Notekūdeņi filtrējās cauri gruntij vertikālā un horizontālā virzienā, daļēji arī iztvaikojot.

Þ  Straujā filtrācija - notekūdeņi pēc iepriekšējās attīrīšanas septiķos nonāk seklos filtrācijas laukos. Iespējams lietot izsmidzināšanas metodi, gadījumā, ja laukā aug kultūraugi, bet filtrācijas gadījumā to var nebūt.

Þ  Virszemes plūsma - notekūdeņi pēc iepriekšējās attīrīšanas septiķos tiek sadalīti pa pakāpienveidīgi izveidotām un lauksaimnieciski izmantojamām nogāzēm, ļaujot notekūdeņiem tecēt pa nogāzi līdz lejā izvietotajam savācējgrāvim. Šo metodi var izmantot vietās, kur ir slikti filtrējoši grunts apstākļi. Lielākais notekūdeņu daudzums tiek savākts kā virszemes notece.

Þ  Apūdeņotie lauki jeb mitrenes - applūduši zemes gabali ar ūdens slāņa dziļumu parasti zem 0,6 m, kas veicina dažādu augu augšanu (meldri, niedres, grīšļi u.c.) Augi nodrošina virsējās bioloģiskās plēvītes veidošanās procesu, sekmē notekūdeņu komponentu filtrāciju un absorbciju, apgādā notekūdeni ar skābekli, norobežo to no saules staru iedarbības, regulē aļģu attīstības procesus. Gan dabīgi, gan mākslīgi apūdeņoti lauki var tikt pielietoti notekūdeņu attīrīšanas vajadzībām.

Vides likumdošana Latvijā.

Vides likumdošanu lēnām pielāgo ES direktīvām. Sākotnēji vides likumi bija cieši saistīti ar dabas resursu izmantošanas likumu. Tāpēc daudzi noteikumi, kas attiecas uz dabas aizsardzību, ir ierakstīti likumā par dabas resursiem.

Likumi, kas ir saistīti ar vides aizsardzību:

Ūdens kodekss (1972)

Dabas aizsardzības likums (1991)

Valsts ekoloģiskās ekspertīzes likums (1990)

Vides aizsardzības komitejas likums (1993)

Dabas resursu nodokļa likums (1990)

Likums par ietekmes vidi novērtējums (1990)

Bīstamo atkritumu likums (1993)

Likums par valsts vides inspekciju (1990)

Bez tam Latvija ir parakstījusi dažādus starptautiskos nolīgumus, piemēram, attiecībā uz Baltijas jūru:

Helsinku konvencija par Baltijas jūras vides aizsardzību. 1974 (1994)

Ūdens kodekss

Ūdens kodekss regulē visa veida ūdens izmantošanu, aizsargā no iespējamā piesārņojuma, pārslodzes, utt. Galvenais likums par ūdeņiem patreiz ir attīstības stadijā un tas aizvietos pašreizējo ūdens kodeksu.

Likums par vides aizsardzību.

Likums par vides aizsardzību ir pamatlikums vides likumdošanā. Tas apraksta kā izvairīties no dažāda ūdens, gaisa resursu piesārņojuma. Tajā ir iekļautas cilvēka tiesības uz kvalitatīvu dzīvi, informācija par vides stāvokli, atbildība likuma priekšā par nelikumīgām darbībām. Obligātā vides apdrošināšana arī ir iekļauta šajā likumā.

Likums par dabas resursu nodokli.

Visiem, kas izmanto dabas resursus, jāmaksā nodokļi. Ir paredzēti īpaši maksājumi par normu neievērošanu.

Ienākumi no šā nodokļa tiek savākti dabas aizsardzības fondā. Šo naudu izmanto valsts un reģionālo projektu finansēšanai.

Jauns likums par dabas resursu aizsardzību tiek izstrādāts, tas aptvers plašāku dabas aizsardzības lauku.

Galvenā šī likuma doma ir samazināt bezatbildīgu dabas resursu izmantošanu.

Ienākumi no šā nodokļa ir sadalīti starp valsts budžetu (30%), pašvaldību īpašo vides budžetu (40%) un reģionālo īpašo vides budžetu (30%).

Jaunajā likumā ieviesīs notekūdeņu izlaides standartus. Parasti ir jāmaksā sodi, ja noteiktās normas tiek pārsniegtas. Sodi par piesārņojumu būs šādi:

                                                                        Ls/tonnā

            Hlorīdi                                                            3

            Sufāti                                                 3

            Suspendētās vielas                         10

            ĶSP                                                    30

            N_kop                                                     30

            P_kop                                                     30

            Naftas produkti                                 8000

            Cr, Cd, Pb utt.                                   50 000

Notekūdeņu izlaide.

Patreiz notekūdeņu izlaides standartus nosaka Latvijas Reģionālās Vides pārvalde. RVP izmanto valsts noteikumus par notekūdeņu izlaidi un katrā atsevišķā gadījumā šeit ir dažādi standarti, atkarībā no iespējām un no tā, kā strādā attīrīšanas iekārtas. Sodus aprēķina pēc likuma par dabas resursu izmantošanu.

Institucionālā struktūra

Ūdens sektora atbildīgās organizācijas.

Pastāv trīs līmeņu valsts pārvaldes sistēma, kura ir atbildīga par ūdens un kanalizācijas sektoru Latvijā.

Ministrijas, reģionālās un vietējās organizācijas ir atbildīgas par oficiālās politikas radīšanu, kā arī ārzemju kapitāla piesaistīšanu infrastruktūras projektu realizēšanai. Tās tāpat ir atbildīgas par vides jautājumiem, dabas resursu izmantošanu un piesārņojuma daudzuma standartiem.

Galvenās valsts sistēmas institūcijas ir Vides Aizsardzības un Reģionālās Attīstības ministrija, Labklājības ministrija, Finansu ministrija, Ekonomikas ministrija un šo organizāciju reģionālie departamenti.

Reģionālās organizācijas nav tieši saistītas ar ūdens apgādi un kanalizāciju, bet tās sadala fondus.

Vietējās pašvaldības. Pēc likuma par pašvaldībām, tās ir atbildīgas par ūdens apgādi un kanalizāciju. Tās sagatavo attīstības plānus un vietējo budžetu. Pašvaldības vada pašvaldības uzņēmumus. Pašvaldības nosaka arī tarifus.

Latvijā šajos jautājumos ir ļoti daudz problēmu un to risināšanai būs vajadzīga liela piepūle un lieli naudas līdzekļi. Tuvākajā nākotnē būs daudz jāizdara, lai izbūvētu jaunās un rekonstruētu esošās notekūdeņu tīrīšanas ietaises.

Izmantotā literatūra.

1.        Ē. Tilgalis “Notekūdeņu tīrīšana”, LU;-R., 1997; -5.lpp

2.        Rakstu krājums “Uzņēmējdarbības vide: Tiesiskā bāze un kvalitāte”; Biznesa Augstskola Turība;-R., 1999; 7.-15.lpp

3.        Latvijas vides pārskats 1998

4.        Vides aizsardzības politika Latvijā. VARAM, 1999

5. V.Skārds, G.Rozentāls “Ciematu kanalizācija”,-R., 1981;-233 lpp.