Samoczyszczenie naturalnych systemów wodnych

Niektóre z głównych procesów fizycznych w samooczyszczaniu naturalnych systemów wodnych są następujące: (i) Rozcieńczenie (ii) Sedymentacja i resuspensja (iii) Filtracja (iv) Przenoszenie gazu.

Najważniejszymi procesami fizycznymi związanymi z samooczyszczaniem cieków wodnych są rozcieńczanie, sedymentacja i resuspensja, filtracja, przenoszenie gazu i przenoszenie ciepła.

Procesy te są nie tylko ważne, ale mają również znaczenie w ich odniesieniu do pewnych chemicznych i biochemicznych procesów samooczyszczania.

(i) Rozcieńczenie:

Na początku XX wieku praktyki usuwania ścieków opierały się na założeniu, że "rozwiązanie problemu zanieczyszczenia jest rozcieńczeniem". Rozcieńczenie uznano za najbardziej ekonomiczny sposób usuwania ścieków. W tej metodzie stosunkowo małe ilości odpadów są wyrzucane do dużych zbiorników wodnych ".

Chociaż rozcieńczenie jest silnym dodatkiem do samoczyszczącego się mechanizmu wód powierzchniowych, jego powodzenie zależy od odprowadzania stosunkowo małych ilości odpadów do dużych zbiorników wodnych. Wzrost populacji i działalności przemysłowej, wraz ze wzrostem zapotrzebowania na wodę i ilości ścieków, uniemożliwia wykorzystanie wielu strumieni do rozcieńczania surowych lub słabo oczyszczonych ścieków.

(ii) Sedymentacja i resuspensja:

Źródła zawieszonych ciał stałych, jednego z najpowszechniejszych zanieczyszczeń wody, obejmują ścieki bytowe i przemysłowe oraz odpływ z działalności rolniczej lub miejskiej. Te ciała stałe mogą być materiałami nieorganicznymi lub organicznymi i / lub żywymi organizmami, i mogą różnić się wielkością od dużych cząstek organicznych do małych, prawie niewidocznych koloidów.

W zawiesinie substancje stałe zwiększają zmętnienie, a zmniejszona penetracja światła może ograniczać aktywność fotosyntezy roślin, hamować widzenie zwierząt wodnych, zakłócać żywienie zwierząt wodnych, które uzyskują żywność przez filtrację, i być ścierne dla struktur oddechowych, takich jak skrzela.

Osadzanie się lub sedymentacja to naturalna metoda usuwania zawieszonych cząstek z cieku wodnego, a większość dużych substancji stałych łatwo osiada w spokojnej wodzie. Cząsteczki w zakresie koloidalnym mogą pozostawać w zawieszeniu przez długi czas, chociaż w końcu większość z nich również się uspokoi.

Ponowne zawieszenie ciał stałych jest powszechne w czasie powodzi lub silnego spływu. W takich przypadkach zwiększona turbulencja może ponownie zawieszać substancje stałe wcześniej zdeponowane wzdłuż normalnie spoczynkowych obszarów strumienia i przenosić je w znacznych odległościach w dół. W końcu znowu się uspokoją, ale nie wcześniej, zanim ich obecność zwiększy zmętnienie wód, do których zostały wprowadzone.

(iii) Filtracja:

Ponieważ duże kawałki gruzu zmywają się wzdłuż koryta strumienia, często gromadzą się na trzcinach lub kamieniach, gdzie pozostają złapane, dopóki wysokie wody nie zmyją ich ponownie do głównego nurtu. Małe kawałki materii organicznej lub gliny nieorganiczne i inne osady mogą być odfiltrowane przez kamyki lub skały wzdłuż koryta strumienia.

Gdy woda przesącza się z powierzchni w dół do warstw wodonośnych w wodach gruntowych, następuje filtracja o znacznie bardziej wyrafinowanym typie, a jeśli warstwy gleby są wystarczająco głębokie i drobne, usuwanie zawieszonego materiału jest zasadniczo zakończone do czasu, gdy woda dostanie się do warstwy wodonośnej. Wiele strumieni swobodnie się wymienia z aluwialnymi warstwami wodonośnymi znajdującymi się pod nimi, więc przefiltrowana woda może ponownie wejść do strumienia w pewnym punkcie poniżej.

(iv) Przesyłanie gazu:

Przenoszenie gazów do i z wody jest ważną częścią naturalnego procesu oczyszczania. Uzupełnianie tlenu utraconego w wyniku degradacji bakteryjnej odpadów organicznych następuje poprzez przeniesienie tlenu z powietrza do wody. Odwrotnie, gazy wydzielające się w wodzie w procesach chemicznych i biologicznych mogą być przenoszone z wody do atmosfery.