Natūralių vandens sistemų savarankiškas valymas

Kai kurie pagrindiniai natūralių vandens sistemų savarankiško valymo procesai yra tokie: i) Skiedimas (ii) sedimentacija ir pakartotinė suspensija (iii) Filtravimas (iv) Dujų perdavimas.

Pagrindiniai fiziniai procesai, susiję su vandens telkinių valymu, yra skiedimas, sedimentacija ir pakartotinė suspensija, filtravimas, dujų perdavimas ir šilumos perdavimas.

Šie procesai yra ne tik svarbūs, bet ir svarbūs jų ryšiui su tam tikrais cheminiais ir biocheminiais savireguliavimo procesais.

i) Skiedimas:

XX a. Pradžioje nuotekų šalinimo praktika buvo pagrįsta prielaida, kad „taršos sprendimas yra skiedimas“. Skiedimas buvo laikomas ekonomiškiausia nuotekų šalinimo priemone. Šiuo metodu santykinai nedideli atliekų kiekiai išleidžiami į didelius vandens telkinius.

Nors praskiedimas yra galingas papildomas paviršinio vandens savaiminio valymo mechanizmas, jo sėkmė priklauso nuo santykinai mažų atliekų kiekių išleidimo į didelius vandens telkinius. Gyventojų ir pramoninės veiklos augimas, didėjant vandens poreikiui ir nuotekų kiekiui, neleidžia daugeliui srautų naudoti žaliavų ar blogai apdorotų nuotekų praskiedimui.

ii) sedimentacija ir pakartotinė suspensija:

Viena iš labiausiai paplitusių vandens teršalų yra suspenduotų kietųjų dalelių šaltiniai: buitinės ir pramoninės nuotekos ir žemės ūkio ar miesto veiklos nuotėkis. Šios kietosios medžiagos gali būti neorganinės arba organinės medžiagos ir (arba) gyvi organizmai, ir jie gali skirtis nuo didelių organinių dalelių iki mažų, beveik nematomų koloidų.

Suspensijoje kietosios medžiagos padidina drumstumą, o sumažėjęs šviesos skverbtis gali apriboti augalų fotosintezės aktyvumą, slopinti vandens gyvūnų regėjimą, trukdyti maitinti gyvūnus, kurie gauna maisto filtravimą, ir būti abrazyviniais kvėpavimo organais, pvz.

Nusileidimas arba nusėdimas - tai gamtos metodas pašalinti suspenduotas daleles iš vandens telkinio, o dauguma didelių kietųjų medžiagų lengvai nusėda ramioje vandenyje. Koloidinio dydžio diapazone esančios dalelės gali išlikti suspensijos ilgą laiką, nors galiausiai dauguma jų taip pat išsiskirs.

Kietų medžiagų suspensija dažnai būna užtvindymo ar didelio nuotėkio metu. Tokiais atvejais padidėjusi turbulencija gali resuspenduoti kietąsias medžiagas, kurios anksčiau buvo nusodintos palei normalias srovės vietas, ir jas laikyti dideliais atstumais pasroviui. Galų gale jie vėl įsikurs, bet ne anksčiau, nei jų buvimas padidino vandenų, į kuriuos jie buvo įvesti, drumstumą.

iii) Filtravimas:

Kadangi didelės nuolaužos išplaunamos palei upelio sluoksnį, jos dažnai patenka į nendrės ar akmenis, kur jos lieka sugautos, kol aukšti vandenys vėl nuplauna juos į pagrindinę sritį. Mažos organinės medžiagos arba neorganinių molių ir kitų nuosėdų bitai gali būti filtruojami akmenimis arba uolomis palei upelio sluoksnį.

Kadangi vanduo iš žemės paviršiaus nusidriekia į gruntinio vandens vandeninguosius sluoksnius, vyksta daug sudėtingesnio tipo filtravimas, o jei dirvožemio sluoksniai yra pakankamai gilūs ir pakankamai smulkūs, suspenduotos medžiagos pašalinimas iš esmės yra užbaigtas, kai vanduo patenka į vandeningąjį sluoksnį. Daugelis srautų laisvai keičiasi su jais esančiais aliuviniais vandeningais sluoksniais, todėl filtruotas vanduo tam tikru momentu gali patekti į srautą.

iv) Dujų perdavimas:

Dujų perdavimas į vandenį ir iš jo yra svarbi natūralaus valymo proceso dalis. Deguonies papildymas organinių atliekų bakteriniu skaidymu yra pasiekiamas pernešant deguonį iš oro į vandenį. Atvirkščiai, cheminės ir biologinės procesų metu vandenyje išsiskiriančios dujos gali būti perkeltos iš vandens į atmosferą.