Zelfreiniging van natuurlijke watersystemen

Enkele van de belangrijkste fysische processen in zelfreiniging van natuurlijke watersystemen zijn als volgt: (i) Verdunning (ii) Sedimentatie en Re-suspensie (iii) Filtratie (iv) Gasoverdracht.

De belangrijkste fysische processen die betrokken zijn bij zelfreiniging van waterlopen zijn verdunning, sedimentatie en hersuspensie, filtratie, gastransport en warmteoverdracht.

Deze processen zijn niet alleen belangrijk, maar zijn ook van belang in hun relatie tot bepaalde chemische en biochemische zelfreinigingsprocessen.

(i) Verdunning:

In het begin van de twintigste eeuw waren afvalverwijderingspraktijken gebaseerd op het uitgangspunt dat "de oplossing voor vervuiling verdunning is". Verdunning werd beschouwd als de meest economische manier om afvalwater te verwijderen. In deze methode worden relatief kleine hoeveelheden afval geloosd in grote waterlagen. '

Hoewel verdunning een krachtig hulpmiddel is voor zelfreinigend mechanisme van oppervlaktewater, hangt het succes daarvan af van het lozen van relatief kleine hoeveelheden afval in grote watermassa's. Door de groei van de bevolking en de industriële activiteit, met een toename van de vraag naar water en afvalwater, wordt het gebruik van veel stromen voor de verdunning van onbewerkt of slecht behandeld afvalwater uitgesloten.

(ii) sedimentatie en opnieuw suspenderen:

Bronnen van gesuspendeerde vaste stoffen, een van de meest voorkomende waterverontreinigende stoffen, zijn onder meer huishoudelijk en industrieel afvalwater en afvoer van agrarische of stedelijke activiteiten. Deze vaste stoffen kunnen anorganische of organische materialen en / of levende organismen zijn en ze kunnen in grootte variëren van grote organische deeltjes tot kleine, bijna onzichtbare, colloïden.

In suspensie verhogen vaste stoffen de troebelheid en de verminderde lichtpenetratie kan de fotosynthetische activiteit van planten beperken, het zicht van waterdieren belemmeren, het voeden van waterdieren die voedsel door filtratie verkrijgen verstoren en schurend zijn voor ademhalingsstructuren zoals kieuwen.

Bezinking of sedimentatie, is de methode van de natuur om gesuspendeerde deeltjes uit een waterloop te verwijderen, en de meeste grote vaste stoffen zullen gemakkelijk in rustig water bezinken. Deeltjes in het colloïdale groottetraject kunnen lange tijd in suspensie blijven, hoewel uiteindelijk ook de meeste van deze zullen bezinken.

Re-suspensie van vaste stoffen is gebruikelijk in tijden van overstroming of zware afvoer. In dergelijke gevallen kan verhoogde turbulentie vaste stoffen die eerder langs normaal rustende gebieden van een stroom zijn afgezet opnieuw suspenderen en deze stroomafwaarts over aanzienlijke afstanden dragen. Uiteindelijk zullen ze zich weer gaan vestigen, maar niet voordat hun aanwezigheid de troebelheid heeft vergroot van de wateren waarin ze zijn geïntroduceerd.

(iii) Filtratie:

Terwijl grote stukjes puin langs een stroombed spoelen, verblijven ze vaak op riet of stenen waar ze gevangen blijven totdat ze door hoogwater weer in de hoofdstroom worden gewassen. Kleine stukjes organisch materiaal of anorganische kleien en andere sedimenten kunnen worden uitgefilterd door kiezels of stenen langs het stroombed.

Naarmate water van het oppervlak naar beneden in grondwaterhoudende watervoerende lagen sijpelt, vindt filtratie van een veel geavanceerder type plaats en als de grondlagen diep en fijn genoeg zijn, is verwijdering van gesuspendeerd materiaal in wezen voltooid tegen de tijd dat water de watervoerende laag ingaat. Veel stromen kunnen vrij worden uitgewisseld met de alluviale watervoerende lagen eronder, zodat het gefilterde water op een bepaald punt stroomafwaarts opnieuw in de stroom kan komen.

(iv) Gasoverdracht:

De overdracht van gassen in en uit het water is een belangrijk onderdeel van het natuurlijke zuiveringsproces. Het aanvullen van zuurstof verloren door bacteriële afbraak van organisch afval wordt bereikt door de overdracht van zuurstof uit de lucht in het water. Omgekeerd kunnen gassen die door chemische en biologische processen in het water worden ontwikkeld, van het water naar de atmosfeer worden overgebracht.