Odpady są to uboczne produkty działalności człowieka, nieprzydatne w miejscu i czasie, w którym powstały, szkodliwe lub uciążliwe dla środowiska przyrodniczego.
Przyjmując za kryterium podziału miejsce powstawania rozróżnia się 2 grupy odpadów:
odpady komunalne – powstające na terenach zamieszkanych i związane z bytowaniem ludzi,
odpady domowe,
odpady uliczne zbierane w koszach,
zmiotki uliczne,
odpady z obiektów użyteczności publicznej: służby zdrowia, handlu
zgarniany z ulic śnieg.
odpady przemysłowe -związane z działalnością gospodarczą.
produkty uboczne, tzw. odpady poprodukcyjne,
odpady powstające w gospodarce magazynowej,
odpady powstające w wyniku oczyszczania ścieków i emitowanych do atmosfery gazów,
odpady z przemysłu wydobywczego oraz ferm hodowlanych (jeżeli nie są wykorzystywane rolniczo).
Z punktu widzenia ochrony środowiska bardzo ważnym kryterium podziału odpadów jest ich szkodliwość dla środowiska przyrodniczego. Według tej klasyfikacji odpady dzieli się na 3 klasy szkodliwości: niebezpieczne,
szkodliwe
uciążliwe
Do odpadów niebezpiecznych (objętych listą ministra ochrony środowiska, zasobów naturalnych i leśnictwa) zalicza się te, które wprowadzone do środowiska nawet w małych ilościach natychmiast powodują jego trwałą degradację; zawierają najczęściej składniki toksyczne, radioaktywne, palne, wybuchowe lub biologicznie czynne.
Odpady szkodliwe to te, które wprowadzone do środowiska dopiero w większych ilościach i w wyniku długotrwałego oddziaływania powodują jego degradację.
Odpady uciążliwe nie zawierają substancji powodujących procesy degradacji, jednak niekorzystnie wpływają na walory estetyczne środowiska, np. zniekształcają krajobraz.
Odpady komunalne mają zróżnicowany skład, głównymi ich składnikami są odpadowe produkty spożywcze (ok. 40%), papier i tektura (ok. 20%), szkło, tworzywa sztuczne, metale i in.; na obszarach, na których budynki są ogrzewane paliwami stałymi w odpadach znajdują się znaczne ilości popiołu. Z badań statystystycznych wynika, że jeden mieszkaniec miasta wytwarza rocznie ok. 1,2 m3 (ok. 200 kg) odpadów. Odpady komunalne zawierają liczne drobnoustroje chorobotwórcze i stanowią w związku z tym zagrożenie epidemiologiczne. Wobec bardzo zróżnicowanego składu, zmieniającego się wraz z porami roku, określenie ich jakości i ilości wymaga prowadzenia badań fizykochemicznych w okresie pełnego roku.
Sposoby unieszkodliwiania odpadów (całkowitego lub częściowego eliminowania szkodliwego oddziaływania odpadów na środowisko przyrodnicze przez ich utylizację lub izolację od środowiska):
1) selektywne gromadzenie w miejscu powstania z rozdzieleniem na te składniki, które mogą być zagospodarowane jako surowce wtórne, oraz pozostałe, wymagające izolacji;
2) składowanie na wysypiskach specjalnie zbudowanych i odpowiednio zlokalizowanych (z dala od ujęć wody pitnej, w podłożu o małej przepuszczalności itp.), zabezpieczających środowisko przed rozprzestrzenianiem się odpadów i produktów ich rozkładu (podłoże wysypisk zabezpieczają specjalnej konstrukcji ekrany i system przewodów zbierających odcieki powstające w wyniku fermentacji, gazy są wychwytywane i oczyszczane, powierzchnia wysypisk przykryta substancjami mineralnymi, np. piaskiem);
3) kompostowanie, polegające na biochemicznym przetwarzaniu odpadów w kompost; kompost z odpadów komunalnych, a także niektórych organicznych odpadów przemysłowych stanowi nawóz nadający się na gleby urodzajne oraz do rekultywacji terenów zdegradowanych; część odpadów nie nadająca się do nawożenia jest usuwana na wysypiska;
4) spalanie – najbardziej radykalna metoda unieszkodliwiania odpadów – jest zalecane zwłaszcza dla odpadów stanowiących zagrożenie epidemiologiczne (np. odpady ze szpitali); gazowe produkty spalania zawierające szkodliwe dla środowiska składniki (pyły, gazy: dwutlenek siarki, chlorowodór, tlenki azotu, oraz substancje trujące i rakotwórcze) muszą być przed odprowadzeniem do atmosfery oczyszczone; pozostałości po spaleniu – popiół i żużel – są składowane na wysypiskach (stanowią zaledwie 10-15% objętości odpadów i są znacznie mniej od nich szkodliwe);
5) zintegrowane systemy unieszkodliwiania odpadów polegające na łączeniu kilku metod, np. w dużych miastach stosuje się: segregację w celu odzyskania surowców wtórnych oraz ich zagospodarowanie (m.in. makulatura, szkło, metale, tworzywa sztuczne); pozostałe odpady poddaje się kompostowaniu; odpady, które nie uległy biochemicznemu rozkładowi poddaje się spalaniu i dopiero pozostałości po spaleniu składuje się; stosowanie zintegrowanych systemów pozwala na maksymalne zagospodarowanie odpadów i minimalizację ich szkodliwego wpływu.
Innym rodzajem odpadów są ścieki czyli wody odpadowe, zawierające zanieczyszczenia pochodzące z działalności życiowej i produkcyjnej człowieka, oraz wody opadowe (deszczowe, z topniejącego śniegu) i inne spływy do kanalizacji z terenów zagospodarowanych. W zależności od pochodzenia rozróżnia się ścieki bytowo-gospodarcze, przemysłowe, opadowe (burzowe) oraz wody dołowe (kopalniane, powstające w wyniku odwadniania kopalń). Zanieczyszczeniami ścieków są substancje nieorganiczne (mineralne) i organiczne, rozpuszczone oraz w formie koloidów, zawiesin i emulsji. Do związków organicznych obecnych w ściekach bytowo-gospodarczych należą głównie białka, aminokwasy, fosfolipidy, sacharydy, tłuszcze i oleje, do związków mineralnych zaś sole amonowe, fosforany i chlorki; obecne są w nich także wirusy i bakterie chorobotwórcze. Skład ścieków przemysłowych jest różny, zależny od rodzaju produkcji zakładu. Wody dołowe zawierają duże ilości rozpuszczonych soli (chlorki i siarczany sodu, wapnia i magnezu). Szczególnie niebezpiecznymi składnikami ścieków są m.in. pestycydy, związki powierzchniowo czynne, węglowodory ropopochodne, fenole, chlorowe pochodne bifenylu, sole metali ciężkich. W celu zminimalizowania szkodliwego oddziaływania zanieczyszczeń zawartych w ściekach na odbiornik, tj. wody powierzchniowe lub grunty poddaje się je oczyszczaniu.
Osiągnięcie maksymalnego stopnia oczyszczania ścieków jest możliwe przez zastosowanie następujących po sobie (lub przebiegających jednocześnie) procesów fizycznych, chemicznych i biologicznych. Zespół urządzeń i obiektów służących oczyszczaniu ścieków nosi nazwę oczyszczalni ścieków.
W pierwszym stopniu (etapie) oczyszczania ścieków, zw. też oczyszczaniem mechanicznym, usuwa się zanieczyszczenia nierozpuszczalne: większe ciała pływające (za pomocą krat i sit), ciężkie zawiesiny ziarniste (w piaskownikach), tłuszcze i oleje (w odtłuszczaczach), drobne zawiesiny (w osadnikach). Zespół urządzeń tego etapu nosi nazwę oczyszczalni mechanicznej.
W drugim stopniu oczyszczania ścieków miejskich oraz ścieków przemysłowych, których główne zanieczyszczenia to związki organiczne, zachodzi biochemiczny rozkład tych związków – oczyszczanie biologiczne. Proces przebiega pod wpływem działania mikroorganizmów osadu czynnego w komorach napowietrzania lub rowach cyrkulacyjnych. Osad czynny stanowi zespół mikroorganizmów (biocenoza), złożony z bakterii, grzybów mikroskopowych, pierwotniaków i wrotków. Mikroflora osadu (bakterie i grzyby) rozkłada związki organiczne występujące w ściekach na substancje proste, m.in.: dwutlenek węgla, wodę i amoniak, który zostaje utleniony do azotanów (nitryfikacja); mikrofauna zaś, odżywiając się bakteriami i grzybami, reguluje ich ilość w biocenozie.
Trzeci stopień oczyszczania ścieków polega na usuwaniu z nich substancji nieorganicznych (mineralnych), gł. fosforanów i azotanów, wytworzonych w drugim stopniu oczyszczania ścieków (w przypadku gdy w drugim stopniu nie zachodzi pełne utlenienie amoniaku do azotanów, prowadzi się także nitryfikację). Azotany są usuwane ze ścieków w beztlenowych reaktorach z biocenozą zawierającą bakterie denitryfikacyjne, które przetwarzają azotany w azot cząsteczkowy. Do usuwania ze ścieków azotanów i fosforanów stosuje się też stawy glonowe – płytkie zbiorniki wodne, w których eliminacja biogenów ze ścieków zachodzi w wyniku asymilacji przez glony i rośliny naczyniowe, a także w procesie denitryfikacji przez bakterie mułu dennego; jony fosforanowe są usuwane także metodami chemicznymi przez działanie solami metali, które tworzą trudno rozpuszczalne osady fosforanów.
Końcowym etapem oczyszczania ścieków bywa czasami dezynfekcja (np. oczyszczanie ścieków ze szpitali, zrzutów przed ujęciami wody). Niekiedy oczyszczanie ścieków prowadzi się dalej, aż do stanu umożliwiającego ich wtórne wykorzystanie jako wody przemysłowe – jest to tzw. czwarty stopień oczyszczania lub odnowa wody. Wykorzystuje się w nim procesy fizykochemiczne, m.in.: koagulację, filtrację, adsorpcję, odwróconą osmozę.
Osady powstające w procesach oczyszczania ścieków poddaje się dalszej przeróbce w celu ich odwodnienia, eliminacji organizmów chorobotwórczych oraz stabilizacji (zapobieganie gniciu). Pierwszym etapem przeróbki osadów jest ich zagęszczanie (odwadnianie) przez sedymentację lub flotację; następnym stabilizacja w warunkach tlenowych – napowietrzanie, lub beztlenowych – fermentacja metanowa. Fermentację metanową prowadzi się w wydzielonych komorach fermentacyjnych (proces trwa 20-28 dni, optymalnie przebiega w temperaturze 35,5°C); ubocznym i wykorzystywanym produktem jest biogaz. Po stabilizacji osad poddaje się mechanicznemu odwadnianiu na prasach lub wirówkach albo suszy się na poletkach osadowych i wykorzystuje jako nawóz.
Ścieki przemysłowe zawierające gł. zanieczyszczenia nieorganiczne są poddawane innym procesom oczyszczania; stosuje się najczęściej: sedymentację, koagulację, strącanie metodą chemiczną, filtrację, neutralizację i inne procesy fizykochemiczne. Odsalanie wód kopalnianych przeprowadza się gł. metodą odwróconej osmozy.
Ze względu na rodzaj i ilość oczyszczanych ścieków rozróżnia się oczyszczalnie: miejskie, grupowe, osiedlowe, domowe oraz przemysłowe.
