I. INTRODUCERE

Măsurarea conductivităţii apei este reglementată de STAS 7722-84, precum şi de ISO 7888-1983. Conductivitatea electrică depinde de concentraţia în ioni, de natura ionilor, de

temperatură şi de viscozitatea soluţiei. Apa pură are, la 25º C, o conductivitate k25=5,483 μm/m. Apa din natură conţine în soluţie, funcţie de sursă, diferite substanţe dizolvate. Conductivitatea, în cazul soluţiilor apoase, este puternic influenţată de concentraţia substanţelor, fiind folosită astfel ca indicator al gradului de mineralizare a apei. Datorită variaţiei importante a conductivităţii cu temperatura, pentru a decide asupra calităţii apei, toate rezultatele trebuie aduse la aceeaşi temperatură de referinţă.

Pentru determinarea conductivităţii echipamentul este format în principiu dintr-un montaj de tipul unei punţi echilibrate sau neechilibrate, o celulă de măsurare şi un traductor de temperatură. Ansamblul se etalonează direct în unităţi de rezistenţă sau de conductivitate la temperatura de referinţă. Celula de măsurare este compusă dintr-un cilindru deschis, conţinând electrozi de platină lucioşi şi platinaţi.

Pentru determinarea conductivităţii există două procedee: primul pe baza măsurării directe a conductanţei G şi pe baza folosirii constantei celulei de măsurare şi al doilea pe baza etalonării lanţului direct în unităţi de conductanţă cu soluţii etalon. În primul procedeu, cunoscând constanta celulei de măsurare K [m-1] sau[cm-1 ], şi măsurând conductanţei G cu

ajutorul punţii, din relaţia k GK se obţine conductivitatea k. În procedeul bazat pe etalonarea lanţului de măsurare este necesar să dispunem de un set de soluţii etalon cu conductivităţi k cunoscute şi de posibilitatea unor reglaje de zero şi de pantă la punte la afişaj. Prin aceste reglaje, pe baza valorilor soluţiilor etalon, aparatul este pus să afişeze direct valori ale conductivităţii.

1

II. CARACTERISTICILE APELOR UZATE

2.1 CARACTERISTICI FIZICE

Turbiditatea apelor uzate şi a emisarilor indică numai în linii mari conţinutul de materii în suspensie ale acestora, deoarece nu există un raport bine definit între turbiditate şi conţinutul în suspensii. Turbiditatea se măsoară în grade pe scara silicei şi se determină, în principal, pentru apa emisarilor şi numai uneori, pentru apele uzate. Apele uzate orăşeneşti au, în general, o turbiditate cuprinsă între 400 - 500 grade în scara silicei.

Culoarea apelor uzate proaspete este cenuşiu deschis; prin fermentarea materiilor organice din apă, culoarea apelor uzate devine mai închisă. Pătrunderea în reteaua de canalizare a unor ape industriale puternic uzate colorate, conduce la schimbarea totală a culorii apelor uzate.

Mirosul apelor uzate proaspete este aproape inexistent. Apele în curs de fermentare au miros, mai mult sau mai puţin pronunţat, de ouă clocite, în funcţie de stadiul de fermentare în care se găsesc. Cantităţi importante de ape uzate industriale pot produce mirosuri neplăcute.

Temperatura apelor uzate orăşeneşti este, de obicei, cu 2 - 3 °C mai ridicată decât cea a apelor de alimentare. Unele ape uzate industriale, precum şi apele subterane, pot influenţa, într-un sens sau altul, temperatura apelor uzate, care constituie un factor hotărâtor în epuarea apelor uzate. Coagularea substanţelor în suspensie, procesele biologice, etc. Sunt influenţate în mod deosebit de temperatură.

2.2 CARACTERISTICI CHIMICE

Oxigenul dizolvat (O2 ) se găseşte în cantităţi mici în apele uzate, dar numai când sunt proaspete şi după epurarea biologică, în funcţie de gradul de poluare, apele de suprafaţă conţin cantităţi mai mari sau mai mici de oxigen.

Deficitul de oxigen este cantitatea de oxigen care lipseşte unei ape care atinge valoarea de saturare.

Pentru a putea stabili gradul de impurificare al unei ape de suprafaţă, are o mare importanţă cunoaşterea conţinutului de oxigen al acesteia.

Consumul biochimic de oxigen (CBO) al apelor uzate reprezintă cantitatea de oxigen consumată pentru descompunerea biochimică în condiţii aerobe, a materiilor solide organice totale, la temperatura standard – 200C , respectiv 5 zile; în acest caz, valoarea respectivă se notează CBO5 - consumul biochimic de oxigen la 5 zile.

2

Consumul biochimic de oxigen reprezintă gradul de impurificare al apelor uzate sau de suprafaţă; cu cât valoarea acestuia este mai mare, cu atât apa este mai murdară.

Nitraţii reprezintă cea mai stabilă formă a materiilor organice azotoase şi, în general, prezenţa lor indică o apă stabilă din punct de vedere al transformării. În apa uzată proaspătă, nitriţii şi nitraţii sunt în concentraţii mai mici (sub 1/1 mil.).

Sulfurile sunt rezultatul descompunerii substanţelor organice sau anorganice şi provin, de cele mai multe ori, din apele uzate industriale.

Clorurile pot proveni din diferite surse (de exemplu urină); de aceea, cantităţi de 8 – 15 g clorură de sodiu, cât elimină un om pe zi, nu pot constitui indici de impurificare.

Acizii volatili indică progresul fermentării anaerobe a substanţelor organice. Din aceşti acizi, prin fermentare, iau naştere bioxidul de carbon şi metanul. În cazul unei bune fermentări, pentru apele uzate menajere, acizii volatili, exprimaţi în acid acetic, trebuie să fie în jur de 500 mgf/dm3 (peste 300 mgf/dm3 şi sub 2.000 mgf/dm3).

Gazele cel mai des întâlnite la epurarea apelor sunt hidrogenul sulfurat, bioxiduln de carbon şi metanul. Hidrogenul sulfurat indică o apă uzată ţinută un timp mai îndelungat în condiţii anaerobe. Metanul şi bioxidul de carbon sunt indicatori ai fermentării anaerobe. În amestec cu aerul, în proporţie de 1:5 – 1:15, metanul este exploziv.

Concentraţia de ioni de hidrogen (pH) este un indicator al mersului epurării; de el depinde activitatea microorganismelor, precipitările chimice etc. Valoarea pH-ului trebuie să fie în jur de 7.

2.3 CARACTERI STICI BIOLOGICE

În majoritatea cazurilor, diferitele organisme care se întâlnesc în apele uzate au dimensiuni foarte mici. Cele mai mici sunt virusurile şi phagii, urmate de bacterii. Organismele mai mari sunt reprezentate de ciuperci, alge, protozoare, rotiferi, larve de insecte, viermi, melci etc.

În scopul determinării concentraţiei diferitelor tipuri de bacterii din apă, pentru a se putea aprecia gradul de impurificare a apei şi pericolul de infectare, anlizele bacteriologice se fac de obicei în paralel cu cele chimice.

Absenţa bacteriilor dintr-o apă poate fi un indiciu clar al prezenţei unor substanţe toxice.

Totalitatea organismelor din apă constituie aşa-numitul plancton, iar cele de pe patul râului, bentosul.

3

2.4 GRADUL DE EPURARE

Prin grad de epurare se intelege procentul de reducere ca urmare a procentului de epurare a unei parti dintr-o anumita subst continuta in apa uzata, a I partea care a ramas din aceasta substanta dupa amestecare sa ramana sub valorile indicate de STAS 4706/88

Relatia de calcul al gradului de epurare: E= M-m/M [%],

unde:

-M- concentratia initiala a substantei pentru care se determina gradul de epurare

-m- concentratia aceleasi substante dupa epurare

Substantele sau caracteristicile apelor uzate si ale emisarului care se iau in considerare la stabilirea gradului de epurare sunt: suspensiile, CBO5, O2, pH, substante toxice.

Relatia de calcul a gradului de epurare din punct de vedere al substantelor toxice:

Cuz=dlim*(a*Q+q/q)+b sau Cuz=d`*dlim+b

unde:

Cuz-concentratia maxima de substante toxice admisa a fi evacuate in emisar

a-coeficient de amestec

dlim-limita maxima admisa pentru substanta toxica in apa emisarului inainte de evacuarea apelor uzate

b- concentratia de substanta toxica in apa emisarului inainte de evacuarea apelor uzate

d`- gradul de dilutie

Q,q-debitele emisarului, apelor uzate

Autoepurarea

Apele uzate epurate intr-o masura mai mare sau mai mica evacuate in cursurile de apa, sunt supuse in continuare unor procese de transformare fizico- chimice si biologice

Dilutia, amestecul si mineralizarea, contribuie in cea mai mare masura la transformarile care se produc in apa emisarului si care au ca rezultat final autoepurarea apei

Aceste transformari depind de gr de poluare al apei, de temp, timpul de curgere al apei pana la pct de folosinta, de hidrografia bazinului, etc. Autoepurarea are loc in mod natural fara interventia omului si fara cheltuieli suplimentare.

4

III. VERIFICAREA CALITATII APEI PRIN MASURATORI DE CONDUCTIVITATE

3.1 CALITATEA APEI

Calitatea apei se poate defini ca un ansamblu conventional de caracteristici fizice, chimice, biologice si bacteriologice, exprimate valoric, care permit incadrarea probei intr-o anumita categorie , ea capatand astfel insusirea de a servi unui anumit scop . Pentru stabilirea calitatii apei, din multitudinea caracteristicilor fizice, chimice si biologice care pot fi stabilite prin analize de laborator se utilizeaza practic un numar limitat, considerate mai semnificative .

Sistemul mondial de supraveghere a mediului inconjurator prevede urmarirea calitatii apelor prin trei categorii de parametri :

- parametri de baza : temperatura, pH, conductivitate, oxigen dizolvat, colibacili ;

- parametri indicatori ai poluarii persistente : cadmiu, mercur, compusi organo - halogenati si uleiuri minerale ;

- parametri optionali : carbon organic total ( COT ), consum biochimic de oxigen ( CBO) detergenti anionici, metale grele, arsen, bor, sodiu, cianuri , uleiuri totale, streptococi .

Pentru precizarea caracteristicilor de calitate a apei se utilizeaza urmatoarea terminologie :

- criterii de calitate a apei - totalitatea indicatorilor de calitate a apei care se utilizeaza pentru aprecierea acesteia in raport cu masura in care satisface un anumit domeniu de folosinta sau pe baza carora se poate elabora o decizie asupra gradului in care calitatea apei corespunde cu necesitatile de protectie a mediului inconjurator ;

- indicatori de calitate ai apei - reprezentati de caracteristici nominalizate pentru o determinare precisa a calitatii apelor ;

- parametri de calitate ai apei – sunt valori si exprimari numerice ale indicatorilor de calitate a unei ape ;

- valori standardizate ale calitatii apei - reprezinta valori ale indicatorilor de calitate a apelor care limiteaza un domeniu conventional de valori acceptabile pentru o anumita folosinta a apei .

5

3.2 CONDUCTIVITATEA APEI

Conductivitatea este proprietatea soluţiilor de a permite curentului electric să treacă prin ele.

Conductivitatea se modifică atunci când ionii diferitelor substanţe(săruri,acizi,baze) intră în contact cu apa.Folosindu-ne de această proprietate putem determina calitatea apei.

Conductivitatea unei solutii, C, se află folosind formula:

C = G *k

unde G este conductanta solutiei,

G = 1/R, [G] = S (Siemens) = 1/Ω

si k este o constanta, care, pentru senzorul Vernier are valoarea 1.0 cm-1.

Conductivitatea este unul dintre indicatorii cei mai utilizati în aprecierea gradului de mineralizare a apelor cel putin din urmãtoarele considerente:

- mãsurãtorile de conductivitate (rezistivitate) a apei permit determinarea continutului total de sãruri dizolvate în apã ;

- au avantajul diferentierii dintre sãruri anorganice si organice (ponderal) pe baza mobilitãtilor ionice specifice;

- eliminã erorile datorate transformãrii speciilor de carbonati/bicarbonati prin evaporare la 105 ˚C (conform metodologiei de determinare gravitationalã a reziduului fix, în cazul bicarbonatilor pierderile sunt de circa 30%).

3.3 DETERMINAREA CONDUCTIVITATII

Metoda de analiza conductometrica este utilizata in special pentru determinarea punctului de echivalenta in reactiile de neutralizare si precipitare care sunt insotite de variatii ale concentratiei ionilor cu mobilitati diferite.

Marimea fizica care sta la baza metodei este conductanta:

G= (Ω)

6

R

l

1

C

1000

O solutie de electrolit prezinta o anumita rezistenta electrica atunci cand este strabatut de un current I generat de o diferenta de potential U.aceasta rezistenta poate fi scrisa sub forma :

R= (Ω)

ρ-rezistivitatea (Ωcm);

l-distanta dintre electrozii cufundati in solutie (cm);

S-sectiunea electrozilor (cm2).

Raportul: K= se numeste constanta celulei.

Conductanta se mai exprima prin relatia:

G= =

χ-conductivitatea (conductanta specifica)

χ= [χ]S.I=μScm-1

χ: -distilate 1μScm-1

-demineralizate 0,1….1μScm-1

-distilate 5……10μScm-1

-potabile 100…..200μScm-1

-dure 200…..1500μScm-1

Conductivitatea echivalenta Λ reprezinta raportarea conductivitatii la concentratia solutiei de electrolit:

Λ= (Ω-1cm-1 echiv/l)

Conductivitatea echivalenta limita reprezinta conductivitatea echivalenta a unei substante la diluatie infinita:

Λ0=K0(μ++μ -)

7

S

l

S

l

R

l

K

μ+-mobilitatea cationului

μ - -mobilitatea anionului

In tabelul de mai jos sunt reprezentate conductantele echivalente ale unor saruri la 250C si diferite concentratii:

C echiv g/l 0 0,001 0,01 0,1

NaCl 126,45 123,74 118,51 106,74

HCl 426,16 421,36 412,00 391,32

KCl 149,86 146,95 141,27 128,96

NH4Cl 149,7 - - -

BaCl2 139,8 134,34 123,94 105,19

NaOH 247,8 244,7 238,0 -

AgNO3 133,36 130,51 124,76 109,14

In tab. 2 sunt reprezentate conductantele ionice limita ale unor ioni in apa:

H+ 349,8 OH- 197,6

Na+ 50,11 Cl- 76,34

K+ 73,52 Br- 78,3

NH4+ 73,4 I- 76,8

Ag+ 61,92 NO3- 71,44

8

Cationi Anioni

IV. CONCLUZII

Procesele de epurare a apelor uzate industriale, sunt, în general, aceleaşi ca pentru apele uzate orăşeneşti, adică, în principal, procese mecanice şi biologice - aerobe sau anaerobe. Acestea, pentru apele uzate industriale sunt completate, de cele mai multe ori, de procese fizico-chimice de o complexitate deosebită, ca de exemplu: extracţie lichid-lichid, schimb ionic, electrodializă etc.

Pentru proiectarea staţiilor de epurare industriale, cunoaşterea caracteristicilor apelor uzate reprezintă factorul hotărâtor, ca şi în cazul staţiilor de epurare orăşeneşti. Printre principalele substanţe nocive ale apelor uzate industriale sunt substanţe organice (exprimate prin CBO5), substanţele în suspensie, substanţele toxice, metalele grele etc.

Câteodată, la dimensionarea staţiilor de epurare industrială se pot utiliza parametrii valabili pentru apele uzate orăşeneşti, dar ţinând cont de aportul de impurităţi industriale, aport care în majoritatea cazurilor se referă la consumul biochimic de oxigen sau la suspensii. În acest sens, este necesar ca aportul de impurităţi industriale să fie exprimat printr-un aşa numit coeficient "locuitori echivalenţi". Deci, dacă volumul masei filtrante a unui filtru biologic în

cazul apelor uzate orăşeneşti se stabileşte pentru o normă de 20 locuitori pentru 1 m3 de masă filtrantă, pentru apele uzate industriale se va adopta aceeaşi normă.

9

V. BIBLIOGRAFIE

1. www.scrigroup.com Modalitati-de-definire-a-calitaii-apei

2. www.pronettransilvania.ro

3. www.foron.aaz.ro

4. www.slideshare.net

5. www.webgarden.ro

6. www.labshop.ro

7. http://www.ecomagazin.ro/info/ape-reziduale/

8. http://www.aquamundus.ro/epurare.php

10

9. http://ro.wikipedia.org

11

CUPRINS

I. INTRODUCERE..........................................................................................................................1

II. CARACTERISTICILE APELOR UZATE................................................................................2

2.1 CARACTERISTICI FIZICE.................................................................................................2

2.2 CARACTERISTICI CHIMICE.............................................................................................2

2.3 CARACTERI STICI BIOLOGICE....................................................................................3

2.4 GRADUL DE EPURARE.....................................................................................................3

III. VERIFICAREA CALITATII APEI PRIN MASURATORI DE CONDUCTIVITATE..........5

3.1 CALITATEA APEI...............................................................................................................5

3.2 CONDUCTIVITATEA APEI...............................................................................................5

3.3 DETERMINAREA CONDUCTIVITATII...........................................................................6

IV. CONCLUZII..............................................................................................................................9

V. BIBLIOGRAFIE.......................................................................................................................10