epurarea biologica a apelor uzate

32
ARGUMENT Apa constituie „inima biosferei”, deoarece ea se găseşte întotdeauna acolo unde există viaţă şi reprezintă substanţa cea mai răspândită pe Terra. Ea constituie o „minune” a planetei noastre. Apa poate exista fără viaţă, dar viaţa fără apă este imposibilă. Alături de aer, nu poate lipsi din hrana omului şi nu poate fi înlocuită cu nimic. Apa este considerată „sângele Terrei” pentru că se găseşte întotdeauna acolo unde este viaţă. Este cea mai răspândită substanţă compusă şi reprezintă trei sferturi din suprafaţa Terrei. Este o resursă naturală esenţială, cu rol multiplu în viaţa economică. În natură, apa se găseşte într-un circuit continuu. Datorită circuitului său rapid, apa poate fi reînoită. În atmosferă apa ajunge până la 10 – 15 Km altitudine, iar în straturile subterane, până la adâncimi de 50 Km. În organismul uman tânăr, apa constituie circa 80% din masa corporală iar la adult, circa 60%. Pentru plante este unul dintre principalii factori de vegetaţie. Este componenta principală a organismului 1

Upload: andrei-georgiana

Post on 28-Jun-2015

1.975 views

Category:

Documents


12 download

TRANSCRIPT

Page 1: epurarea biologica a apelor uzate

ARGUMENT

Apa constituie „inima biosferei”, deoarece ea se găseşte întotdeauna

acolo unde există viaţă şi reprezintă substanţa cea mai răspândită pe Terra. Ea

constituie o „minune” a planetei noastre. Apa poate exista fără viaţă, dar viaţa

fără apă este imposibilă. Alături de aer, nu poate lipsi din hrana omului şi nu

poate fi înlocuită cu nimic.

Apa este considerată „sângele Terrei” pentru că se găseşte întotdeauna

acolo unde este viaţă. Este cea mai răspândită substanţă compusă şi reprezintă

trei sferturi din suprafaţa Terrei. Este o resursă naturală esenţială, cu rol

multiplu în viaţa economică.

În natură, apa se găseşte într-un circuit continuu. Datorită circuitului său

rapid, apa poate fi reînoită. În atmosferă apa ajunge până la 10 – 15 Km

altitudine, iar în straturile subterane, până la adâncimi de 50 Km.

În organismul uman tânăr, apa constituie circa 80% din masa corporală iar

la adult, circa 60%. Pentru plante este unul dintre principalii factori de

vegetaţie. Este componenta principală a organismului plantei, circa 70 – 90%

din greutatea plantei verzi este reprezentată de apă.

Apa permite absorbţia substanţelor din sol, acestea pot fi adsorbite de

plante numai dacă sunt dizolvate în apă. Apa serveşte la transportarea

substanţelor minerale la frunze unde are loc fotosinteza, iar substanţele organice

sintetizate în frunze sunt transportate la locul de consum sau de depozitare tot

sub formă de soluţie cu apă. Un rol important îl are apa în reglarea temperaturii

plantei, prin procesul de transpiraţie.

În cadrul ecosistemelor, acvatice şi terestre, apa constituie un „rezervor”

de stocare a elementelor minerale având un rol important în desfăşurarea

cerinţelor biochimice la nivelul fiecărui ecosistem. Cantitatea apei în

ecosistemele acvatice determină existenţa anumitor organisme, biocenozele aici

putând fi sărace sau pot cuprinde numeroase populaţii adaptate.

1

Page 2: epurarea biologica a apelor uzate

Apa, ca şi aerul, este un factor de mediu indispensabil vieţii. Ea a avut

un rol de prim ordin în apariţia vieţii pe planeta noastră şi continuă să aibă un

asemenea rol pentru că:

apa constituie factorul de care depinde productivitatea plantelor

şi animalelor;

ea intră în construcţia tuturor organismelor animale şi vegetale,

toate schimburile organismului cu mediu şi implicit menţinerea vieţii acestuia

petrecându-se prin intermediul apei;

înlesneşte şi reglează procesele fizico – chimice din celule,

difuziunea substanţelor nutritive în celule şi ţesuturi, procesele de digestie,

absorbţie, circulaţie şi hrănirea celulelor;

procesul de fotosinteză pe care-l îndeplineşte plantele verzi, prin

care acestea sintetizează substanţa organică din săruri minerale, nu poate avea

loc în lipsa apei;

apa transportă în interiorul organismului, sub formă de soluţii sau

suspensii, diferite substanţe din mediul exterior şi tot ea vehiculează spre

exterior toate resturile de substanţe de care organismul nu mai are nevoie;

reglează căldura organismelor prin evaporarea la suprafaţă, etc.

Apa în natură există sub următoarele forme: apă de suprafaţă (gheţari,

oceane, mări, fluvii, râuri, lacuri) şi apă subterană (straturi acvifere şi izvoare).

În mod obişnuit, în natură apa se găseşte într-un circuit continuu. Astfel, apa

râurilor, lacurilor, mărilor şi oceanelor se evaporă şi trece în atmosferă în stare

de vapori, alcătuind apa atmosferică. Aceasta este purtată de curenţii de aer

până ajunge în zone mai reci, când condensează şi cade la suprafaţa solului sub

formă de apă meteorică. Odată ajunsă pe sol, apa poate întâlni un strat

permeabil, pe care-l străbate cu uşurinţă formând apa subterană. În cazul în

care suprafaţa solului este impermeabilă, apa meteorică, împreună cu cea

subterană, ajunsă la suprafaţă prin scurgere în sol, formează apa de suprafaţă.

2

Page 3: epurarea biologica a apelor uzate

În natură, apa nu există în stare pură, ea conţine: gaze, substanţe minerale

sau organice dizolvate sau în suspensie.

Deşi există o enormă cantitate de apă, la nivel mondial, din fiecare patru

oameni trei nu au apă suficientă sau, dacă nu, aceasta este contaminată. Cea mai

mare parte a apei este prea sărată pentru a permite consumul uman sau pentru a

fi folosită în agricultură. Din fiecare milion de litri de apă doar şase litri se

găsesc într-o formă utilizabilă ca atare.

Problema resurselor limitate de apă este serios accentuată datorită poluării

continue a resurselor utilizabile. Ca urmare, apa potabilă devine improprie

pentru băut şi chiar pentru înot deoarece conţine ape menajere contaminate cu

microbi patogeni, provenite din centrele urbane şi din complexele de animale,

precum şi o serie de substanţe toxice. De aici s-a impus nevoia epurării apelor.

3

Page 4: epurarea biologica a apelor uzate

I. APELE UZATE

Mai mult de 75% din apele captate pentru folosinţe casnice, orăşeneşti şi

industriale se întorc în circuitul natural ca ape uzate. Anihilarea poluanţilor nu

poate fi lăsată numai pe seama fenomenelor naturale de autoepurare. Astfel,

după epuizarea tuturor eforturilor de evitare sau micşorare a poluării, volumul de

ape uzate rămas trebuie supus unor tratamente prin care să se încadreze în

limitele de încărcare acceptabile pentru emisar, încât să nu stânjenească

dezvoltarea vieţii acvatice şi utilizările posibile ale sursei la nivelul calităţii

iniţiale. Acesta este rolul ce revine epurării ca măsură costisitoare, dar

indispensabilă de protecţie a calităţii apelor.

Ape fecaloid – menajere

Provenind din evacuarea dejecţiilor umane, de la baie, bucătărie, aceste

ape conţin materii organice putrescibile, de natură animală şi vegetală, în stare

proaspătă sau în diferite stadii de descompunere biochimică, săruri minerale,

îndeosebi cantităţi ridicate de clorură de sodiu provenite din urină şi un număr

mare de microorganisme, mai cu seamă bacterii.

Ape uzate industriale

Apele uzate industriale se pot clasifica în două categorii:

cu conţinut predominant de materii organice;

cu conţinut predominant de materii anorganice.

Cea mai importantă ramură din industrie care evacuează ape uzate cu

mare conţinut de materii organice putrescibile este industria alimentară.

Fabricile de zahăr, amidon, lapte, spirt, conserve, bere, drojdie de bere, abatoare,

4

Page 5: epurarea biologica a apelor uzate

mezeluri evacuează ape foarte încărcate cu materii organice, valoarea CBO5

putând atinge câteva grame la litru.

Ape uzate orăşeneşti

Provin din amestecul apelor fecaloid – menajere cu ape uzate industriale

şi cu apele pluviale. Când toate aceste tipuri de ape sunt evacuate împreună şi

conduse la staţia de epurare, sistemele de canalizare sunt mixte iar când apele

pluviale în totalitate sau parţial sunt conduse direct în râu, canalizarea este

reparată. Compoziţia acestor ape variază de la un oraş la altul după natura

industriilor, cantitatea de apă consumată de locuitori. În funcţie de felul şi

numărul industriilor din oraşul respectiv, încărcarea cu materii organice poate

atinge valori foarte ridicate.

5

Page 6: epurarea biologica a apelor uzate

II. GRADUL DE EPURARE NECESAR

Prin tehnica actuală se poate atinge orice nivel de calitate al apei dorit cu

condiţia să nu se impună o limită a costului epurării. Readucerea apelor la

calitatea iniţială presupune teoretic îndepărtarea totală a poluanţilor. De aici

decurg unele exagerări sau confuzii. Apele uzate trebuie examinate cu

discernământ. Nu orice apă uzată este periculoasă. Se poate întâlnii chiar situaţia

ca efluentul să fie mai curat decât emisarul, atunci când apa captată a fost tratată

până la obţinerea unei calităţi superioare care se menţine până la evacuare (de

exemplu, dacă apa este utilizată numai ca agent termic.).

Astfel de ape cu calitate superioară apropiată emisarului nu necesită

epurare. Ele sunt considerate ape convenţional curate. Totuşi controlul lor

trebuie făcut cu maximă circumspecţie, întrucât, uneori, sub aparenţe inofensive

pot ascunde poluări grave datorită exploatării incorecte a instalaţiilor

tehnologice sau erorilor de proiectare a reţelelor de canalizare. Urbaniştii,

tehnologii, dar mai ales economiştii au căpătat o teamă exagerată faţă de

problemele de epurare, considerându-le o povară greu de suportat pentru bugetul

comunal sau pentru costurile industriei. Exagerarea constă în încercarea de a

epura orice amestec haotic de efluenţi consideraţi nemodificabili. Diminuare

poluărilor prin măsuri tehnologice, separarea şi tratarea după specific a fiecărui

efluent înlătură această falsă problemă, iar exigenţa epurării se poate limita după

specificul emisarului.

Practic gradul de epurare necesar se stabileşte pornind de la limite ale

indicatorilor de calitate, pentru efluent, sau emisar, stabilite prin diferite acte

normative oficiale (gradul de epurare se exprimă în % de reducere a poluanţilor

din efluent). Prevederile normativelor din diferite ţări prezintă deosebiri

importante. Caracterul experimental al normelor şi modificărilor pe care le

suferă la intervale scurte dovedesc incertitudinea criteriilor actuale. Într-adevăr,

complexitatea fenomenelor de autoepurare nu a fost încă elucidată integral.

6

Page 7: epurarea biologica a apelor uzate

III. TREPTE DE EPURARE

Cunoaşterea detaliată a provenienţei şi compoziţia apelor uzate simplifică tehnologiile de epurare şi reduce costul instalaţiilor. Procedeele de epurare pornesc de la fenomenele fizice, chimice sau biologice prin care se distrug sau se separă poluanţii din ape.

Suspensiile se separă sub acţiunea gravitaţiei: cele grele se sedimentează, iar cele uşoare se ridică la suprafaţă. Reţinerea poluanţilor nedizolvaţi constituie operaţia de epurare mecanică. Pentru separarea substanţelor coloidale emulsionate sau pentru neutralizarea nocivităţilor de natură chimică este necesară intervenţia unui reactiv. Aceasta este operaţia de epurare chimică frecvent aplicată în cazul apelor uzate industriale. Instalaţiile diferă, după specificul reacţiilor. Fenomenul natural de mineralizare a substanţelor organice sub acţiunea microorganismelor, element determinant în procesele de autoepurare, este punctul de plecare pentru epurarea biologică.

Fiecare dintre operaţiile enunţate acţionează asupra unei anumite categorii de poluanţi. În cazul unui efluent cu compoziţie complexă epurarea va trebui să conjuge toate mijloacele cunoscute. O astfel de instalaţie are deci trei trepte de epurare: treapta mecanică, treapta chimică şi treapta biologică. În cazul când reactivii sunt utilizaţi numai pentru ameliorarea eficienţei de separare a suspensiilor fine, nu se poate spune că există o treaptă de epurare chimică distinctă. Epurarea va fi mecano – chimică şi se va intitula „epurarea primară” iar treapta biologică va fi denumită „epurarea secundară”. Exigenţele actuale nu mai consideră satisfăcătoare în toate cazurile nici epurare biologică. Efluentul epurat biologic este încărcat cu compuşi azotoşi şi fosfaţi care favorizează eutrofizarea apelor, iar alte produse (detergenţi, pesticide, insecticide ) sunt evacuate nemodificate. Distilarea, îngheţarea, osmoza inversă, solventarea, electrodializa, filtrarea (prin cărbune activ), flotarea sunt indicate atât pentru substanţele organice cât şi pentru cele neorganice.

Pericolul special al contaminării apelor cu germeni patogeni a impus ca operaţia suplimentară dezinfectarea unor efluenţi, impropriu inclusă în rândul epurărilor chimice, numai pentru că se folosesc ca reactivi clorul şi ozonul. Fiecare treaptă de epurare este alcătuită din aparate şi instalaţii specifice a căror realizare constructivă diferă în funcţie de procedeul de bază şi de ingeniozitatea proiectantului. Generalizarea şi perfecţionarea continuă a metodelor de epurare sunt unele dintre căile principale prin care se asigură echilibru între om şi mediu. De înţelegerea justă a acestui imperativ în prezent depind condiţiile de viaţă ale întregii lumi în viitorul apropiat.

7

Page 8: epurarea biologica a apelor uzate

IV. STAȚII DE EPURARE

Ansamblul de construcţii, aparate şi instalaţii prin care se efectuează

epurarea apelor uzate, constituie staţia de epurare.

Termenul s-a adoptat prin analogie cu staţiile de tratare a apelor de

alimentare, indicând o anumită autonomie tehnologică şi administrativă. Materia

primă este apa uzată, iar produsul finit este apa epurată. În funcţie de gradul de

epurare necesar şi de caracteristicile apelor uzate, poate fi suficientă numai una

din treptele de epurare, sau trebuie să se prevadă mai multe trepte, ordonate

într-o anumită succesiune care se reprezintă în tehnica curentă prin schemele

tehnologice de epurare. Pe lângă elementele tehnologice propriu – zise, staţia de

epurare este dotată şi cu construcţii auxiliare diverse (birouri, magazii, grupuri

sanitare, ateliere etc.) şi instalaţii de deservire (centrală termică, compresoare de

aer, instalaţii pentru prepararea soluţiilor de reactivi etc.). instalaţia de tratare a

nămolului constituie o anexă deosebit de importantă a staţiei de epurare.

În continuare vor fi prezentate principalele procedeele şi dispozitive

precum şi unele realizări importante din domeniul epurării apelor, care

constituie ca atare cele mai convingătoare argumente în sprijinul afirmaţiei că

tehnica actuală dispune de mijloace eficiente pentru înlăturarea poluării.

Schema unei staţii compacte de epurare.

8

Page 9: epurarea biologica a apelor uzate

V. EPURAREA BIOLOGICĂ

Autoepurarea care are loc în apele naturale a oferit tehnicienilor sugestia de

a aplica controlat şi intensiv procese similare de mineralizare a substanţelor

organice sub acţiunea microorganismelor în scopul epurării apelor uzate.

S-au creat astfel ecosisteme artificiale care se dezvoltă pe seama hranei

puse la dispoziţie de poluanţi. Viaţa se desfăşoară în condiţii aerobe dacă se

asigură cantităţi suficiente de oxigen liber, sau în condiţii anaerobe dacă

oxigenul trebuie obţinut de microorganisme din substanţele existente în apă.

Esenţialul este că suprafaţa de contact dintre masa de microorganisme şi efluent

să fie maximă. Sistemul va fi eficient şi mai economic, dacă se va folosi o masă

biologică mai redusă. În condiţii anaerobe, volumul necesar de microorganisme

este de 20 – 30 ori mai redus decât în condiţii aerobe, însă dezavantajele constau

în durata mai îndelungată a procesului aerob şi în mirosurile respingătoare ale

produselor intermediare de descompunere. (unele toxice), ceea ce implică

măsuri speciale de izolare. De aceea aplicarea proceselor anaerobe se limitează

la cazuri speciale ( tratarea nămolului).

Iniţial aplicaţiile s-au orientat spre epurarea apelor menajere, al căror

conţinut de substanţe organice uşor biodegradabile a favorizat obţinerea unor

eficienţe superioare. Ulterior, pe măsură ce s-a acumulat experienţă şi s-a

aprofundat esenţa fenomenelor specifice, epurarea biologică s-a extins şi la

efluenţi industriali asemănători apelor menajere ( din industria laptelui, a

conservelor de legume şi fructe etc.). Recent s-a constatat că, în anumite

condiţii, se pot descompune biologic unele substanţe toxice (fenoli, cianuri,

detergenţi etc.) sau dificil tratabile (petrol, lignină, celuloză), sau chiar săruri

anorganice (azotaţi, azotiţi, sulfuri). Astfel a devenit posibilă epurarea în comun

a apelor menajere şi industriale, unificare utilă din punct de vedere tehnic şi

economic.

9

Page 10: epurarea biologica a apelor uzate

Gradul efectiv de epurare a substanţelor organice, rezultat prin treapta

biologică, ajunge la 95 – 97%, nivel imposibil de realizat numai prin treapta

mecanică. Cu toate că datorită complexităţii fenomenelor epurarea biologică este

greu de stăpânit, actualmente aplicarea în practică s-a generalizat ca fază

secundară, indispensabilă pentru îndepărtarea poluanţilor organici. Soluţiile

tehnice sunt foarte variate, depinzând de gradul de epurare necesar, de

disponibilităţile tehnice şi economice, de condiţiile locale etc.

5.1 Epurarea biologică naturală

5.1.1 Irigaţii cu ape

Capacitatea microorganismelor din sol de a mineraliza poluanţii este

utilizată ca procedeu de epurare biologică naturală, adecvat în special efluenţilor

orăşeneşti sau celor industriali cu caracteristici asemănătoare acestora, însă în

prealabil este indicată epurarea mecanică.

Irigaţii cu ape uzate se practicau la Ierusalim acum 3000 de ani. Metoda a

fost utilizată de greci, romani şi chinezi în primele secole ale erei noastre.

În evul mediu exemplele sunt numeroase: Florenţa (sec. XI), Milano (sec.

XVI), Germania (sec. XVI), Anglia (sec. XVII).În secolul al XIX-lea apele

uzate din mai multe oraşe europene erau folosite pentru irigaţii: Paris (1868),

Berlin (1877), Arad (1896).

Astăzi suprafeţele de teren irigate cu ape uzate sunt de ordinul zecilor de

mii de hectare şi se extind continuu. Avantajele procedeului sunt importante:

investiţii cu 50 – 80% mai reduse decât pentru instalaţiile de epurare

biologică artificială;

valorificarea directă ca îngrăşământ a poluanţilor apelor uzate;

economie de apă prin evitarea preluărilor de apă din surse naturale;

economie de îngrăşăminte sintetice.

10

Page 11: epurarea biologica a apelor uzate

Unii cercetători comunică sporuri importante de recoltă faţă de culturile

neirigate.

Cultura Producţia în tone/ha Cantitatea de

apă m3/ha

Nr.

udări

Timp

carenţă

(zile)

neirigată irigată

Sf. de zahăr 19 – 27 44 2400 – 3800 3 – 6 22 – 34

Porumb 5,7 9,8 1800 – 3200 2 – 5 37 – 38

Porumb siloz 23,4 45 1400 - 3000 1 – 5 15 - 19

Substanţe utile pentru irigaţii continue în diferiţi efluenţi (mg/l)

Natura apelor uzate N P2O5 K2O CaO

Menajere brute 13 5 7 -

Menajere epurate biologic 11 3 7 -

Industria berii 24 15 30 55

Industria zahărului 43 14 127 220

Industria amidonului 265 93 486 76

Necesar mediu la 1 m2 cultură 12 4 17 -

Irigaţiile se efectuează similar celor cu ape proaspete, prin canale, rigole

şi brazde, prin inundare subterană sau prin aspersiune. Cantitatea de apă

admisibilă se stabileşte în funcţie de cultură şi de permeabilitatea terenului.

Remarcabilă este posibilitatea de a epura şi unele ape ce conţin substanţe toxice

cum ar fi fenolii. Dintre plantele cu acţiune favorabilă în acest sens sunt: răchita,

pipirigul, pădurile de foioase. Foarte indicate ca productivitate şi mod de

utilizare s-au dovedit trifoiul, lucerna, sfecla de zahăr. Porumbul şi cânepa dau

de asemenea rezultate bune. Gustul cartofului sau al sfeclei poate fi însă

11

Page 12: epurarea biologica a apelor uzate

influenţat negativ de poluanţii chimici. Irigarea legumelor care se consumă în

stare crudă nu se recomandă din motive sanitare.

Pericolul de răspândire a germenilor patogeni şi a paraziţilor (helminţilor)

frânează considerabil extinderea irigaţiilor cu ape uzate. Capacitatea de

dezinfecţie a solului şi timpul de carenţă până la recoltare rămân elemente

nesigure. O contaminare accidentală, chiar de scurtă durată, se poate răspândi pe

suprafeţe mari, cu urmări necontrolabile. De aceea terenurile trebuie prevăzute

cu perimetrii de protecţie sanitară şi perdele vegetale de protecţie a răspândirii

mirosului ceea ce complică amenajările. În plus, limitarea tipurilor de culturi

micşorează interesul economic. Mai intervin şi dificultăţi tehnice, cea mai

importantă fiind neconcordanţă dintre producerea continuă a apelor uzate cu

compoziţie variabilă şi necesităţile bine precizate ale plantelor, care trebuie

completate cu îngrăşăminte sintetice. În afara perioadelor de udare, apele trebuie

evacuate în emisar sau stocate, anulând rezultatul scontat. Dacă există terenuri

disponibile, câmpul de irigaţii se poate asocia cu un câmp de infiltraţie.

În concluzie, oportunitatea irigaţiilor cu ape uzate se poate stabili numai

după o analiză atentă a factorilor tehnici, economici şi sanitari pentru fiecare caz

în parte. Practic aceste dificultăţi au limitat considerabil extinderea procedeului

în ultima perioadă.

5.1.2 Câmpuri de infiltraţie

Se pot folosi în asociere cu câmpuri de irigaţii sau chiar independent.

Epurarea se produce tot prin acţiunea microorganismelor din sol, însă nu se

urmăresc scopuri de producţie agricolă. Terenul trebuie să fie permeabil, izolat

faţă de surse de ape subterane, impropriu pentru utilizări productive.

12

Page 13: epurarea biologica a apelor uzate

5.1.3 Iazuri biologice (de oxidare, de stabilizare)

Staţionarea apelor uzate în incinte cu adâncimi de 0,60 – 1,50 m creează

condiţii pentru epurarea biologică naturală. Ecosistemul constituit spontan nu

poate fi însă controlat, mijloacele fiind rudimentare. Metoda este lentă, necesită

suprafeţe mari şi măsuri de protecţie sanitară. Uneori iazul biologic apare ca

treaptă suplimentară (epurare terţiară) pentru eliminarea compuşilor azotului

care rezultă din epurarea biologică artificială.

5.1.4 Heleşteie (iazuri) piscicole

În unele ape uzate mai puţin încărcate sau prealabil epurate, în prezenţa

nutrienţilor care favorizează dezvoltarea abundentă a plactonului, se pot

dezvolta unele specii de peşti mai rezistenţi faţă de poluare, obţinându-se

productivităţi piscicole apreciabile. De exemplu, apele orăşeneşti ale oraşului

Munchen sunt utilizate pentru piscicultură în heleşteie cu o suprafaţă de 233 ha.

5.2 Epurarea biologică artificială

Amenajările minime prin care se realizează epurarea biologică naturală

prezintă dezavantaje specifice soluţiilor extensive: ocupă suprafeţe mari de

teren, iar procesele se desfăşoară în ritm lent. Rezultatele sunt nesigure şi includ

dificultăţi de ordin sanitar. Aceste dificultăţi pot fi depăşite prin ameliorarea

artificială a contactului dintre masa microorganismelor şi apa uzată şi prin

intensificarea aportului de oxigen. În acest scop s-au creat instalaţii speciale în

care epurarea biologică a poluanţilor organici are loc în spaţii speciale, spaţii

mai restrânse şi într-un ritm mult mai accelerat. Pornind de la condiţiile de

producere a proceselor de mineralizare din natură, s-au diferenţiat două

procedee principale:

filtrarea biologică, care se reproduce în cadru artificial tipul de

autoepurare de la suprafaţa pietrelor, de pe fundul râurilor sau din straturile

13

Page 14: epurarea biologica a apelor uzate

poroase ale solurilor irigate cu ape uzate, microorganismele formând o peliculă

fixată pe un suport solid; instalaţia caracteristică este biofiltrul;

procedeul de nămol activ are ca model de autoepurare din masa apelor

curgătoare. Microorganismele plutesc liber în fluxul apei. Instalaţia

caracteristică este bazinul de aerare = aerotancul.

5.2.1 Biofiltre

Într-o cuvă din beton

sau zidărie se aşează o

umplutură din materiale

inerte cu interspaţii (scorii

bazaltice, tufuri vulcanice,

zgură, piese din mase

plastice).

După 1 - 3 luni de exploatare pe suprafaţa granulelor se fixează o

peliculă biologică mucilaginoasă care reţine şi mineralizează substanţele

organice din apa uzată. Distribuirea apei în biofiltru se realizează prin

dispozitive speciale: duze, jghiaburi basculante, conducte perforate circulând pe

poduri rulante. Foarte eficiente sunt sistemele de distribuţie rotativă. Aerarea se

asigură prin tiraj natural, stratul filtrant fiind rezemat pe un sistem de blocuri cu

interspaţii. Ca perfecţionare tehnică s-a introdus tirajul forţat cu ajutorul

14

Page 15: epurarea biologica a apelor uzate

ventilatoarelor (acest tip de biofiltru este denumit şi aerofiltru). Filtrele cu

funcţionare continuă sunt cunoscute în general sub denumirea de filtre

picurătoare (percolatoare).

5.2.2 Nămolul activ

Prin aerarea intensă a apelor uzate care conţin suficiente substanţe

biodegradabile, se formează în timp un nămol activ sub formă de flocoane

cafenii, răspândite în masa lichidă.

În structura acestora sunt aglomerate bacterii, ciuperci, protozoare, rotifere,

viermi nematoizi care se dezvoltă pe seama substanţelor organice conţinute în

apă. Descompunerea are loc sub acţiunea enzimelor secretate de bacterii.

Biocenozele sunt reduse la relaţii de concurenţă răpitor – pradă. Plantele

clorofiliene lipsesc.

Bazin de aerare cu nămol activ, aerat prin sistemul cu bule fine

15

Page 16: epurarea biologica a apelor uzate

În prima fază de formare a nămolului activ predomină bacterii şi protozoare

flagelate. La un moment dat, când dezvoltarea microorganismelor depăşeşte

posibilitatea de asigurare a hranei, începe o fază de „declin” în care sunt

frecvente ciliatele şi se formează flocoane cu mare capacitate de adsorbţie a

poluanţilor. Eficienţă optimă se obţine dacă nămolul are caractere α sau β –

mezosă – probe cu predominarea bacteriilor şi ciliatelor. În final, când lipsa

aportului de hrană din exterior devine acută, microorganismele se autoconsumă,

procesul intră în faza endogenă şi epurarea se poate considera încheiată. După

perioada de contact cu nămolul activ, apa epurată este introdusă într-un decantor

secundar. De aici o parte din nămolul sedimentat ( 15 – 20 %) este reintrodus în

bazinul de aerare, iar excesul trebuie îndepărtat definitiv.

5.2.3 Aerotancuri

Apa uzată este adusă în contact cu nămolul activ în bazine de formă

dreptunghiulară sau circulară, prevăzute cu dispozitive de aerare pneumatică

( duze, conducte deschise, conducte perforate, plăci poroase) sau mecanice

(valţuri, turbine, zbaturi). Aerarea cu aer comprimat (pneumatică) permite

controlul riguros al transferului de oxigen în funcţie de mărimea bulelor de aer şi

de adâncimea de insuflare. Cu cât bulele de aer sunt mai mici ( 1 – 4 mm), cu

atât transferul este mai intens, însă dispozitivele sunt mai delicate, fiind expuse

înfundării cu nămol din bazin dar şi cu impurităţi aspirate împreună cu aerul.

Piesele de difuzare sunt confecţionate din materiale poroase speciale: sticla

expandată.

Bulele mijlocii ( 5 – 10 mm) se obţin prin utilizarea unor duze sau ţevi

perforate. Pentru bule mari este suficientă introducerea în apă a unor conducte

deschise la capăt. Aerul comprimat este furnizat de suflante, utilaje scumpe,

pretenţioase în exploatare şi cu uzură rapidă.

Pentru siguranţă este util să se prevadă unităţi de rezervă, întrucât

întreruperea aerării compromite complet procesul de epurare.

16

Page 17: epurarea biologica a apelor uzate

Dispozitivele de aerare mecanică sunt mai simple: fiecare unitate poate fi

acţionată independent, se adaptează cu uşurinţă la volumele mici de apă şi se

poate înlocui fără a întrerupe funcţionarea instalaţiei în ansamblu.

Periile sau valţurile sunt dispozitive cu ax orizontal, amplasate în anumite

secţiuni ale bazinului. Paletele sau lamelele se introduc parţial în apă,

intensitatea aerării depinzând de adâncimea de scufundare. S-au realizat şi piese

„mamut”, destinate unor bazine de mare capacitate.

Turbinele sunt roţi orizontale, cu paiete dispuse pe faţa introdusă în apă.

Agitarea se produce pe o zonă circulară. Mai multe turbine acoperă suprafaţa

bazinului.

17

Page 18: epurarea biologica a apelor uzate

BIBLIOGRAFIE

Ionescu A., Barabaş N., Lungu V. – Ecologie şi protecţia mediului,

Constanţa, 1994

Petre Trofin – Alimentări cu apă, Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti,

1983

Meiroşu E. şi colaboratorii – Chimia mediului şi a calităţii vieţii, Ed. LVS

Crepuscul, Ploieşti, 2000

Răuţă C., Cârstea S. – Poluarea şi protecţia mediului înconjurător, Ed.

Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti, 1974

Vespremeanu E. – Mediul înconjurător – ocrotirea şi conservarea lui, Ed.

Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti, 1981

M. Negulescu şi E. Secara., Exploatarea instalatiilor de epurare a apelor

uzate

N.Vatachi, Curs - Tehnologii de epurare a apelor uzate –

Internet

A. Buchman şi colegii – Studiul calităţii mediului – Ed. Economică

Preuniversitaria, Bucureşti 2004

Gruia E., Marcoci S., Panaitescu G., Roman P. – Apa şi poluarea, Ed.

Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti, 1979

V.Rojanschi şi T. Ognean., Cartea operatorului din staţii de tratare şi

epurare a apelor

18

Page 19: epurarea biologica a apelor uzate

ANEXE

19

Page 20: epurarea biologica a apelor uzate

20