Pe aceasta pagina vom prezenta sumar situatia APELOR UZATE, iar pentru cei ce doresc o aprofundare a subiectului, in partea de jos a paginii veti gasi mai multe documente utile atasate si linkuri catre site-uri utile!
Pentru protectia apelor de suprafata receptoare, evacuarea apelor uzate este permisa, in cele mai multe cazuri, numai dupa ce acestea au fost epurate in instalatii speciale de epurare numite statii de epurare.
Aceste instalatii (construite sau adaptate pentru acest scop) realizeaza accelerarea proceselor de epurare naturala si/sau folosesc diverse procedee fizico-chimice pentru diminuarea cantitatii/concentratiei poluantilor pe care ii contine apa uzata, astfel incat sa fie respectate conditiile de evacuare impuse prin reglementarile in vigoare (NTPA001/2002 sau avizul/autorizatia de gospodarire a apelor).
In functie de tipul si tehnologia de epurare folosita, se pot intalni diferite instalatii de epurare a apelor uzate, cu costuri si performante de epurare diferite. Pentru a respecta conditiile de evacuare impuse, o sursa de poluare trebuie sa aleaga tehnologiile si instalatiile adecvate, astfel incat efluentul statiei de epurare sa aiba caracteristici cantitative si calitative corespunzatoare.
Epurarea apelor uzate poate sa fie realizata prin mijloace mecanice sau fizico-chimice (epurare primara), biologice (epurare secundara) sau avansate (epurare tertiara). Pentru indepartarea din apele uzate a unor poluanti specifici unor ape uzate industriale se folosesc tehnologii de epurare specifice, care utilizeaza in general procese chimice. Fiecare astfel de tehnologie foloseste instalatii specifice proiectate individual. In multe cazuri, diversi poluanti care intra in componenta apelor uzate industriale pot constitui inhibitori ai procesului de epurare biologica sau chiar pot impiedica complet acest proces. In aceste cazuri se impune ca procesele industriale respective sa constituie subiectul unui studiu in vederea prevenirii poluarii la sursa prin adaptarea/modificarea tehnologiei, iar apele uzate industriale sa fie epurate intr-o statie de epurare individuala inainte de evacuarea lor intr-un sistem de canalizare orasenesc.
Procedeele de epurare a apelor uzate, intalnite in acest proces tehnologic, denumite dupa procesele care se bazeaza, sunt urmatoarele:
A) Epurarea mecanica - in care procedeele de epurare sunt de natura fizica;
Epurarea mecanica retine suspensiile grosiere. Pentru retinerea lor se utilizeaza gratare, site, deznisipatoare, separatoare de grasimi si decantoare.
Gratarele retin corpurile grosiere plutitoare aflate in suspensie in apele uzate (carpe, hartii, cutii, fibre, etc.). Materialele retinute pe gratare sunt evacuate ca atare, pentru a fi depozitate in gropi sau incinerate. In unele cazuri pot fi maruntite prin taiere la dimensiunea de 0,5-1,5 mm in dezintegratoare mecanice. Dezintegratoarele se instaleaza direct in canalul de acces al apelor uzate brute, in asa fel incat suspesiile dezintegrate pot trece prin gratare si pot fi evacuate in acelasi timp cu corpurile retinute.
Deznisipatoarele sunt indispensabile unei statii de epurare, in conditiile in care exista un sistem de canalizare unitar, deoarece nisipul este adus in special de apele de ploaie. Nisipul nu trebuie sa ajunga in treptele avansate ale statiei de epurare, pentru a nu aparea inconveniente cum ar fi:
- deteriorarea instalatiilor de pompare;
- dificultati in functionarea decantoarelor;
- reducerea capacitatii utile a rezervoarelor de fermentare a namolurilor si stanjenirea circulatiei namolurilor.
Deznisipatoarele trebuie sa retina prin sedimentare particulele mai mari in diametru de 0,2 mm si in acelasi timp, trebuie sa se evite depunerea materialelor organice, pentru a nu se produce fermentarea lor.
Separatoarele de grasimi sau bazinele de flotare au ca scop indepartarea din apele uzate a uleiurilor, grasimilor si, in general, a tuturor substantelor mai usoare decat apa, care se ridica la suprafata acesteia in zonele linistite si cu viteze orizontale mici ale apei. Separatoarele de grasimi sunt amplasate dupa deznisipatoare, daca reteaua de canalizare a fost construita in sistem unitar, si dupa gratare, cand reteaua a fost construita in sistem divizor si din schema lipseste deznisipatorul.
Decantoarele sunt constructii in care se sedimenteaza cea mai mare parte a materiilor in suspensie din apele uzate. Decantoarele primare sunt longitudinale sau circulare si asigura stationarea apei timp mai indelungat, astfel ca se depun si suspensiile fine. Se pot adauga in ape si diverse substante chimice cu rol de agent de coagulare sau floculare, uneori se interpun si filtre. Spumele si alte substante flotante adunate la suprafata (grasimi, substante petroliere etc.) se retin si inlatura ("despumare") iar namolul depus pe fund se colecteaza si inlatura din bazin (de exemplu cu lame racloare sustinute de pod rulant) si se trimite la metantancuri
B) Epurarea chimica - in care procedeele de epurare sunt de natura fizico-chimica;
Epurarea chimica are un rol bine determinat in procesul tehnologic, prin care se indeparteaza o parte din continutul impurificator al apelor reziduale.
Epurarea chimica prin coagulare - floculare conduce la o reducere a continutului de substante organice exprimate in CBO5 de cca. 20 -30 % permitand evitarea incarcarii excesive a namolului activ cu substanta organica.
Procesul de coagulare - floculare consta in tratarea apelor reziduale cu reactivi chimici, in cazul de fata, sulfat feros clorurat si apa de var, care au proprietatea de a forma ioni comuni cu substanta organica existenta in apa si de a se aglomera in flocoane mari capabile sa decanteze sub forma de precipitat. Agentul principal in procesul de coagulare - floculare este ionul de Fe3+ care se obtine prin oxidarea sulfatului feros cu hipoclorit de sodiu. Laptele de var care se adauga odata cu sulfatul feros are rolul de a accelera procesul de formare al flocoanelor si de decantare al precipitatului format.
Reactia de oxidare a FeSO4 si de precipitare a Fe(OH)3 este urmatoarea:
2FeSO4+3Ca(OH)2+Cl2=2Fe(OH)3+2CaSO4+CaCl2
Indepartarea prin decantare a flocoanelor formate este necesara intrucat acestea ar putea impiedica desfasurarea proceselor de oxidare biochimica prin blocarea suprafetelor de schimb metabolic a biocenozei. Datorita variatiilor mari de pH cu care intra in statia de epurare apele reziduale, se impune corectarea pH-ului in asa fel incat, dupa epurarea fizico-chimica, apele sa aiba un pH cuprins intre 6,5-8,5, domeniu in care degradarea biochimica sub actiunea microorganismelor din namolul activ este optima.
Corectia pH-ului se face cu ajutorul H2SO4 98% sau a NaOH 40% in bazinul de reglare a pH-ului, destinat acestui scop. Totodata prin corectia pH-ului se reduce si agresivitatea apelor reziduale asupra conductelor, constructiilor si utilajelor.
C) Epurarea biologica - in care procedeele de epurare sunt atat de natura fizica cat si biochimica
Prin epurarea biologica se intelege complexul de operatiuni si faze tehnologice prin care materiile organice existente in apele uzate provenind din cele mai diverse activitati antropice sunt transformate cu ajutorul unor culturi de microorganisme, in produsi de degradare fara nocivitate, (CO2, H2O, CH4 si altele) si o masa celulara noua (biomasa), inofensiva.
Procesul tehnologic de epurare biologica se poate organiza in doua modalitati:
1) Prin cultura microorganismelor noi dispersate in intregul volum al reactorului de epurare
2) Prin cultura noilor microorganisme pe un suport
3) Prin sistemul de cultura in intreaga masa de apa poluata
Al doilea sistem presupune dezvoltarea culturii in film (pelicula) biologic, iar procesul se desfasoara in constructii cu filtre biologice speciale.
Namolul activ este un sistem dispers in care materialul aflat in suspensie trebuie sa fie separat de efluentul epurat biologic.
In procesul de epurare biologica a apelor uzate cu incarcatura de materii organice, rol principal ii revine grupului de bacterii organofage, (mancatoare de substante organice). Aceste bacterii, in functie de predispozitia lor de a trai in prezenta sau absenta oxigenului se clasifica in trei grupuri:
a) Bacterii obligat aerobe;
b) Bacterii facultativ aerobe;
c) Bacterii anaerobe.
Bacteriile, grup heterogen de organisme microscopice, microcelulare sau grupate in colonii cu nucleu simplu, majoritatea fara clorofila, heterotrofe (care sunt obligate sa-si preia singure hrana sub forma de substante organice din mediu) indeplinesc rolul esential in acest tip de epurare a apelor cu incarcatura de materii organice.
Bacteriile aerobe sunt microorganisme care intr-o proportie insemnata se pot dezvolta si reproduce numai in mediile care contin oxigen.
Bacteriile obligat aerobe ca cele saprofite, nitrificatoare, o parte din sulfobacterii si microbii patogeni traiesc numai in prezenta oxigenului molecular.
Bacteriile facultativ aerobe, grupeaza la un loc unele drojdii, bacterii denitrificatoare s.a.
Bacteriile anaerobe sunt organisme capabile sa traiasca fara prezenta oxigenului liber.
Dintre acestea remarcam infuzoriile, clostridium pasteurianum si clostridium sporogenius.
Ca urmare, in legatura cu necesarul de oxigen pentru dezvoltarea culturilor de bacterii organo-fagiste vom intalni doua tipuri de procese tehnologice pentru epurare biologica:
- Proces aerob, utilizat cu prioritate la indepartarea poluantilor din apele uzate;
- Proces anaerob aplicat la prelucrarea namolurilor fermentate si la epurarea apelor uzate foarte concentrate in poluanti.
Cercetarile au evidentiat faptul ca in stransa asociere cu bacteriile, in procese aerobe coabiteaza protozoare (cele mai primitive forme de animale din clasele Flagellata, Sarcodia, Sporazoa, Ameobosporidia, Ciliophora), metazoare (rotifere si nematode) si ciuperci sau chiar fungi, alcatuind biocenoze.
La fiecare proces tehnologic de epurare biologica vom intalni biocenoze selectate specific procesului ales.
Procese de transformare bacteriana
Bacteriile folosite in procesul de epurare biologica preiau din mediul inconjurator in care sunt cultivate, energia si materia nutritiva folosindu-le pentru:
- biosinteza si dezvoltare;
- activitati fiziologice secundare ca spre exemplu mobilitatea, luminescenta, si altele.
Totalitatea proceselor prin care combinatiile bacteriene sunt implicate in activitatea biologica de eliminare a materiilor organice din apele poluante prin consumul acestora si hausformarea lor in constituentii celulari, energie si produse de uzura alcatuiesc metabolismul bacterian organofag.
Procesele metabolice se clasifica astfel:
- Consumatoare de energie;
- Producatoare de energie.
Procesele de catabolism, de dezasimilatie, de degradare a substantelor din mediu sunt exogene.
Procesele in care se sintetizeaza componentii celulari corespund anabolismului si sunt consumatori de energie.
Ambele tipuri de procese metabolice se produc in acelasi timp astfel incat diversele reactii biochimice care alcatuiesc metabolismul realizeaza urmatoarele functii esentiale pentru viata celulei:
- asimilarea substantelor nutritive si producerea substantelor folosite la constructia edificiilor celulei;
- eliberarea de energie si stocarea acesteia;
- ansmiterea energiei stocate catre substantele de constitutie a edificiilor celulare;
- constituirea de nou material celular, prin care folosirea materiei organice poluante.
Pentru a cuantifica posibilitatile metabolice ale bacteriilor in procesul de epurare s-au facut experimente pe diverse specii de astfel de organisme si s-a aratat ca un gram de substanta uscata bacteriana, are o activitate respiratorie de cateva sute de ori mai intensa in comparatie cu cea a omului.
De asemenea s-a observat ca potentialul metabolic al microorganismelor dintr-un hectar de teren arabil, analizat pe o lungime de 25cm este echivalent cu al catorva zeci de mii de oameni. Se utilizeaza prin aceste date capacitatea deosebit de mare a bacteriilor de a efectua operatiuni biologice in folosul omului.
Dar ceea ce este si mai important este faptul ca aceste microfiinte dispun de o capacitate cu totul deosebit de a supravietui in cele mai deosebite conditii.
Organismul uman pentru a atinge un asemenea nivel metabolic ar avea nevoie de mii de tone de alimente pe care sa le consume orar.
Superioritatea aptitudinilor de aparare si a capacitatii de metabolizare a lumii bacteriene in raport cu restul lumii vii se datoreaza in primul rand suprafetelor foarte mari a celulelor in raport cu greutatea lor. Datorita acestei mari suprafete de contact cu mediul exterior, intensitatea schimbului de substante este de asemenea mare.
La toate acestea constatari se adauga si regula din natura potrivit careia viteza metabolismului de care depinde cresterea speciei este invers proportionala cu marimea vietuitoarei.
Aceasta regula ar confirma faptul ca daca un organism viu are corpul mic, metabolismul sau este mai intens si cresterea sa este mai rapida in comparatie cu fiintele mari.
Viteza mare de crestere a bacteriilor avantajeaza deosebit de mult supravietuirea populatiilor bacteriene in natura, dar in acelasi timp explica si dimensiunile extrem de mici ale reprezentantilor acestor specii.
Metabolismul bacterian are la baza utilizarea celor mai diverse substante nutritive din mediul in care acestea se dezvolta si anume:
- azot molecular;
- dioxid de carbon;
- sulf si combinatiile sale;
- substante organice simple;
- substante organice complexe;
- hidrocarburile titeiului brut;
- substante organice naturale;
- asfalt (bitum);
- substante anorganice;
- acid oxalic si sulfuric;
- fenoli;
- chitina;
- piele;
- cauciuc, polimeri, lemn, mase plastice;
- substante antibiotice.
Conditia esentiala pentru producerea reactiilor biochimice metabolice este ca in mediul natural sau cultura artificiala sa existe toate materiile necesare formarii constituentilor celulari si producerii de energie.
In aceste instalatii pentru epurare biologica in mediile de cultura trebuie sa existe in primul rand materiale care sa contina: C, H, O, N, P, S, si in cantitati mai mici sursa de: K, Mg, Mn, Na, Ca, Fe, Cl-, PO43-, SO42-, si in concentratii foarte reduse oligoelementele: Zn, Ca, Mo.
Dezasimilatia, procesele catabolice, determina transformarea oxido-reducatoare a substantelor organice complexe preluate din mediu, in substante simple, cu eliberarea de energie.
La organismele procariote cat si la cele eucariote, in protoplasma apar in decursul dezasimilatiei substante diverse si energie care sunt apoi folosite pentru obtinerea constituentilor celulari proprii.
In procesele metabolice bacteriene de dezasimilatie, eliberarea energiei se produce in trei etape:
a) In etapa I-a de degradare a moleculelor de origine biologica are loc un proces de descompunere a acestora in constituenti astfel:
- proteinele se descompun in aminoacizi;
- grasimile se transforma in glicerina si acizi grasi;
- glucidele devin hexoze, pentoze, etc.
Energia eliberata in aceasta faza este de numai 1% din totalul energiei produse si se pierde partial sub forma de caldura.
b) Moleculele care provin din degradarea efectuata in etapa I-a, sunt transformate in continuare de alti produsi cu formare de CO2 si H2O. In aceasta a II-a etapa se elibereaza circa o treime din intreaga energie continuta in substantele nutritive cu care s-au alimentat bacteriile.
c) In cea de a III-a etapa de dezasimilatie, bacteriile elibereaza energia prin doua procese:
- descompunerea totala a substantelor nutritive pana la CO2 si H2O ;
- descompunerea numai partiala a substantelor nutritive, cu formare de numerosi produsi intermediari numiti produsi de fermentatie.
D) Treapta tertiara - are rolul de a inlatura compusii in exces
Treapta tertiara nu exista la toate statiile de epurare. Ea are de regula rolul de a inlatura compusi in exces (de exemplu nutrienti- azot si fosfor) si a asigura dezinfectia apelor (de exemplu prin clorinare). Aceasta treapta poate fi biologica, mecanica sau chimica sau combinata, utilizand tehnologii clasice precum filtrarea sau unele mai speciale cum este adsorbtia pe carbune activat, precipitarea chimica etc.
Eliminarea azotului in exces se face biologic, prin nitrificare (transformarea amoniului in azotit si apoi azotat) urmata de denitrificare, ce transforma azotatul in azot ce se degaja in atmosfera. Eliminarea fosforului se face tot pe cale biologica, sau chimica.
In urma trecerii prin aceste trepte apa trebuie sa aiba o calitate acceptabila, care sa corespunda standardelor pentru ape uzate epurate.
Daca emisarul nu poate asigura dilutie puternica, apele epurate trebuie sa fie foarte curate.
Ideal e sa aiba o calitate care sa le faca sa nu mai merite numite "ape uzate" dar in practica rar intalnim asa o situatie fericita. Pe de o parte tehnologiile de epurare se imbunatatesc, dar pe de alta parte ajung in apele fecaloid-menajere tot mai multe substante care nu ar trebui sa fie si pe care statiile de epurare nu le pot inlatura din ape.
In final apa epurata este restituita in emisar - de regula raul de unde fusese prelevata amonte de oras. Ea contine evident inca urme de poluant, de aceea este avantajos ca debitul emisarului sa fie mare pentru a asigura dilutie adecvata.
Alte solutii propun utilizarea pentru irigatii a apelor uzate dupa tratamentul secundar, deoarece au un continut ridicat de nutrienti. Acest procedeu este aplicabil daca acele ape nu contin substante toxice specifice peste limitele admise si produsele agricole rezultate nu se consuma direct. In acest caz nu mai este necesara treapta a III-a si nu se mai introduc ape in emisar (fapt negativ din punct de vedere al debitului dar pozitiv pentru calitate, deoarece apele epurate nu sunt niciodata cu adevarat de calitate apropiata celor naturale nepoluate antropic). Se experimenteaza si utilizarea apelor uzate ca sursa de apa potabila, desigur cu supunerea la tratamente avansate de purificare.
Surse de poluare ale apei
Apele uzate afecteaza calitatea apelor de suprafata (receptorul) in care sunt evacuate direct proportional cu debitul de apa uzata si cu concentratia poluantilor pe care aceasta le contine. Influenta asupra apelor receptorului este cu atat mai mare cu cat debitul/volumul receptorului este mai mic. In cazul evacuarii apelor uzate in lacuri sau in Marea Neagra trebuie tinut cont de faptul ca evacuarea apelor uzate asupra receptorului are si un caracter cumulativ, cantitatea de poluanti evacuata acumulandu-se in timp.
Principalele materii poluante sunt dizolvate sau se afla in suspensie. Acestea sunt de natura anorganica (saruri minerale) sau organica (diverse substante organice) si pot sa fie toxice, inhibitoare pentru procesele naturale, favorizante pentru unele procese naturale cauzatoare de efecte nedorite pentru apele receptorului in care au fost evacuate (rauri sau lacuri).
Evacuarea de ape uzate in receptorii naturali poate conduce la degradarea sau distrugerea faunei si/sau florei receptorului, la scaderea cantitatii de oxigen dizolvat in apa receptorului avand efecte negative asupra organismelor ecosistemului acestuia si/sau asupra fenomenului de epurare naturala (autoepurare) care are loc in apa receptorului. Aceasta poate favoriza producerea unor efecte negative asupra receptorului si formelor de viata pe care le contine (intoxicare, eutrofizare etc.).
Poluarea apei - orice alterare fizica, chimica, biologica sau bacteriologica a apei, peste o limita admisibila, inclusiv depasirea nivelului natural de radioactivitate produsa direct sau indirect de activitati umane, care o fac improprie pentru o folosire normala, in scopurile in care aceasta folosire era posibila inainte de a interveni alterarea (Legea Apelor nr. 107/1996). Poluarea apei inseamna introducerea directa sau indirecta (ca rezultat al activitatii umane), a unor substante sau a caldurii, care pot dauna sanatatii umane precum si calitatii ecosistemelor acvatice sau celor terestre dependente de cele acvatice, activitati care pot conduce la pagube materiale ale proprietatii, sau care pot dauna sau obstructiona serviciile, precum si alte folosinte legate de apa.
Surse punctiforme de ape uzate (apele uzate menajere, orasenesti, industriale, pluviale si de drenaj) sunt cele colectate intr-un sistem de canalizare si evacuate in receptor natural prin conducte sau canale de evacuare.
Surse difuze de poluare reprezinta emisii evacuate in mediu in mod dispers (care nu descarca efluenti uzati in apele de suprafata prin intermediul unor conducte in puncte localizate).
Pe ansamblu se disting urmatoarele surse majore de poluare difuza:
- Agricultura;
- Depunerile atmosferice;
- Materialele de constructii;
- Industria;
- Traficul auto;
- Populatia din mediul rural.
Din punct de vedere al modului de propagare, indiferent de geneza acestora, se disting doua categorii de surse difuze diferentiate:
Surse locale - corelate cu solul si scurgerile prin antrenare cu precipitatii, in apele de suprafata sau prin percolare, in apele subterane, aplicarea de pesticide si ingrasaminte minerale fiind un exemplu tipic in acest sens.
Sursele locale de poluare au ca provenienta urmatoarele grupe tinta:
- Populatia – cea neracordata la un sistem centralizat de canalizare;
- Industria;
- Agricultura.
Surse regionale si transfrontiere - in aceasta categorie sunt incluse poluarile difuze transmise la distanta fata de locul de geneza, prin aer, respectiv depunerile atmosferice lichide si solide.
Elaborarea metodologiei de evaluare a impactului surselor difuze de poluare vine in sprijinul aplicarii prevederilor Directivei Cadru privind Apa, care solicita ca pentru fiecare bazin hidrografic sa se efectueze o analiza a caracteristicilor acesteia, si de asemenea, o analiza a impactului activitatilor umane asupra calitatii apelor de suprafata, precum si Planul de gospodarire a apelor pe bazine hidrografice (Ordinul nr. 913/2001 al Ministerului Mediului si Gospodaririi Apelor).
Sursele difuze de poluare reprezinta o componenta cheie in procesul de poluare a apelor de suprafata. Impactul lor asupra calitatii apelor este in crestere, fiind in legatura directa cu reducerea incarcarii cu poluanti evacuati direct de sursele punctiforme industriale si comunale. Cuantificarea poluarii provenite de la sursele difuze de poluare se face cu greutate. Intrucat incarcarea cu poluanti de la sursele difuze de poluare nu poate fi masurata se folosesc metode variate de calcul sau de estimare a acestei componente la poluarea apei de suprafata.
Metodele existente de evaluare a surselor difuze sunt:
- metode de calcul a balantei poluantilor;
- metode suplimentare bazate pe calcule standard utilizand informatii din baza de date ca si din modelele existente specificand incarcarea de poluanti a unei arii din bazinul hidrografic.
Apele din sursele de emisie punctiforme se preteaza epurarii si pot, de aceea, sa fie analizate statistic. Poluantii acestor surse pot fi cuantificati si controlati inainte de evacuarea in receptor. Urmarirea statistica a surselor punctiforme intampina mai putine probleme fata de cea a surselor difuze. In cele mai multe activitati productive, emisiile sunt generate de surse punctiforme. Pentru aceste surse, relatia dintre parametrii de calitate ai apei afectate si activitatile poluatoare este directa si, in principiu, poate fi masurata.
DOWNLOAD documentatii utile:
PAGINA IN CONSTRUCTIE - Va rugam reveniti pentru noi informatii!
Va multumim!
echipa AquaLight
