UNIVERSITATEA POLITEHNIC BUCURETIFACULTATEA DE ENERGETIC

EPURAREA BIOLOGICA

Masterand: Lorena Maria BOERUProf. dr. ing. Diana ROBESCUProf. dr. ing. Dan ROBESCU

EPURAREA BIOLOGICA Obiectivul principal al treptei biologice de epurare este ndeprtarea substanelor solide organice nesedimentabile (dizolvate sau coloidale), precum i stabilizarea materiilor organice din nmoluri. Totodat se propune reducerea nutrienilor pe baz de azot i fosfor. Este un proces flexibil care se poate adapta uor la o multitudine de ape uzate, concentraii i compoziii. Procesele biologice sunt precedate de o treapt fizic de epurare care are rolul de a reine substanele sedimentabile i sunt urmate de o decantare secundar procese fizice destinat reinerii produilor rezultai din epurarea biologic. Procedeele de epurare biologic, utilizate n practic, folosesc una din dou grupe de microorganisme: aerobe sau anaerobe.PROCESE ANAEROBE Epurarea anaerob a apelor uzate se realizeaz n incinte nchise (bazine de fermentare) ferite de accesul oxigenului care inhib activitatea microorganismelor anaerobe. Tratamentul anaerob al apei reziduale transform coninutul organic al apei reziduale, cu ajutorul microorganismelor i fr input de aer, ntr-o varietate de produse precum metanul, dioxidul de carbon, sulfura etc. Biogazul const n 70% metan, 30% dioxid de carbon i alte gaze precum hidrogenul i hidrogenul sulfurat. Procesul are loc n reactorul rezervor etan la aer, microorganismele sunt reinute n rezervor ca biomas (nmol). Epurarea anaerob a apelor uzate poate fi intensificat prin ridicarea temperaturii n bazinul de fermentare la valori de 20 - 40C (domeniul mezofil) sau mai mari, de 45 - 60C (domeniul termofil), dar poate avea loc i la temperaturi de 10 - 20C (domeniul criofil). Epurarea anaerob a apelor uzate prezint fa de cea aerob avantaje mai ales din punct de vedere energetic, ntruct treapta de aerare, mare consumatoare de energie electric, este eliminat, iar din descompunerea poluanilor organici rezult gaze de fermentare combustibile (datorit coninutului ridicat de metan) care pot servi la acoperirea unor nevoi de energie din staia de epurare. Pe de alt parte, producia de nmol excedentar este nul i nensemnat, prin aceasta evitndu-se cheltuielile legate de evacuarea final a unor astfel de nmoluri. i la epurarea anaerob a apelor uzate se utilizeaz variante cu masa biologic, fie sub form de suspensie, fie sub form de pelicul fixat pe un suport solid.

Exist mai multe tipuri de reactoare disponibile: reactorul anaerob de contact reactorul cu strat de namol anaerob cu flux ascendent reactorul cu pat fix reactor cu pat extins.

Procesul anaerob de contact apa uzat este agitat cu suspensia de microorganisme n bazinul de fermentare i amestecate ntr-un reactor etan; amestecul de nmol/ap uzat este separat extern (sedimentare sau flotaie n vid) iar partea plutitoare (supernatantul) este deversat ctre un tratament ulterior; Nmolul anaerob sedimentat este recirculat n reactor; O imagine schematic este prezentat n figura 7

Figura 7. Procesul de contact anaerob

Procesul cu flux ascendent apa uzat este introdus pe la baza reactorului, de unde curge ascendent printr- un strat de nmol format din granule sau particule formate biologic; Gazele produse determin amestecarea cantitii de ap uzat; Apa uzat trece ntr-o camer de sedimentare unde coninutul solid este separat iar gazele sunt colectate n vrful reactorului; Principiul este ilustrat n figura 8.

Figura 8: Reprezentarea schematica a procesului cu fluxascendenta) intrare nmollichidb) filtru de gazc) nmolul sedimentat se ntoarce spre intrare

Procesul cu pat fix sau anaerob apa uzat curge ascendent sau descendent (n funcie de coninutul de solide din influent) printr-o coloan cu tipuri variate de substane solide pe care microorganismele anaerobe cresc i sunt reinute.Procesul cu pat extins apa uzat este pompat ascendent prin stratul unui mediu adecvat (nisip, crbune, polieten, etc.) pe care s-a dezvoltat un strat biologic n form de biofilm; Efluentul este recirculat pentru a dilua fluxul de ap uzat i pentru a furniza un flux adecvat meninrii stratului-pat ntr-o condiie extins; Excesul de biomas este ndeprtat de la suprafa i tratat dup bioreactor. Acolo nu mai este necesar o recirculare de nmol, purttorul biofilmului asigurnd o concentraie ridicat a biomasei n interiorul reactorului; Pentru creterea eficienei tratamentului anaerob a fost introdus o variant n dou etape (Fig.9)Procese anaerobe Prin pot fi obinute grade de ndeprtare din ap a poluanilor organici (msurai prin CBO), cuprinse ntre 50 i 90% la ncrcri organice care uneori pot s le depeasc pe cele realizate la instalaiile de epurare aerob, ceea ce duce la scderea cheltuielilor de investiii. Experiena a demonstrat c procesele de epurare anaerob, mai ales ultimele dou variante, pot fi aplicate i apelor uzate cu coninut relativ sczut de poluani organici. n acest fel, epurarea anaerob poate asigura n multe cazuri ndeprtarea naintat a substanelor organice fr a mai fi necesar asocierea unei trepte finale de epurare biologic aerob. Procesele anaerobe se aplic pentru epurarea apelor uzate din zootehnie, industria alimentar, industria textil i a pielriei, precum i anumitor ape uzate din industria chimic.

Figura 10: Proces anaerob cu reactor strat de namol

Figura 11: Instalaie de tratare anaerob de contact biologic