+ All Categories
Home > Documents > Metode Si Tehnici de Depoluare a Apelor

Metode Si Tehnici de Depoluare a Apelor

Date post: 30-Dec-2015
Category:
Upload: mihalache-manuela
View: 209 times
Download: 1 times
Share this document with a friend
12
Metode si tehnici de depoluare a apelor Poluarea reprezinta contaminarea mediului inconjurator cu materiale care interfereaza cu sanatatea umana, calitatea vietii sau functia naturala a ecosistemelor ( organismele vii si mediul in care traiesc ). Chiar daca uneori poluarea mediului inconjurator este un rezultat al cauzelor naturale cum ar fi eruptiile vulcanice, cea mai mare parte a substantelor poluante provine din activitatile umane. Sunt doua categorii de materiale poluante ( poluanti ) : poluantii biodegradabili, sunt substante cum ar fi apa menajera, care se descompune rapid in proces natural. Acesti poluanti devin o problema cind se acumuleaza mai rapid decit pot sa se descompuna poluantii nondegradabili, sunt materiale care nu se descompun sau se descompun foarte lent in mediul natural. Odata de apare contaminarea, este dificil sau chiar imposibil sa se indeparteze acesti poluanti din mediu. Compusii nondegradabili cum ar fi Diclor-Difenil-Tricloretan ( DDT ) , dioxine, difenili policrorurati ( PCB ) si materiale radioactive pot ajunge la nivele periculoase de acumulare si pot sa urce in lantul trofic prin intermediul animalelor. De exemplu, moleculele compusilor toxici pot sa se depuna pe suprafata plantelor acvatice fara sa distruga acele plante. Un peste mic care se hraneste cu aceste plante acumuleaza o cantitate mare din aceste toxine. Un peste mai mare sau alte animale carnicore care se hranesc cu pesti mici pot sa acumuleze o cantitate mai mare de roxine. Acest proces se numeste bioacumulare. Cererea de apa potabila este in crestere continua cit timp populatia globului creste. Din anul 1942 pina in anul 1990 preluarea apei potabile din riuri, lacuri, rezervoare si alte surse a crescut de patru ori. Din totalul apei consumate in Statele Unite ale Americii in 1995, 39 % a fost pentru irigatie, 39 % a fost pentru generarea de curent electric, 12 % a fost folosita pentru alte utilitati ; industria si mineritul au folosit 7 % si restul a fost folosita pentru animalele domestice si in scopuri comerciale. Apa menajera, apa industriala si produsele chimice folosite in agricultura, cum ar fi ingrasamintele si pesticidele sunt principala cauza a poluarii apelor. In Statele Unite ale Americii, 37 % din lacuri si estuare si 36 % din riuri sunt prea poluate pentru practicarea pescuitului sau inotului in cea mai mare parte a anului. In tarile in curs de dezvoltare, mai mult de 95 % din apa menajera este aruncata in riuri si golfuri, creind un risc major pentru sanatatea umana. 1
Transcript
Page 1: Metode Si Tehnici de Depoluare a Apelor

Metode si tehnici de depoluare a apelor

Poluarea reprezinta contaminarea mediului inconjurator cu materiale care interfereaza cu sanatatea umana, calitatea vietii sau functia naturala a ecosistemelor ( organismele vii si mediul in care traiesc ). Chiar daca uneori poluarea mediului inconjurator este un rezultat al cauzelor naturale cum ar fi eruptiile vulcanice, cea mai mare parte a substantelor poluante provine din activitatile umane.

Sunt doua categorii de materiale poluante ( poluanti ) : poluantii biodegradabili, sunt substante cum ar fi apa menajera, care

se descompune rapid in proces natural. Acesti poluanti devin o problema cind se acumuleaza mai rapid decit pot sa se descompuna

poluantii nondegradabili, sunt materiale care nu se descompun sau se descompun foarte lent in mediul natural. Odata de apare contaminarea, este dificil sau chiar imposibil sa se indeparteze acesti poluanti din mediu.

Compusii nondegradabili cum ar fi Diclor-Difenil-Tricloretan ( DDT ) , dioxine, difenili policrorurati ( PCB ) si materiale radioactive pot ajunge la nivele periculoase de acumulare si pot sa urce in lantul trofic prin intermediul animalelor. De exemplu, moleculele compusilor toxici pot sa se depuna pe suprafata plantelor acvatice fara sa distruga acele plante. Un peste mic care se hraneste cu aceste plante acumuleaza o cantitate mare din aceste toxine. Un peste mai mare sau alte animale carnicore care se hranesc cu pesti mici pot sa acumuleze o cantitate mai mare de roxine. Acest proces se numeste bioacumulare.

Cererea de apa potabila este in crestere continua cit timp populatia globului creste. Din anul 1942 pina in anul 1990 preluarea apei potabile din riuri, lacuri, rezervoare si alte surse a crescut de patru ori. Din totalul apei consumate in Statele Unite ale Americii in 1995, 39 % a fost pentru irigatie, 39 % a fost pentru generarea de curent electric, 12 % a fost folosita pentru alte utilitati ; industria si mineritul au folosit 7 % si restul a fost folosita pentru animalele domestice si in scopuri comerciale.

Apa menajera, apa industriala si produsele chimice folosite in agricultura, cum ar fi ingrasamintele si pesticidele sunt principala cauza a poluarii apelor. In Statele Unite ale Americii, 37 % din lacuri si estuare si 36 % din riuri sunt prea poluate pentru practicarea pescuitului sau inotului in cea mai mare parte a anului. In tarile in curs de dezvoltare, mai mult de 95 % din apa menajera este aruncata in riuri si golfuri, creind un risc major pentru sanatatea umana.

1

Page 2: Metode Si Tehnici de Depoluare a Apelor

Ingrasamintele chimice cum ar fi fosfatii si nitratii folositi in agricultura in agricultura sunt varsate in lacuri si riuri. Acestea se combina cu fosfatii si nitratii din apa menajera si maresc viteza de dezvoltare a algelor. Apa poate sa ajunga “ sufocanta “ din cauza algelor care sunt in descompunere si care epuizeaza oxigenul din ea. Acest proces, numit eutrofizare, poate cauza moartea pestilor si a altor forme de viata acvatice. La sfirsitul anilor '90 in apele dintre Golful Delaware si Golful Mexic au murit mii de pesti din cauza dezvoltarii unei forme toxice de alge numita Pfisteria piscicida. Se crede ca motivul pentru dezvoltarea acestei specii toxice de alge a fost saturarea cu apa a terenului agricol, excesul de apa ajungind in riuri si apoi in mare, fosfatii si nitratii ajutind dezvoltarea algelor. Inundatiile duc pesticidele toxice si deseurile urbane si industriale in lacuri si riuri.

Eroziunea contribuie si ea la poluarea apelor. Pamintul si namolul duse de apa de pe dealurile defrisate, paminturile arate sau de pe terenurile de constructie pot sa blocheze cursul si sa omoare vegetatia acvatica. Chiar si cantitati mici de namol pot sa elimine unele specii de pesti. De exemplu, cind defrisarile indeparteaza invelisul de plante al versantilor dealurilor, ploaia poate sa duca pamint si namol in riuri, acoperind pietrisul din albia unui riu unde pastravii sau somonii isi depun icrele.

Pescariile marine naturale suportate de ecosistemul oceanului sunt o sursa esentiala de proteine, mai ales pentru oamenii din tarile in curs de dezvoltare. Totusi, poluarea din golfuri si estuare ameninta rezervele de peste care si asa sunt aproape epuizate din cauza pescuitului excesiv. In 1989, 260000 barili de petrol s-au varsat din petrolierul Exxon Valdez in Strimtoarea “ Prince William “ din Alaska, un vechi si bogat loc de pescuit. In 1999 s-au raportat 8539 accidente petroliere in apele si in jurul apelor Statelor Unite ale Americii, varsindu-se 4.1 miliarde de litri de petrol.

2

Page 3: Metode Si Tehnici de Depoluare a Apelor

Apa folosita in scopuri casnice sau industriale se reintoarce in natura cu proprietati modificate, purtind cu sine deseuri ( reziduuri ) antrenate sau dizolvate. Indepartarea reziduurilor pe cale umeda pare a fi o solutie optima si economica, dar sarcina de a elimina deseurile din apa este lasata pe seama naturii. Astazi insa, cind necesitatile de apa sunt din ce in ce mai mari, posibilitatile naturi sunt de multe ori depasite, iar consecintele se resimt imediat : calittaea surselor de apa este alterata, viata acvatica este periclitata, utilizarea ulterioara devine dificila sau chiar imposibila.

O asemenea “ rezolvare “ se dovedeste profund daunatoare, caci apele uzate devin in majoritatea cazurilor poluate, aducatoare de pagube si de moarte. Primul semnal de alarma la aparitia poluarii il dau vietuitoarele acvatice marunte. Pentru stabilirea modificarii calitatii apei, sensibilitatea microorganismelor prezinta o importanta deosebita. In miscare sau fixate pe fund sau pe maluri, traiesc miliarde de vietati microscopice care se localizeaza unde gasesc conditii fizico-chimice favorabile ( temperatura, lumina, oxigen dizolvat, saruri etc. ). La rindul lor ele influenteaza compozitia apei si pot asimila, in anumite limite, substantele aduse de apele uzate.

Starea de poluare a apelor poate fi controlata si redusa. In acest scop se utilizeaza doua tipuri de procedee, aplicate cu mai multa sau mai putina consecventa de organismele de conducere si conceptie tehnica.

3

Page 4: Metode Si Tehnici de Depoluare a Apelor

Primul grup de procedee se caracerizeaza printr-o « maniera de conducere preventiva «  si include toate metodele care urmaresc limitarea evacuarii de reziduri in ape.

Inca din faza de proiectare a instalatiilor industriale, de transport, edilitare etc., trebuie adoptata o conceptie orientata diametral opus fata de vechile conceptii, conform carora «  apa spala tot « .

Astfel, reziduurile solide, in special substantele cu mare toxicitate, nu este neecesar sa fie antrenate pe cale umeda, ci, pot fi evacuate la halte sau crematorii.

Se cauta reducerea consumurilor de apa in industrie, prin recircularea apei, folosita ca agent de racire si reintroducerea in sistem a celei utilizate ca solvent, dupa corectarea adecvata a calitatii.

In al doilea grup de procedee se incadreaza diferitele metode de epurare a apelor uzate. Apele uzate trebuie sa fie supuse unor tratamente prin care sa se inlature incarcarea lor cu poluanti pina la o anumita limita.

Epurarea cuprinde o succesiune de procese fizice si chimice, biologice si fizico-chimice necesare pentru inlaturarea diferitelor categorii de poluanti.Pentru distrugerea germenilor patogeni se mai include operatia de dezifectie prin tratarea cu clor sau azot.

Depoluarea microbiologica a apelor uzate

Apa este necesara vietii pe pamint. Toate organismele contin apa : unele traiesc in ea, altele o beau. Plantele si animalele au nevoie de apa moderat de pura si nu pot supravietui daca apa e contaminata de substante toxice sau cu microorganisme periculoase. Poluarea apei din riuri, lacuri, a apei subterane, golfuri sau oceane cu substante daunatoare fiintelor vii poate omori un numar mare de pesti, pasari si alte animale, inclusiv a tuturor membrilor unei specii din zona poluata. Oamenii care beau apa poluata se pot imbolnavi, iar la o expunere mai indelungata pot dezvolta diferite forme de cancer sau se pot naste copii cu defecte la nastere.

Poluantii din apa rezulta din numeroase activitati antropice : industrie, orase, agricultura. Poluantii care provin din surse industriale pot curge din tevile unor fabrici sau se pot scurge din rezervoarele de depozitare subterane. Uneori, intreprinderile elimina poluantii in canalizarea oraselor, crescind varietatea poluantilor in zonele municipale. Orasele si alte comunitati rezidentiale contribuie in principal cu ape combinate cu chimicale folosite in gospodarie.Poluantii proveniti din agricultura, cum ar fi gospodarii, pasuni si ferme contribuie cu dejectii animale, ingrasaminte si sedimante provenite din eroziune.

Apele naturale trebuie supuse unor procedee adaptate scopului pentru care urmeaza sa fie folosita apa respectiva.Aceste tratamente sunt cu atit mai necesare, cu cit se face apel din ce in ce mai mult

4

Page 5: Metode Si Tehnici de Depoluare a Apelor

la apele de suprafata, de obicei puternic impurificate. Alimentarile cu apa constituite prentru centrele populate si pentru industrie dotari indispensabile.

Uzina de tratare a apei cuprinde instalatiile aferente procedeelor de corectare a proprietatilor apei. Avind in vedere marea varietate a compozitiei apelor naturale, ceea ce face sa nu existe doua ape identice, nu exista nici o tehnologie sau schema sablon de tratare a apelor, ci de la cza la caz, trebuie aplicate anumite operatiuni de tratare a apei, a caror combinare intr-un proces tehnologic eficient, rezulta dintr-un studiu experimental temeinic, executat in prealabil in laborator si eventual in instalatii pilon.

Procese fizice

Procesele fizice de epurare sunt acelea in care substantele poluante nu sufera in cursul separarii lor din apa transformari in alte substante. Principalele grupe de procese fizice de epurare au la baza actiunea fortelor gravitationale, centrifuge sau alte mecanisme.

1. SedimentareaSedimentarea este procesul de separare a particulelor solide aflate in

suspensie intr-un fluid, sub actiunea a trei forte : gravitationala, arhimedica si de rezistenta a fluidului.

Ca operatie de epurare a apelor reziduale, acest proces se realizeza prin utilizarea unor bazine denumite decantoare care sunt proiectate astfel incit sa asigure o viteza de circulatie a apei cit mai mica, in scopul sedimentarii particulelor grosiere in numar cit mai mare.

2. CentrifugareaCentrifugarea este un proces de separare gravitationala a suspensiilor

din apa in care intervin acceleratii superioare celei corespunzatoare cimpului gravitational al Pamintului. In aceste conditii, se ontin viteze de sedimentare mai ridicate care se traduc prin productivitati mai mari ale instalatiilor si prin obtinerea unor concentrate mai compacte, cu continut mai ridicat de solide.

Factorul de eficacitate sau factorul separarii particulei este raportul dintre forta centrifuga si forta de greutate si poate fi de ordinul , functie de utilajul folosit si scopul urmarit prin aplicarea acestui procedeu.

5

Page 6: Metode Si Tehnici de Depoluare a Apelor

3. FiltrareaFiltrarea apei este procedeul de trecere a acesteia printr-un mediu

poros la care are loc retinerea unor constituienti sub actiunea unei diferente de presiune. Procedeele de tratare a apelor reziduale prin filtrare ( prin membrana ) se deosebesc intre ele prin ordinul de marime a particulelor care se separa din apa, respectiv prin marimea porilor membranei prin care are loc separarea. Prin microfiltrare se separa particulele coloidale ( microparticule ) din suspensii apoase, prin ultrafiltrare microparticulele si moleculele mari, iar prin osmoza inversa se separa si ionii sarurilor dizolvate in apa.

4. AdsorbtiaAdsorbtia are la baza fenomenul de retinere pe suprafata unui corp a

moleculelor unei substante dizolvate in apa. Materialul solid sau lichid pe care are loc retinerea se numeste adsorbant, iar subsatnta care este retinuta adsorbat.

Adsorbtia permite retinerea unor poluanti chiar cind acestia sunt prezenti in concentratii mici si prezinta selectivitate pentru anumite substante.

Dupa modul in care se realizeaza contactul intre apa de epurat si adsorbant se disting adsorbtia statica si cea dinamica.In primul caz adsorbantul fin divizat este agitat cu apa si dupa un anumit timp este separat prin decantare sau filtrare. In cazul adsorbtiei dinamice, apa uzata strabate in flux continuu un start fix, mobil sau fluidizat de adsorbant.

Pentru alegerea adsorbantului si pentru stabilirea conditiilor de exploatare optime se recomanda efectuarea prealabila de teste de laborator.

Substantele adsorbante cele mai cunoscute in practica epurarii sunt : carbunele activ, gelul de silice, paminturile decolorate, sitele moleculare, fibre de bumbac si de Asclepias.

5. DistilareaDistilarea este procesul de epurare a apelor uzate ce consta in trecerea

apei in faza de vapori prin incalzire, urmata de condensarea vaporilor. Datorita volatilitatii reduse a majoritatii impuritatilor dizolvate, se obtine, de obicei, o apa de calitate net imbunatatita. Prin distilare se indeparteaza si materiile in suspensie, iar microorganismele sunt distruse aproape in totalitate.

In practica epurarii apelor reziduale, distilarea este un proces neutilizat din cauza consumului energetic ridicat pentru vaporizarea apei. Totusi, chiar in conditiile actuale, distilarea poate fi justificata cind este folosita pentru concentrarea unor efluenti cu toxicitate mare, care urmeaza a fi distrusi prin incinerare.

6. Flotaţia

6

Page 7: Metode Si Tehnici de Depoluare a Apelor

Flotaţia constă în eliminarea unor particule din suspensia apoasă pe baza acţiunii forţei ascensionale (arhimedice) asupra acestor particule. Pentru ca forţa ascensională să depăşească forţa de greutate este necesar ca particula să aibă densitatea mai mică decât a lichidului. În afara unor cazuri limitate, totuşi, ca număr (uleiuri, grăsimi) majoritatea particulelor au densitatea mai mare decât apa. Un procedeu de creştere a forţei ascensionale constă în ataşarea unei bule de aer particulei, astfel încât ansamblul particulă/bulă de aer să aibă densitatea adecvată pentru scopul urmărit şi să efectueze o mişcare ascendentă. Bulele de aer necesare procesului de flotaţie se formează prin diverse procedee: agitare mecanică şi dispersarea aerului aspirat, alimentarea cu aer comprimat prin intermediul unor difuzoare poroase sau prin alte procedee. Particulele ridicate la suprafaţa apei intră în spuma formată prin dozarea unui reactiv denumit spumant. Spuma are rolul de a reţine particulele până când sunt îndepărtate cu ajutorul unei raclete răzuitoare. Flotaţia, ca operaţie de concentrare a particulelor ridicate în spumă prin mecanismul de ataşare a particulei cu bula de aer, poate fi privită ca un sistem bifazic suspensie-spumă în care turbulenţa curgerii suspensiei şi volumul de aer introdus în maşina de flotaţie are un rol deosebit de important. Flotaţia reprezintă un procedeu avantajos pentru separarea metalelor grele din soluţii apoase diluate, deoarece consumul energetic este redus şi în plus constituie o operaţie de separare rapidă comparativ, de exemplu, cu sedimentarea. Totuşi flotaţia nu este larg răspândită ca procedeu de epurare din cauza complexităţii impurităţilor din suspensie şi a caracteristicilor fizico-chimice ale acestora .

Procese chimice

Procesele chimice de epurare sunt acelea în care poluanţii sunt transformaţi în alte substanţe mai uşor de separat (precipitate insolubile, gaze care pot fi stripate), cu nocivitate mai scăzută sau mai susceptibile de a fi îndepărtate prin alte procese de epurare (de exemplu prin procese biologice).

1. OxidareaIniţial, utilizarea oxidanţilor pentru tratarea apei a avut ca scop

sterilizarea, mai exact, distrugerea germenilor patogeni. Reactivii folosiţi au fost permanganatul de potasiu, clorul şi compuşii lui, bromul, iodul şi chiar apa oxigenată.În prezent, cei mai folosiţi reactivi sunt clorul, ozonul şi dioxidul de clor.

Ozonul are avantajul de a acţiona complementar pentru eliminarea multor micropoluanţi, pentru ameliorarea gustului, mirosului şi culorii.

Permanganatul de potasiu nu este utilizat decât pentru proprietăţile sale auxiliare în procesul decolorării, al demanganizării şi, uneori, se foloseşte drept coagulant.

Clorul este utilizat pentru potabilizarea apelor şi pentru tratarea apelor uzate. În cazul apelor uzate clorul e folosit pentru oxidarea cianurilor,

7

Page 8: Metode Si Tehnici de Depoluare a Apelor

hidrogenului sulfurat, amioniacului şi unele substanţe organice. Clorul are dezavantajul că prin reacţia cu unele substanţe organice din apă formează compuşi halogenaţi a căror nocivitate este recunoscută .

Bioxidul de clor (ClO2) e un agent de oxidare larg utilizat datorită caracterului său oxidant. Se utilizează, de exemplu, pentru eliminarea ionilor metalici din apele potabile şi uzate .

Utilizarea acestor reactivi se bazează pe reacţia de oxidare a cărei finalitate este atât dezinfectarea apei, cât şi trecerea unor compuşi din soluţie în precipitat (Fe, Mn, sulfuri) .

2. Coagularea şi floculareaCoagularea este procesul fizico-chimic prin care particulele minerale

foarte fine (d=10-6m) şi particulele cu diametrul de ordinul milimicronilor (d=10-9m –particule coloidale) sunt eliminate din apă ca rezultat al tratării cu reactivi chimici adecvaţi, deoarece aceste particule, datorită fineţii lor, nu pot fi eliminate prin procedeul sedimentării gravitaţionale.

Întrucât particulele coloidale sunt prezente în aproape toate categoriile de ape uzate, coagularea este unul dintre procesele de epurare care îşi găseşte o aplicare largă în practică .

Flocularea chimică constă în sedimentarea substanţelor prin adăugare de reactivi şi se foloseşte în operaţiile de epurare a apelor uzate. Deşi există numeroase teorii cu privire la stabilitatea coloizilor şi la mecanismele prin care se poate realiza destabilizarea, niciuna dintre acestea nu permite prognoza comportării în detaliu a unui sistem coloid şi, de aceea, în practică această comportare este evidenţiată prin teste experimentale .

3. Schimbul ionicEpurarea apelor reziduale prin schimb ionic se bazează pe reacţiile ce

au loc între ionii din apa mineralizată şi schimbătorul de ioni, care este o substanţă granulară insolubilă.

Structura moleculară a schimbătorilor de ioni este alcătuită din radicali acizi sau bazici şi ionii aferenţi. Prin intrarea în contact cu apa mineralizată ionul din apa mineralizată va forma împreună cu radicalul schimbătorului de ioni o nouă substanţă care va diminua astfel concentraţia lui în apa supusă tratării. Se poate spune astfel că are loc un schimb ionic.

Deoarece reacţia de schimb ionic este reversibilă, regenerarea schimbătorului de ioni este posibilă, fiind suficient să se pună schimbătorul în contact cu acizi pentru cationiţi şi cu baze pentru anioniţi. În această reacţie de regenerare, potenţialul de schimb depinde de tăria acidului sau a bazei care se formează, adică radicalul schimbătorului + ionii H+ sau OH- .

4. NeutralizareaNeutralizarea este procesul prin care pH-ul unei ape uzate, având

valori în afara intervalului favorabil dezvoltării florei şi faunei acvatice (aproximativ 6,5-8,5), este reglat prin adaos de acizi sau baze, după caz. Neutralizarea apei are ca efect şi micşorarea însuşirilor corozive ale apei care pot determina degradarea materialelor cu care vine în contact (conducte, construcţii şi instalaţii de transport sau de epurare) .

8

Page 9: Metode Si Tehnici de Depoluare a Apelor

Apele acide se pot neutraliza prin tratare cu lapte de var, Ca(OH)2, sodă caustică sau carbonaţi cu caracter bazic, iar apele alcaline se pot neutraliza cu substanţe ce conţin acizi sau oxizi acizi (CO2 de exemplu) .

Procese biologice

Substanţele organice pot fi îndepărtate din apă de către microorganismele care le utilizează ca hrană, respectiv drept sursă de carbon. O parte din materiile organice utilizate de către microorganisme servesc la producerea energiei necesare pentru mişcare sau pentru desfăşurarea altor reacţii consumatoare de energie, legate de sinteza de materie vie, respectiv de reproducerea microorganismelor. Epurarea realizată cu ajutorul microorganismelor este numită biologică. Ea se desfăşoară prin reacţii de descompunere şi de sinteză, mijlocite de enzime, catalizatori biologici generaţi de către celulele vii.

Epurarea biologică se realizează pe baza unui transfer de materiale dinspre apă spre celulele vii şi dinspre acestea înapoi spre masa de apă. În prima fază, impurităţile trec din apa uzată spre filmul, floconul sau alte forme sub care apare masa de microorganisme (biomasă) prin contactul interfacial şi prin procese de adsorbţie-desorbţie. Substanţele de la interfaţă sunt adsorbite şi transformate în prezenţa enzimelor din celula vie. Drept rezultat sunt sintetizate celule noi, iar produşii finali de descompunere trec înapoi în apă, de unde cei volatili se degajă în atmosferă .

După tipul microorganismelor care asigură îndepărtarea poluanţilor organici din apă se disting procesele aerobe şi cele anaerobe.

Microorganismele implicate în procesele aerobe necesită pentru metabolism oxigen. În mod normal, necesarul de oxigen este acoperit de oxigenul molecular dizolvat în apă, prezent în proporţie foarte mică2 faţă de cea din aer. Aceasta face mediul acvatic foarte sensibil la nevoile de oxigen ale microorganismelor, în sensul că poate deveni cu uşurinţă deficitar în oxigen. Principalele produse finale ale degradării aerobe sunt bioxidul de carbon, apa, nitraţii.

În absenţa oxigenului dizolvat, organismele aerobe pier, iar locul lor este luat de organismele anaerobe sau facultativ anaerobe care folosesc oxigenul din materia organică sau din unele combinaţii anorganice. Cei mai importanţi produşi de descompunere anaerobă sunt bioxidul de carbon şi metanul.

Capacitatea de epurare a unei instalaţii biologice depinde de masa de microorganisme pe care o conţine. Ea este limitată de cantitatea de poluanţi care poate fi asimilată de unitatea de biomasă în unitatea de timp. De aceea, cantitatea de poluanţi organici aplicată în unitatea de timp unităţii de biomasă este la rândul său limitată.

Atât în procesele aerobe cât şi în cele anaerobe înmulţirea microorganismelor determină formarea de biomasă nouă, care este unul dintre produsele concentrate ale epurării biologice.

9

Page 10: Metode Si Tehnici de Depoluare a Apelor

Procesele anaerobe au o mai mare răspândire decât cele aerobe datorită dezavantajelor pe care le prezintă acestea din urmă: spaţii mai mari, eficienţă de eliminare mai scăzută, consum energetic mai mare, producerea în exces de nămol, emisii poluante în mediul înconjurător. Totuşi procesele aerobe sunt utilizate în practică, separat sau în combinaţie cu procesele anaerobe, ca fază de post tratare anaerobă .

1. Procese aerobeÎn practică, epurarea biologică aerobă se realizează în construcţii în

care biomasa este fie suspendată în apă sub formă de flocoane, fie este fixată pe suprafaţa unui suport solid sub forma unei pelicule gelatinoase. În ambele cazuri, sistemele sunt aprovizionate cu oxigen

Concomitent cu asimilarea combinaţiilor organice ale carbonului, microorganismele acţionează şi asupra compuşilor cu azot. Astfel, azotul din substanţele organice este transformat treptat în amoniac, azotiţi şi azotaţi (nitrificare) şi în final în azot molecular (denitrificare).

În linii mari, apa uzată este introdusă într-un bazin de aerare care conţine o suspensie de flocoane biologice şi în care se administrează oxigenul necesar respiraţiei. Debitul oxigenului introdus depinde de cantitatea de biomasă din sistem şi de debitul poluanţilor organici care trebuie degradaţi. Pe măsura admisiei de apă uzată, suspensia din bazinul de aerare trece într-un decantor secundar, unde biomasa este separată prin decantare, iar apa epurată este evacuată din sistem. O parte din biomasa sedimentată, corespunzătoare vitezei de înmulţire a microorganisme-lor, este eliminată din sistem, dar cea mai mare parte este readusă în bazinul de aerare.

Epurarea biologică aerobă în sisteme cu biomasa fixată sub formă de peliculă pe un suport solid se realizează, de asemenea, în mai multe variante, dintre care cea mai uzuală o constituie filtrele biologice. Ca material filtrant se folosesc, de exemplu, bucăţi de rocă concasată, ceramică sau materiale filtrante din alte materiale (mai ales din mase plastice).

După un anumit timp de la începerea alimentării cu apă uzată, pe suprafaţa materialului filtrant se formează o peliculă gelatinoasă de microorganisme care elimină poluanţii organici din apă utilizând pentru respiraţie oxigenul din aer .

2. Procese anaerobeEpurarea anaerobă a apelor uzate, spre deosebire de cea aerobă, se

realizează în incinte închise ferite de accesul oxigenului care inhibă activitatea microorganismelor anaerobe.

Epurarea anaerobă a apelor uzate poate fi intensificată prin ridicarea temperaturii în bazinul de fermentare la valori de 20-400 oC sau mai mari, de 45-600 oC , dar poate avea loc şi la temperaturi de 10-200 oC .

Epurarea anerobă a apelor uzate prezintă faţă de cea aerobă avantaje mai ales din punct de vedere energetic, întrucât treapta de aerare, mare consumatoare de energie electrică, este eliminată, iar din descompunerea poluanţilor organici rezultă gaze de fermentare combustibile care pot servi la acoperirea unor nevoi de energie din staţia de epurare. Pe de altă parte,

10

Page 11: Metode Si Tehnici de Depoluare a Apelor

producţia de nămol excedentar este nulă sau neînsemnată; prin aceasta se evită cheltuielile legate de evacuarea finală a unor astfel de nămoluri.

Prin procesele anaerobe pot fi obţinute grade de îndepărtare din apă a poluanţilor organici cuprinse între 50-90% la încărcări organice care uneori pot să le depăşească pe cele realizate la instalaţiile de epurare aerobă, ceea ce duce la scăderea cheltuielilor de investiţii. Experienţa a demonstrat că procesele de epurare anaerobă pot fi aplicate şi apelor uzate cu conţinut relativ scăzut de poluanţi organici. În acest fel, epurarea anaerobă poate asigura în multe cazuri îndepărtarea înaintată a substanţelor organice fără a mai fi necesară asocierea unei trepte finale de epurare biologică aerobă.

Procesele anaerobe se aplică pentru apurarea apelor uzate din zootehnie, industria alimentară, industria textilă şi a pielăriei, precum şi anumitor ape uzate din industria chimică .

Un dezavantaj al proceselor anaerobe este durata mai mare de timp în care se desfăşoară reacţiile, deoarece viteza de creştere a bacteriilor este mai lentă şi este condiţionată de o serie de parametri, precum pH-ul, toxicitatea compuşilor şi supraîncărcarea cu poluanţii ce trebuie eliminaţi .

Protectia apelor se suprafata si subterane are ca obiectiv mentinerea si amelioararea calitatii acestora.Principalele masuri in acest scop sunt :

interzicerea evacuarii la intimplare a reziduurilor de orice fel care ar putea polua apa si, in primul rind, a apelor reziduale, comunale si industriale. Acestea trebuie colectate si indepartate prin sisteme de canalizare sau instalatii locale de colectare ;

construirea de instalatii de epurare a apelor reziduale ale localitatilor si unitatilor zootehnice si industriale ;

depozitarea reziduurilor solide in locuri special amenajate astfel incit acestea sa nu fie antrenate sau purtate in sursele de apa de suprafata sau subterane.

BIBLIOGRAFIE

11

Page 12: Metode Si Tehnici de Depoluare a Apelor

1. ro.wikipedia.org/wiki/Poluare2. www.poluarea.org/3. www.regielive.ro

12


Recommended