218640359 Procedee Si Echipamente de Epurare a Apei

Embed Size (px)

Citation preview

  • UNIVERSITATEA PETRU MAIOR TG. MURE FACULTATEA DE INGINERIE

    SPECIALIZAREA INGINERIA I PROTECIA MEDIULUI N INDUSTRIE

    PROCEDEE I ECHIPAMENTE DE EPURARE A APELOR

    Suport de curs

    Anul IV, specializarea IPMI

    2011

  • 2

    CUPRINS

    Introducere .......................................................................................................................................................... 4

    Resursele de ap i necesarul de ap la nivel mondial si naional ................................................................... 4

    Domeniile de utilizare a apei ............................................................................................................................ 6

    Capitolul 1. Epurarea apelor uzate oreneti ................................................................................................. 9

    1.1. Evacuarea apelor uzate industriale n reeaua de canalizare oreneasc ............................................... 9

    1.2. Caracteristicile apelor uzate ....................................................................................................................10

    1.3. Determinri specifice apelor uzate .........................................................................................................16

    Capitolul 2. Calitatea apei................................................................................................................................ 20

    2.1. Necesitatea proteciei calitii apelor .....................................................................................................20

    2.2. Clasificarea polurii apei ..........................................................................................................................21

    2.3. Surse de poluare a apei ...........................................................................................................................22

    2.4. Agenii poluani ai apei ............................................................................................................................22

    2.5. Urmrile polurii apei ..............................................................................................................................23

    2.6. Obiectivele Directivei Cadru privind Apa (2000/60/EC) ..........................................................................23

    2.7. Elemente de monitoring a calitii apelor ...............................................................................................25

    Capitolul 3. Metode de epurare a apelor industriale uzate .......................................................................... 27

    3.1. Sedimentarea particulelor greu solubile din apele industriale uzate .....................................................28

    3.2. Neutralizarea apelor industriale uzate ....................................................................................................29

    3.3. Separarea particulelor solide prin centrifugarea apei uzate ...................................................................30

    3.4. Filtrarea apelor industriale uzate ............................................................................................................31

    3.5. Separarea particulelor n suspensie prin flotaie ....................................................................................32

    3.6. Separarea unor substane prin extracie .................................................................................................34

    3.7. Epurarea apelor industriale uzate prin adsorbie ...................................................................................37

    3.8. Epurarea apelor industriale uzate prin distilare ......................................................................................40

    3.9. Epurarea apelor industriale uzate prin ngheare ...................................................................................40

    3.10.Epurarea apelor industriale uzate prin spumare....................................................................................41

    3.11. Separarea poluanilor cu ajutorul membranelor ..................................................................................41

    3.12. Epurarea apelor industriale uzate prin schimb ionic .............................................................................45

    3.13. Oxidarea i reducerea compuilor poluani din apele industriale uzate ...............................................46

    3.14. Reinerea substanelor poluante prin precipitare .................................................................................48

    3.15. Dezinfecia apelor industriale uzate ......................................................................................................49

    Capitolul 4. Elemente de baz n proiectarea staiilor de epurare ............................................................... 51

    4.1. Stabilirea debitelor apelor uzate .............................................................................................................51

    4.2. Organizarea statiilor de epurare .............................................................................................................52

  • 3

    4.3. Sistemele de canalizare ...........................................................................................................................53

    4.4. Bazele teoretice ale proceselor de epurare a apelor uzate ....................................................................54

    4.5. Clasificarea procedeelor de epurare .......................................................................................................56

    4.6. Autoepurarea apelor ...............................................................................................................................59

    4.7. Evacuarea apelor uzate n emisari ...........................................................................................................60

    CAPITOLUL 5. Epurarea mecanic a apelor uzate ..................................................................................... 64

    5.1. Construcia i funcionarea grtarelor ....................................................................................................64

    5.2. Construcia i funcionarea sitelor ..........................................................................................................72

    5.3. Construcia si funcionarea separatoarelor de ulei .................................................................................75

    5.4. Separarea suspensiilor fine. ....................................................................................................................85

    5.4. Sedimentarea nisipului din apele uzate ..................................................................................................95

    5.5. Construcia i funcionarea decantoarelor primare ..............................................................................103

    Capitolul 6. Epurarea biologic a apelor uzate............................................................................................ 119

    6.1.Aspecte generale ....................................................................................................................................119

    6.2. Metabolismul bacterian ........................................................................................................................120

    6.3. Procesele de dezasimilaie ....................................................................................................................121

    6.4. Procesele de asimilaie ..........................................................................................................................121

    6.5. Biodegradabilitatea i tratabilitatea ......................................................................................................121

    6.6. Epurarea biologic artificial .................................................................................................................122

    6.7. Epurarea biologic cu nmol activ .........................................................................................................123

    6.8. Construirea i funcionarea instalaiilor de epurare cu nmol activ ....................................................124

    6.9. Construcia si funcionarea decantoarelor secundare ..........................................................................130

    CAPITOLUL 7. Epurarea avansat (teriar) a apelor uzate ................................................................... 132

    7.1. Metode de eurare avansata. .................................................................................................................133

    7.2. Bazine cu nmol activ i filtre biologice .................................................................................................138

    7.3. Epurarea chimic avansat ....................................................................................................................140

    Capitolul 8. Fiabilitatea echipamentelor i a proceselor de epurare a apelor ........................................... 143

    8.1. Noiuni generale privind fiabilitatea......................................................................................................143

    8.2. Noiuni generale privind mentenabilitatea ...........................................................................................144

    8.3. Noiuni generale privind disponibilitatea ..............................................................................................145

    8.4. Tipuri de defecte ale instalaiilor de epurare ........................................................................................147

    8.5. Fiabilitatea proceselor de epurare ........................................................................................................148

    Bibliografie ...................................................................................................................................................... 149

  • 4

    INTRODUCERE

    Este cunoscut, din vechime, c cei patru factori care stau la baza oricrei forme de via, de activitate, pe Pmnt, sunt apa, aerul, solul i focul.

    Se cunoate, din istorie, c primele aezri umane au aprut n apropierea cursurilor de ap; nici o activitate uman nu este posibil fr ap.

    n unele instituii care se ocup cu gospodrirea apelor se poate ntlni sintagma APA ESTE VIAA, care reprezint, sintetic, importana apei ca factor esenial pentru om, ca parte a regnului animal i vegetal.

    n actualul stagiu de dezvoltare economico-social, caracterizat printr-o dinamic fr precedent, pe de-o parte, i caracterul limitat al resurselor naturale, pe de alt parte, apa, una din cele mai importante resurse naturale, trebuie bine gospodrit, pentru a preveni criza apei, termen ce apare din ce n ce mai frecvent n prognozele unor organizaii internaionale.

    Avertismentul oamenilor de tiin despre o posibil criz a apei la nivel planetar, a determinat Organizaia Naiunilor Unite s stabileasc ziua de 22 Martie drept Ziua Mondial a Apei, scopul fiind un plan de aciune la nivel individual, naional, regional i internaional pentru utilizarea raional a apei.

    Grija pentru o gospodrire raional a apelor se datoreaz caracteristicilor apei, ca resurs natural:

    resursele de ap au un caracter limitat; resursele de ap ale unui bazin hidrografic (sau ale unui regiuni, ri) se refac periodic, dar ele nu pot crete n timp;

    resursele de ap au o distribuie inegal n timp i spaiu; ele sunt difereniate fa de distribuia n timp i spaiu a cerinelor de ap;

    resursele de ap au posibiliti limitate (din punct de vedere tehnico-economic) de a fi transferate ntre regiuni sau bazine hidrografice diferite;

    apele de suprafa sunt puternic influenate de om, att din punct de vedere cantitativ (captri) ct i calitativ (evacuarea de ape uzate mai mult sau mai puin epurate);

    apa este o resurs reutilizabil; aceeai cantintitate de ap poate fi utilizat -dac din punct de vedere calitativ corespunde - de mai muli utilizatori, prin captri i restituii succesive;

    apa este un important factor de mediu; buna lui gospodrire este o obligaie care deriv din cerinele decurgnd din legislaia de protecia mediului.

    RESURSELE DE AP I NECESARUL DE AP LA NIVEL MONDIAL SI NAIONAL

    Dei suprafaa pmntului este acoperit n proporie de peste 78 % cu ap, doar 2,5 % din aceast ap poate fi considerat ca fiind surs pentru ap potabil. Desigur, acum exist tehnologii pentru desalinizarea apelor din mri i oceane, dar costurile operaiilor de desalinizare sunt ridicate i doar rile foarte bogate pot apela la aceast tehnologie. Conform unui raport al Comisiei pentru Dezvoltarea Durabil al Naiunilor Unite, numai 0,007% din resursele totale de ap proaspat ale Pmntului sunt accesibile pentru necesitile umane.

    Rezervele de ap potabil ale globului sunt localizate n: gheari - 24 mln km3; lacuri i ruri cu ap dulce- 230 mln km3; atmosfer, 14 mln km3.

    Din punct de vedere calitativ, din totalul hidrosferei, 97% este ap srat, iar diferena se gsete n gheari, lacuri i fluvii, ruri, ape subterane i n atmosfer.

    Consumul de ap d gradul de civilizaie al unei ri. El variaz ntre 3 litri/om/zi n zonele aride ale Africii i 1054 litri/om/zi la New York.

  • 5

    Problema consumului de ap este foarte important: de exemplu dac fiecare om ar consuma n medie 200 litri zilnic, n cursul unui an ar trebui ca nlimea pnzei de ap s scad cu 0,64 mm.

    Din datele Organizaiei Mondiale a Sntii cantitatea minim de ap necesar organismului uman este de 5 litri/ 24 ore, din care aproximativ 1,5-2 litri o reprezint apa consumat ca atare. La aceast cantitate de ap, care acoper nevoile pur fiziologice ale omului, se adaug ns, cantiti mult mai mari de ap utilizat de om n diferite alte scopuri fie casnice, fie industriale. Astfel pentru nevoile individuale reprezentate de apa utilizat pentru curenia corporal, omul foloseste zilnic n medie 40 litri de ap, la care se adaug nevoile gospodresti de pregtire a alimentelor, de ntreinere a cureniei locuinei i a mbracminii, etc.

    La aceste utilizri se adaug acoperirea nevoilor industriale reprezentate de apa folosit ca materie prim, ca solvent sau ca separator pentru substane cu densiti diferite, la spalarea unor produse sau purificarea altora, la splarea i ntreinerea diverselor aparate i maini- unelte, la rcirea unor medii de lucru etc.

    De asemenea apa este folosit pentru alimentarea i ngrijirea animalelor, a adposturilor pentru animale, pentru irigaii, consumul fiind i n acest caz, semnificativ.

    O statistic a O.N.U. arat c asistm la o cretere a consumului de ap n lume, cretere care se produce n progresie geometric i care a determinat ca n unele zone ale pmntului s se resimt acut lipsa de ap.

    Romnia este considerat o ar european cu resurse de ap limitate; n regim natural, pot fi utilizate numai 5 miliarde m

    3/an.

    Resursele de ap posibil de a fi potabilizate in Romania, sunt constituite din: ruri interioare; lacuri naturale sau artificiale; fluviul Dunarea (apele Mrii Negre nu sunt luate n considerare datorit dificultilor

    tehnice si economice ale proceselor de desalinizare);

    apele subterane. Distribuia resurselor de ap n interiorul rii este inegal; n zona montan, reprezentnd

    21% din suprafa furnizeaz 6% din volumul mediu anual de ap, n timp ce zona de cmpie, care reprezint cca.48% din suprafa, contribuie numai cu 10% la debitul apelor de suprafa. n acest fel se explic importana lacurilor de acumulare construite n zona superioar a bazinelor hidrografice, pentru o gospodrire ct mai raional a apelor.

    In figura 1 sunt prezentate consumurile de ap din Romnia n perioada 2006-2009, tocmai pentru a ne face o imagine privind aceast problem.

    Figura 1. Consumurile de ap din Romnia n perioada 2006-2009

    n ultimul deceniu se lucreaz dup conceptul de utilizare durabil a resurselor de ap care fac parte integrat din conceptul de dezvoltare durabil.

    agricultur 14,8%

    populaie 32,5%

    industria 52,2%

  • 6

    Apa nu numai c trebuie s fie prezent n cantiti importante, dar ea trebuie s ndeplineasc anumite criterii de calitate.

    DOMENIILE DE UTILIZARE A APEI

    In raport cu resursele de ap relativ limitate, cerinele de ap ale omenirii au cunoscut o cretere continu, de la 1,4 miliarde m3 n anul 1950 - la circa 20,40 miliarde m3 n anul 1989, din care:

    11 % ap potabil pentru populaie i domeniul public; 44 % ap potabil i industrial pentru ageni economici ; 45% ap pentru irigaii, zootehnie i piscicultur.

    Creterea de peste 155 de ori a cerinelor de ap reflect n mare parte dezvoltarea economico-social fr precedent a omenirii, dar n acelai timp ne atrage atenia asupra meninerii unor situaii de utilizare neraional, dar i a risipei de ap.

    Aceste situaii sunt generate att de perpetuarea unor tehnologii de fabricaie mari consumatoare de ap n industrie, n raport cu cele utilizate n alte ri, respectiv folosirea unor norme exagerate de ap la irigarea culturilor, de pierderi de ap n reelele de distribuie i de risip de ap, ct i de insuficienta dotare cu sisteme de msurare a cantitilor de ap prelevate i evacuate, ca i de lipsa unui sistem de parghii economice de constrangere n vederea economisirii apei.

    Creterea consumului de ap a fost nsoit de o cretere a cantitilor de ap uzat, fr ca acest lucru s fie corelat cu dezvoltarea i modernizarea instalaiilor de epurare n vederea creterii capacitilor i a calitii procesului de epurare, concomitent cu asigurarea necesarului de ap de calitate.

    Astfel, conform datelor de la Compania Naional Apele Romne referitor la anul 1990, din totalul apelor uzate evacuate, s-a apreciat c numai 22% din aceste ape uzate au fost epurat corespunztor, conform legislaie de atunci, cca. 50% s-au epurat ineficient, iar aproximativ 28% s-au evacuat n receptori naturali fr epurare, influennd negativ calitatea mediului, ndeosebi a celui acvatic.

    Tendinele actuale n ceea ce privete consumul de ap, vor conduce la o solicitarea exagerat a resurselor de ap, perturband echilibrul acestor resurse, ceea ce ar avea efecte nefavorabile pe termen lung asupra nsi a dezvoltrii economico-sociale a rii.

    Elaborarea i implementarea eficient a unei politici naionale pentru utilizarea rational a resurselor de ap impune urmatoarele prioriti:

    reducerea ritmului de cretere a consumului de ap n toate ramurile economiei naionale;

    raionalizarea i economisirea apei la minimum necesar; scderea cerinelor de ap proaspat din surse naturale i reducerea consumului ap ce

    nu poate fi recuperat; reciclarea i reutilizarea apei de ctre agenii economici; protecia apei impotriva polurii; ntocmirea i aplicarea unei legislaii adecvate; educarea i participarea activ a publicului pentru protejarea resurselor de ap.

    Pentru a putea cunoaste resursele de ap i a modalitile de a le proteja se impune cunoasterea circuitului apei in natur. Circuitul apei n natur este de fapt un proces foarte complex. Din punctul de vedere al evalurii si al protejrii apei trebuiesc urmrii cel puin trei factori importani:

    localizarea diferitelor forme sub care se gsete apa (gheari, ape de suprafa, ape subterane, ape meteorice, etc.)

    procesul de trecere a apei n diverse stri de agregare; sectoarele mari utilizatatoare i consumatoare de ap;

  • 7

    natura activitilor ce pot polua apele. Pentru a putea nelege circuitul apei n natur trebuie s cunoatem mai ntai fenomenele ce

    influeneaz acest circuit. Spre exemplu:

    calculele efectuate au artat, c pe timp de un an, 1m2 de suprafa terestr primete atta energie solar, nct poate s vaporizeze un strat de ap cu grosimea de 1-1,30 m;

    vntul este acela care dup evaporarea apei asigur circulaia i repartiia vaporilor de ap n atmosfer;

    n funcie de temperatur i gradul de saturaie al aerului, apa poate condensa n particule foarte fine, cum ar fi ceaa, sau n particule mai grosiere, lichide sau solide, de tipul norilor;

    n condiii prielnice, norii dau natere la precipitaii, care cad pe suprafaa pmantului sub form de ploaie, grindin sau zpad;

    o parte din apa de precipitaii, cade n fluvii, mri i oceane, de unde rencepe circuitul de evaporare, ns o alt parte din apa condensat, sosit pe uscat, urmeaz i alte destinaii, cum ar fi ptrunderea n sol, formarea unor uvoaie, toreni, care se scurg n praie, ruri, fluvii, apoi n mri i oceane.

    n afara de apa care prin infiltraie ptrunde in sol, apele subterane pot s provin din ape fosile, bine conservate n timp, n diverse straturi geologice etane sau pot s fie aa numitele ape juvenile (apele care se manifest prin emisia de vapori ce provine din erupiile vulcanice, gheizere, mofete, izvoare termale), sintetizate n profunzimea scoarei terestre, innd cont de toi factorii implicai i care pot influena circuitul apei n natur, dar i n mediile saturate (figurile 2 i 3).

    Figura 2. Circuitul apei n natur

  • 8

    Figura 3. Mediul sol-ap i circulaia apei n mediile saturate

  • 9

    CAPITOLUL 1. EPURAREA APELOR UZATE ORENETI

    Satisfacerea nevoilor tot mai crescnde de ap n scopuri casnice, industriale, energetice, pentru agricultur, astzi este tot mai greu de realizat, ca urmare a faptului c astzi apele, att cele subterane, ct i cele de suprafa sunt tot mai poluate. Poluarea apelor se datoreaz n cea mai mare parte dezvoltrii industriale, creterii populaie urbane i legat de aceast situaie deversarea n ruri i lacuri a apelor uzate mai mult sau mai puin epurate.

    Prin ape uzate oreneti se nelege amestecul de ape uzate menajere, industriale, meteorice, de drenaj cu cele de suprafa. Sunt dese cazurile cnd apele uzate menajere conin cantiti mici de impuriti caracteristice apelor uzate industriale, dar aceste ape se trateaz, de obicei, ca i ape uzate oreneti.

    n cele mai multe cazuri este dificil de a aprecia dac o ap uzat din punct de vedere calitativ face parte din categoria apelor uzate menajere sau oreneti. Acest lucru se poate stabili doar n urma analizei compoziiei apei uzate, cnd proiectantul(unei staii de epurare) trebuie s ia o hotrre privind tehnologia de tratare a acestei ape uzate.

    Directiva Consiliului Europei 91/271/2002 transpus prin H.G. 188/2002 definete procesul de epurare, ca fiind ndeprtarea din apele uzate a substanelor toxice, a microorganismelor, etc., n scopul proteciei mediului nconjurtor, a emisarului n primul rnd, dar i a solului i aerului.

    Un proces corect de epurare trebuie s asigure condiii favorabile posibilitii utilizrii n continuare a apei respective pentru nevoile casnice, industriale sau agricole.

    Evacuarea apelor uzate i neepurate sau epurate necorespunztor n emisari, fie c sunt ruri sau lacuri duce la degradarea grav a mediului i pune n pericol sntatea oamenilor. Trebuie remarcat faptul c nc n STAS 1481-76 se prevede n mod explicit ca apele uzate s fie evacuate ntotdeauna n amonte de punctul de captare a apei. n acest mod ntreprinderile ar fi obligate s-i realizeze o epurare de calitate, n caz contrar i-ar introduce n reeaua de ap industrial o ap poluat, improprie procesului tehnologic. Dar majoritatea ntreprinderilor nu respect dispoziiile acestui standard.

    Epurarea apelor uzate se realizeaz n staii de epurare, care fac parte integrant din sistemul de canalizare a oraului sau a platformei industriale, iar mrimea staiei de epurare depinde de debitul apelor uzate i de gradul de poluare a acestei apei.

    1.1. EVACUAREA APELOR UZATE INDUSTRIALE N REEAUA DE CANALIZARE

    ORENEASC

    Apele uzate industriale, care constituie o parte, uneori destul de important a apelor uzate oreneti sunt admise n reeaua de canalizare oreneasc, respectiv n staia de epurare a oraului numai n condiii speciale. Epurarea n comun a apelor uzate menajere cu cele industriale este admis, conform literaturii de specialitate, numai n cazul n care apele uzate industriale nu conin substane care ar putea coroda reelele de canalizare i care nu pun n pericol buna funcionare a staiei de epurare.

    Exist i excepii, cnd tratarea n comun a apelor uzate oreneti i industriale nu este posibil, deoarece unele industrii evacueaz n urma proceselor tehnologice o serie de substane care inhib procesele de epurare. n aceast privin exist normative care reglementeaz modalitatea de evacuare, respectiv interzice evacuarea de substane n suspensie, a cror cantitate, mrime i natur constituie factori agresivi ce pot coroda canalele colectoare, care pot provoca depuneri i colmatarea canalelor sau frneaz curgerea normal a apelor prin canale. Dintre aceste substane, care nu ar trebui s fie deversate n sistemul de canalizare amintim :

    suspensii i alte materiale care se depun n canalele colectoare; corpuri solide plutitoare mai mari de 20 mm; corpuri solide, dure care ar putea coroda canalele colectoare;

  • 10

    pcur, ulei, grsimi, care pot provoca depuneri sau aderene pe pereii conductelor; substane care pot provoca fenomene de coagulare i depuneri n canale; substane care pot produce amestecuri detonante, sau care se pot aprinde, cum ar fi

    benzin, eter, cloroform, acetilen, sulfur de carbon, nmoluri de la staiile de acetilen, etc. substane nocive, care pot pune n pericol viaa personalului de exploatare a staiilor

    de epurare;

    substane inhibitoare ale procesului de epurare (de exemplu: Cu, Cr, Zn, Pb etc.); ape fierbini, cu temperaturi mai mari de 500C.

    Exist anumite precizri privind compoziia apelor uzate industriale care limiteaz accesul acestor categorii de ape, n reeaua de canalizare oreneasc. Astfel este necesar s se respecte limitele urmtoarelor substanele i caracteristici principale ale apelor uzate industriale :

    temperatura maxim 50 grade; pH ul cuprins ntre 6,6 i 11,0; cianuri maxim 1,0 mg / l ; clor liber maxim 1,0 mg / l ; hidrogen sulfurat i alte sulfuri, la un pH de 6,5 este admis maxim 1,0 mg / l ; produse petroliere (ex: pcur, motorin, uleiuri grele, etc.) maxim 150 mg / l .

    n cazul n care nu se pot respecta aceste limite este necesar o tratare a apelor respective, n prealabil, n instalaii numite staii de preepurare, din cadrul ntreprinderii, n vederea reinerii acestor substane i folosirea lor n procesul de fabricaie, dup care, aceste ape uzate i tratate parial pot fi deversate n reeaua de canalizare .

    Comunitatea European recomand ca fiecare utilizator de ap s fac o tratare prealabil a apei uzate, pentru reinerea substanelor ce pot colmata sau nfunda reeaua de canalizare i doar dup aceast operaie, apa uzat s fie deversat n reeaua de canalizare a oraului.

    1.2. CARACTERISTICILE APELOR UZATE

    n vederea stabilirii tehnologiei i proiectrii instalaiei de epurare a apelor uzate este necesar s se cunoasc caracteristicile acestor ape. Ca atare, trebuie s se determine urmtoarele caracteristici:

    caracteristici fizice; caracteristici chimice; caracteristici bacteriologice; caracteristici biologice.

    1.2.1. Caracteristici fizice ale apelor uzate

    Caracteristicile fizice ale apelor uzate i de suprafa sunt : turbiditatea, culoarea, mirosul i temperatura, care influeneaz n mare msur procesele de epurare, mai ales procesele biologice.

    Turbiditatea. Turbiditatea apelor uzate i a emisarilor indic numai n mod grosier coninutul de materii n suspensii al acesteia, deoarece nu exist o proporionalitate nemijlocit ntre turbiditate i coninutul de substane n suspensie. Turbiditatea se exprim n grade n scara silicei(respectiv 1 grad de turbiditate este echivalent cu prezena n ap a 1mg SiO2 / l de ap). Turbiditatea apelor uzate oreneti nencrcate puternic cu reziduuri industriale poate varia ntre 400 i 500 grade n scara silicei. n general, determinarea turbiditii este aplicat apelor potabile i mai puin apelor uzate.

    Culoarea. Culoarea apelor uzate proaspete este gri deschis, apele uzate n care fermentarea

    materiilor organice a nceput au culoarea gri nchis. n cazul n care, n apele uzate oreneti au fost deversate ape industriale, atunci apa poate avea diferite culori, funcie de natura compuilor

  • 11

    deversai. De exemplu, dac apa are o culoare galben, nseamn c au fost deversate ape ce conin clor, dac apa are o culoare verzuie, atunci au fost deversate ape de la fabricile de conserve,etc.

    Mirosul. Apele uzate proaspete au un miros specific aproape insesizabil. Dac apa a intrat n descompunere atunci se va simi mirosul hidrogenului sulfurat (H2S). Mirosul specific al apei ne poate da indicii asupra compuilor organici din ap i atunci putem deduce sursa de poluare. Culoarea i mai ales mirosurile specifice unor substane chimice ne poate indica prezena acestor substane, care de regul provin din deversrile agenilor economici.

    Temperatura. Temperatura influeneaz modul de desfurare a multor reacii chimice, precum i procesul de sedimentare. De regul temperatura apelor uzate este mai ridicat cu cel puin 2 30C dect temperatura apei la intrare la agenii economici sau la consumatorii casnici. Este indicat s se msoare periodic temperatura apelor uzate, preferabil chiar permanent. Urmrind temperatura apei uzate din reea putem obine o serie de informaii utile. De exemplu: dac se constat o cretere continu a temperaturii a apei din reea fa de valorile anterioare ne duce la concluzia c avem o defeciune care conduce la ptrunderea apei fierbini n reeaua de canalizare, producnd astfel pierderi ale apei calde din reeaua de nclzire central sau din conductele de ap cald menajer. Dac asistm la o scdere accentuat a temperaturii apei uzate, atunci este posibil s avem o infiltrare de ap din pnzele freatice sau din apele de suprafa.

    Temperatura apei are o importan deosebit asupra vitezei de descompunere a substanelor organice. La temperaturi mai ridicate vom avea o vitez mare de descompunere a substanelor organice, n timp ce la temperaturi sczute viteza de descompunere este mult mai redus. Pe de alt parte la temperaturi mai ridicate solubilitatea oxigenului n ap este mai redus i faptul c viteza de descompunere a substanelor organice este mult mai mare, impune un consum mare de oxigen i deci se impune un aport substanial de oxigen pentru desfurarea n bune condiii a proceselor de oxidare a compuilor organici, n caz contrar procesul de descompunere a substanelor organice se va desfura foarte lent i nu se va putea asigura debitul de ap tratat.

    Pe de alt parte o temperatur mai ridicat a apei uzate asigur o scdere a solubilitii gazelor n ap, i ca urmare la finalul perioadei de epurare concentraia gazelor n apa epurat va fi mult mai redus.

    Din acest punct de vedere procesele de epurare a apelor variaz n funcie de anotimp, fiind mai lente pe timp de iarn.

    1.2.2. Caracteristici chimice ale apelor uzate.

    Caracteristicile chimice ale apelor uzate sunt elemente de baz n caracterizarea apelor uzate. Compoziia chimic a apelor uzate este influenat de consumul specific de ap pe cap de locuitor. Cu ct consumul de ap pe cap de locuitor este mai mare cu att apa uzat este mai diluat, pentru c, n general, cantitatea de materii deversate n apele uzate este relativ constant.

    Important pentru proiectarea staiilor de epurare este valoarea i starea materiilor coninute n ape, respectiv cantitatea materiilor organice solide aflate n suspensie i separabile prin decantare, materiale organice solide i dizolvate n ap, precum i alte materiale specifice apelor uzate, cum ar fi : azotul sub toate formele de combinaii chimice, cloruri, sulfuri, hidrogen sulfurat, etc. Aceste caracteristici trebuiesc determinate prin analize de detaliu. Trebuie menionat faptul c trebuie s se fac i analize privind starea apelor industriale deversate n reeaua de canalizare a oraului.

    Materii solide. Materiile solide totale se clasific n dou categorii : Materii solide n suspensie; Materii solide dizolvate ( mai mici dect un micron ).

    La rndul lor materiile solide n suspensie se clasific dup dimensiune n: separabile prin decantare, dac au dimensiunea peste 100 microni, i separabile prin tratamente speciale, dac au dimensiunea cuprins ntre 1 i 100 de

    microni.

    Materiile solide n suspensie i separabile prin decantare vor constitui nmolurile obinute n

  • 12

    staiile de epurare, respectiv bazinele de decantare n timp ce materiile organice dizolvate n apele uzate sunt tratate prin oxidare n instalaiile de epurare biologic.

    Oxigenul dizolvat. Oxigenul este un element foarte important i de aceea el trebuie permanent monitorizat. De regul apele uzate conin foarte puin oxigen i de multe ori nu conin deloc oxigen dizolvat, dar dup epurarea biologic apa poate conine oxigen ntre 1 2mg / l . Comparativ cu acest nivel al concentraiei de oxigen, o ap curat de suprafa poate conine la saturaie oxigen dizolvat pn la nivelul de 14 mg / l la o temperatur de 0 0C, i 7,63 mg / l la 30 0C.

    Solubilitatea oxigenului n ap este dependent de temperatur, de presiunea atmosferic, de mrimea suprafeei de contact aer - ap i de turbulena ei. Cantitatea de oxigen care lipsete apei pentru a atinge valoarea de saturaie se numete deficit de oxigen.

    Nivelul coninutului de oxigen din ap caracterizeaz cel mai bine starea de murdrie a unei ape uzate, precum i stadiul de descompunere al substanelor organice din ap, n instalaiile de epurare biologic .

    Consumul biochimic de oxigen (CBO) este un indicator ce se definete ca fiind cantitatea de oxigen consumat pentru descompunerea biochimic n condiii aerobe a materiilor solide organice totale cu respectarea condiiilor din standarde. Rezultatul determinrii este influenat de temperatura apei i de durata determinrii. Cea mai frecvent determinare este cea efectuat la 20 grade 0C pe durate a 5 zile i se noteaz, CBO5 .

    Un alt indicator de apreciere a strii apei este aa numitul consum chimic sau consumul imediat de oxigen, care reprezint cantitatea de oxigen care se consum n combinaiile de reducere a substanelor organice, dar fr intervenia microorganismelor. De regul, aceast determinare dureaz o or.

    Un consum mare de oxigen chimic se constat la apele uzate care au un coninut ridicat de hidrogen sulfurat, precum i la nmolurile de pe fundul apelor stttoare, puin agitate.

    Consumul biochimic de oxigen apreciaz indirect cantitatea de materii organice care se pot descompune i direct consumul de oxigen cerut de microorganismele care produc descompunerea. In apele uzate oreneti indicatorul consum biochimic de oxigen, CBO5 variaz ntre 100 i 400mg / dm

    3, n timp ce pentru apele uzate industriale indicatorul CBO5 nu depete valoarea de 50 mg /

    dm3, excepie fcnd apele industriale uzate de la societile comerciale cu profil alimentar, unde

    valorile pot depi chiar i de 50 de ori valorile obinuite. Determinarea consumul biochimic de oxigen, respectiv pentru descompunerea biochimic, se

    realizeaz n dou faze i anume : a)Faza preliminar (numit i faza carbonului). n aceast faz oxigenul se consum numai

    pentru oxidarea substanelor organice. Faza preliminar poate ncepe imediat i pentru apele menajere are o durat de aproximativ de 20 de zile la o temperatur de 20 0C. n urma descompunerii materiilor organice, n aceast prim faz se formeaz dioxid de carbon, care fie c se degaj n atmosfer, fie rmne dizolvat n ap.

    b) Faza secundar (numit i faza azotului). n aceast faz oxigenul se consum n mod deosebit pentru transformarea amoniacului n nitrii (N2O3) i apoi nitrai (N2O5), reacie care, de regul ncepe dup circa 10 zile i se desfoar pe o durat foarte mare (peste 100 zile).

    Determinarea consumului, respectiv a vitezei consumului de oxigen, se poate face practic pe

    baza unor determinri zilnice sau n anumite perioade de timp a consumului biochimic de oxigen. Consumul chimic de oxigen (CCO) Este o determinare relativ nou introdus cu scopul de a

    clarifica unele aspecte legate de consumul biochimic de oxigen. Consumul chimic de oxigen msoar indirect coninutul de carbon din compuii organici aflai n ap prin stabilirea cantitii de oxigen consumat din bicromatul de potasiu n soluie acid sau din permanganatul de potasiu. Aceast determinare ns nu ofer posibilitatea de a diferenia materia organic stabil i cea instabil, n descompunere din apa uzat.

    Determinarea este de mare importan pentru apele industriale, care conin substane toxice i la care nu se poate determina consumul biochimic de oxigen, deoarece substanele toxice distrug

  • 13

    organismele microscopice din ap care susin activitatea biochimic. n general consumul chimic de oxigen este cuprins ntre 500 i 1500 mg / l pentru apele uzate

    industriale.

    Azotul. Azotul se ntlnete n apele uzate sub forma unor compui dintre care se remarc amoniacul, azotul legat n substane organice, nitrii i nitrai, ntr-o cantitate n jur de 25 85 mg / l.

    Azotul organic i amoniacul liber sunt considerai indicatori de baz al materiilor organice azotoase prezente n apa uzat, iar amoniacul albuminoidal drept indicator al azotului din substanele organice ce se descompune.

    Amoniacul liber este rezultatul descompunerii bacteriene a materiilor organice. Cantitatea de

    amoniac liber mai mare de 0,2 mg / l, gsit ntr-o ap oarecare indic cu siguran existena unei impurificri cu ape uzate a acesteia. n apele brute uzate se gsesc cantiti de 15 50 mg / l de amoniac liber.

    Apele uzate proaspete au un coninut relativ mare de azot organic i sczut de amoniac proaspt, n schimb apele uzate mai vechi au un coninut mare n amoniac liber i sczut n azot organic. Concentraia total a acestor dou elemente constituie un indicator de baz al gradului de impurificare a apei i reprezint un element principal pentru alegerea tipului instalaiei de tratare a apelor uzate.

    n cazul tratrii biologice a apelor uzate este important s se cunoasc coninutul de azot organic i amoniac liber, pentru c azotul este un element de baz pentru procesul de epurare biologic. Dac se constat c procentul de azot din ap este sczut se poate aduga azot suplimentar.

    n general se recomand s se asigure un anumit raport ntre cantitatea de materii organice i coninutul de azot :

    CBO5 / N = 100 / 5

    Nitriii ( RNO2 ) i nitraii ( RNO3 ) , n care R reprezint: K , Na , etc., sunt coninui n apa uzat proaspt n cantiti extremi de mici. Nitrii sunt nestabili i pot fie s fie redui la amoniac, fie pot fi oxidai pn la nitrai. Deci prezena nitriilor indic o ap uzat proaspt n curs de transformare. Nitriii pot aprea i n mod natural n apele de ploaie sau n cele provenite din topirea zpezilor. Cantitile maxime de nitrii din apele uzate nu depesc 0,1 mg / l .

    Nitraii reprezint cea mai stabil form a materiilor organice azotoase i n general indic o ap stabil din punct de vedere al transformrii. Prezena nitrailor n ruri, ntre anumite limite este de dorit, deoarece reprezint o surs de oxigen, n sensul c acetia stimuleaz creterea algelor i plantelor verzi ce conin clorofil i prin fotosintez mbogesc apa n oxigen.

    n cazul staiilor de epurare, respectiv n bazinele de nmol activ, prezena nitrailor indic o cantitate mare de nmol i un timp mare al procesului de tratament al apei.

    Filtrele biologice ale unei staii de epurare care funcioneaz bine sunt caracterizate printr-un flux de curgere ce conine nitrai, iar nitrii n cantitate foarte mic sau de loc. n apele uzate brute, cantitile de nitrai variaz ntre 0,1 0,4 mg / l .

    Clorurile i sulfurile. Clorurile sunt substane organice provenite din urin. Sulfurile rezult din descompunerea materiilor organice, precum i din deversrile apelor industriale uzate. Cu toate c un om elimin pe zi ntre 8 15 g clorur de sodiu, aceasta nu constituie un bun indicator al impurificrii apei, deoarece clorurile pot proveni din multe alte surse. Sulfurile dau natere la mirosuri neplcute. Trebuie s precizm faptul c, n general, cantitatea de cloruri sau sulfuri din apa brut nu se schimb dup trecerea apei uzate prin staia de epurare.

    Acizi volatili. Gradul de fermentare anaerob a materiilor organice poate fi stabilit indirect prin nivelul acizilor volatili (acid acetic, acid propionic, etc.). Din aceti acizi, rezultai prin combinarea apei cu materia organic solid, iau natere prin descompunerea bioxidul de carbon i gazul metan. n cazul unei bune desfurri a fermentaiei n staiile de epurare a apelor menajere uzate, acizi volatili, n principal acidul acetic trebuie s rmn n apropierea valorii de 500 mg /l.

  • 14

    Grsimi i uleiuri. Grsimile, uleiurile vegetale sau minerale sau substanele asemntoare n cantiti mari, formnd o pelicul la suprafaa apei sunt duntoare n staiile de epurare, pentru c, ele pot colmata filtrele biologice, mpiedecnd dezvoltarea proceselor biochimice n bazinele cu

    nmol activ sau de fermentare al nmolurilor. Determinarea grsimilor este important n cazul unor ape uzate industriale. n apele uzate brute se gsesc cantiti de grsimi cuprinse ntre 0,0 i 40 mg / l sau chiar mai mult.

    Gazele. n tehnica epurrii apelor uzate intervin trei tipuri de gaze: hidrogenul sulfurat, dioxidul de carbon i metanul.

    Hidrogenul sulfurat se poate determina chiar i la cantiti mici, ca urmare a mirosului su specific. Prezena acestui gaz indic c apa este uzat i a staionat timp ndelungat n condiii anaerobe. n concentraii mari, ns este toxic. Metanul i dioxidul de carbon sunt indicatori ai fermentrii anaerobe. De menionat c, metanul este exploziv n amestec cu aerul, n raport de 1:5 - 1:15.

    Aciditate, alcalinitate, concentraia n ioni de hidrogen (pH). Aciditatea sau alcalinitatea apelor uzate reprezint capacitatea acestora de a neutraliza baze respectiv acizi. n general apele uzate menajere sunt slab alcaline, n timp ce apele uzate industriale au un pronunat caracter acid sau bazic.

    Pentru desfurarea n condiii optime a procesului de epurare a apelor uzate este de dorit ca acestea s fie slab alcaline, mai ales pentru buna desfurare a epurrii biologice. Alcalinitatea i aciditatea se exprim n miliechivaleni la litru de ap ( mval / l ) .

    Activitatea ionilor de hidrogen este determinat de valoarea pH-ului. Trebuie menionat faptul c pH-ul apei exprim numai intensitatea aciditii sau alcalinitii i c nu exist o legtur direct ntre pH-ul unei ape i cantitatea de acizi sau de alcali din aceasta. Astfel de exemplu, dou soluii apoase de acizi care au pH-uri diferite pot avea aceeai concentraie ( cantitate ) de acizi.

    Controlul pH-ului se face n toate punctele importante ale staiei de epurare, deoarece de aceasta depinde :

    activitatea organismelor care acioneaz n cadrul proceselor aerobe i anaerobe; condiiile n care se produc precipitaii chimice; activitatea unor compui ai clorului cu care se face dezinfectarea apei uzate, etc. n staiile de epurare pH-ul apelor uzate trebuie s fie cuprins ntre 6,5 i 8,5. Apele naturale

    au pH-ul 7, dar dac apa trece peste un strat calcaros, atunci pH-ul poate ajunge pn la valoarea 10, sau alteori impurificarea unei ape naturale cu diverse substane poate duce la o scdere a pH-ului.

    Potenialul de oxidoreducere. ( potenialul redox , rH ) Potenialul de oxidoreducere furnizeaz informaii asupra puterii de oxidare sau de reducere a apei sau a nmolului din staiile de epurare. n scara Redox, notaia rH exprim inversul logaritmului presiunii de oxigen, avnd valori ntre 0 i 42. Valori sub 15 nseamn c acea ap se gsete n faz de reducere, corespunztor fermentrii anaerobe, iar valori peste 25 caracterizeaz o prob n faz de oxidare aerob.

    Putrescibilitatea, stabilitatea, stabilitatea relativ. Putrescibilitatea este o caracteristic a apelor uzate care indic posibilitatea ca o ap s se descompun, mai repede sau mai ncet. Stabilitatea este inversul putrescibilitii. Stabilitatea relativ este definit de raportul n procente, ntre oxigenul disponibil n proba de analizat (sub form dizolvat sau de nitrii i nitrai) i cererea de oxigen pentru a satisface faza primar de consum a oxigenului. Stabilitatea relativ este rar folosit, deoarece unele substane coloidale i dizolvate n ap precipit culoarea dat de substana utilizat la determinare, respectiv albastru de metilen, iar pe de alt parte, valorile sunt nesigure.

    Detergeni sintetici. Dintre cele trei categorii de detergeni sintetici: anionici, cationici, i neionici, detergeni anionici evacuai din gospodrii i din industrie sunt cei mai duntori proceselor de epurare. Efectele detergenilor pentru apele uzate sunt negative i pot fi grupate astfel :

    coboar tensiunea superficial a apei, astfel c apa va umecta particulele din ap i astfel sunt mai greu de sedimentat;

    emulsioneaz grsimile i uleiurile, ngreunnd ndeprtarea acestora;

  • 15

    disperseaz materiile coloidale; spumeaz i plutesc la suprafa ; distrug bacteriile i microorganismele care realizeaz epurarea biologic; scad randamentul staiilor de epurare; scade producia de biogaz din staiile de fermentare a nmolurilor.

    Efectele detergenilor variaz de la caz la caz, funcie de tipul detergentului, dar provocnd o spum groas la suprafaa apei mpiedic aerarea, respectiv oxigenarea apei i deci prezena detergenilor este foarte duntoare procesului de epurare.

    1.2.3. Caracteristicile bacteriologice.

    Stabilirea caracteristicilor bacteriologice ale apei au drept scop determinarea numrului, genului i condiiilor de dezvoltare a bacteriilor n apele din staiile de epurare, precum i n emisari. Numrul de bacterii este mai mare vara i mai mic iarna.

    Caracteristicile bacteriologice ale apei ne dau informaii numeroase n ceea ce privete evitarea propagrii, precum i controlul bolilor contagioase i de aceea acest control al compoziiei bacteriologice este de mare importan pentru sntatea populaiei. Se determin n mod speciali colibacilii care triesc n intestinul uman.

    Numrul de colibacili la 100 m3 de ap reprezint un etalon de msur pentru poluarea emisarilor n care se deverseaz apele uzate. Se determin, n general, aa numitul titrul coli , care reprezint volumul cel mai mic de ap uzat n care se mai pot cultiva colibacili. Dac spre exemplu, acest volum a fost de 0,1 cm

    3 , se spune c titrul coli n colibacili este de 0,1, ceea ce corespunde la

    aproximativ 10 colibacili / 1 cm3 ap.

    Cele mai importante categorii de bacterii sunt :

    banale, care nu sunt duntoare organismului omenesc; coliforme, care n numr redus sunt inofensive; bacterii saprofite, prezente n apele uzate din reziduuri umane sau animale, relativ

    periculoase pentru om i animale; bacterii patogene, sunt foarte periculoase pentru om deoarece produc boli grave , cum

    sunt: febra tifoid, holera, dezinteria, etc.; bacteriofagi, ce pot fi prezeni n apele uzate.

    1.2.4. Caracteristici biologice.

    n apele uzate, dar i n emisari se ntlnesc diferite organisme, de la cele mai mici, dar vizibile cu ochiul liber i pn la cele microscopice.

    Cele mai mici sunt virusurile i fagii, urmate de bacterii. Identificarea acestora este foarte important i se face pe baza observaiei directe sau cu ajutorul microscopului, dar i prin studiul comportrii acestora n diferite culturi. Organismele care se pot observa cu ochiul liber sau cu ajutorul microscopului sunt ciupercile, algele, protozoarele, rotiferii, larvele de insecte, viermii,

    melcii, etc.

    Sub aspectul periculozitii asupra omului i a mediului nconjurtor, organismele pot fi vtmtoare, nevtmtoare sau chiar folositoare. Trebuie remarcat faptul c lipsa acestor organisme indic faptul c apa conine substane toxice.

    Din considerentele precizate mai sus este de mare importan cunoaterea existenei acestor organisme n apele uzate, pentru c prezena sau absena lor impune un anumit mers al procesului de epurare. De regul varietatea organismelor din apele uzate brute este mai redus dect n apa aflat n faza de epurare biologic, unde prezena unor microorganisme este favorabil procesului de autoepurare biologic.

    Dintre organismele care triesc n apele uzate, categoria saprobiilor, respectiv a microorganismelor care se hrnesc prin descompunerea substanelor organice sunt cele mai

  • 16

    importante pentru c se pot utiliza n procesul de epurare biologic. Speciile animale i vegetale din sistemul saprobiilor sunt grupate n 4 categorii :

    specii polisaprobii, care sunt caracteristice apelor cu impurificare puternic cu substane organice (de regul sunt n numr foarte mic);

    specii - mezosaprobii, care sunt caracteristice de asemenea apelor cu impurificare cu substane organice (de regul n numr foarte mic);

    specii - mezoprobii, care sunt caracteristici cu impurificare mic n substane organice ( sunt de regul n cantitate mare );

    specii oligosaprobii, care sunt caracteristice apelor curate, neimpurificate(sunt n cantitate mare ).

    Tratamentul apelor uzate n staiile de epurare biologic au la baz n principal aceast grup de microorganisme, care sunt utilizate pentru descompunerea substanelor organice dizolvate n ap. In prezent se fac cercetri intense pentru gsirea de microorganisme care au afinitate pentru metale, produse petroliere sau alte substane chimice i care pot s fie utilizate la epurarea apelor i n acelai timp i la recuperarea substanelor utile din apele uzate oreneti sau industriale.

    1.3. DETERMINRI SPECIFICE APELOR UZATE

    Asupra apelor uzate fie c sunt oreneti, fie c sunt industriale sau menajere se fac analize specifice, dintre cele mai importante sunt :

    materii solide totale; consumul biochimic de oxigen; consumul chimic de oxigen; oxigenul dizolvat; pH-ul, concentraia n ioni de hidrogen; putrescibilitatea, stabilitatea i stabilitatea relativ. Aceste determinri sunt necesare att pentru faza de proiectare a instalaiei de epurare, ct i

    pentru buna funcionare a instalaiei existente.

    1.3.1. Recoltarea probelor de ap

    Recoltarea probelor de ap este o problem foarte important pentru c, de modul de recoltare depind, n mare msur, corectitudinea rezultatelor. Recoltarea probelor de ap ncepe doar dup identificarea clar a sursei de ap i innd seama de faptul c avem o variaie pronunat a caracteristicilor acestor ape pe ore i zile, dar i pe zone, funcie de infiltraii, diluii, ploi, etc. Trebuie s se ia n considerare faptul c apele la suprafa conin particule plutitoare, c la adncime conin n mod deosebit substane decantabile, relativ mai grele i c dac apa nu este recoltat cu grij se poate introduce n probe aer care modific substanial rezultatele probelor.

    Din considerentele de mai sus se recomand ca prelevarea apei s se fac timp de 24 de ore, din or n or, cantitatea minim este de 0,250 l. Apa luat de la diferite adncimi i zone este omogenizat ntr-un vas mare, din care se vor preleva probele pentru toate analizele. Se recomand ca pe msur ce se preleveaz apa, aceasta s fie pstrat la temperaturi sczute, pentru a mpiedica nceperea descompunerii substanelor organice. Dac apa nu poate fi meninut la temperaturi sczute trebuie introdui inhibitori pentru a stopa descompunerea substanelor organice. Ca i inhibitori se utilizeaz cloroformul i formaldehida, dar trebuie s se ine seama de aceti inhibitor la efectuarea analizelor. Numrul recoltrilor difer funcie de scop i de importana determinrii.

    Pentru apele de suprafa cele mai indicate zone pentru prelevarea apei este din apropierea staiilor hidrologice, ntruct aici se poate determina i debitul rului. Se recomand ca apa s fie prelevat de la o adncime de 10 15 cm de suprafaa apei, unde datorit vitezei apei, ea este mai omogen.

  • 17

    n cazul staiilor de epurare este obligatoriu s se fac prelevri permanente la intrarea apei n staie, precum i la ieirea din staie. Se recomand corelarea analizei de la intrarea apei cu cea de la ieire, innd seama de durata procesului de epurare din staie i n acest mod se poate aprecia i eficacitatea staiei de epurare.

    Majoritatea analizelor se fac n laborator, dar la locul de prelevare a probelor de ap se fac urmtoarele determinri :

    temperatura apei; temperatura aerului; transparena apei; culoarea apei; mirosul apei; pH-ul apei; prezena dioxidului de carbon liber; oxigenul dizolvat; prezena hidrogenului sulfurat.

    n prezent sunt aparate automate de prelevare a apei, dar i aparate automate de analiz a apelor cu transmitere la distan a rezultatelor. Se impune stocarea tuturor rezultatelor pentru a se putea monitoriza evoluia n timp a calitii apei i de a se lua msurile ce se impun n timp util.

    1.3.2. Materii solide totale

    n apele uzate, ct i n cele de suprafa se gsesc materii solide n suspensie, de natur organic i anorganic, precum i materii solide dizolvate, suma acestora constituind materii solide totale.

    La rndul lor materiile solide n suspensie se pot mpri n trei categorii: separabile prin site; separabile prin decantare; neseparabile.

    Determinarea cantitii de substane solide separabile prin sitare se face prin trecerea unui volum fix de ap uzat, de regul 50 l, printr-o sit cu mrimea ochiului sitei egal cu mrimea ochiului sitei de la instalaia de epurare.

    Pentru determinarea materiilor solide n suspensie, separabile prin decantare se utilizeaz o trus de eprubete tip Imhoff . Aceste sunt de form conic cu o nlime de 40 cm, avnd o capacitate de 1 litru i gradaii la partea inferioar . Un astfel de set de eprubete este prezentat n figura 1.1.

    Figura 1.1. Trus de eprubete pentru determinarea substanelor decantabile

    Dup umplerea eprubetelor cu ap uzat se las un timp suficient ( circa 2 ore ) pentru ca substanele s se decanteze, apoi se poate aprecia cantitatea de substane decantate cu ajutorul

  • 18

    gradaiilor de pe eprubet. De asemenea se poate trasa curba de sedimentare, funcie de timp, a substanelor decantabile.

    Datele astfel obinute se pot utiliza i pentru determinarea eficienei instalaiei de decantare din cadrul staiei de epurare a apelor uzate, utiliznd urmtoarea formul :

    a

    bar

    100

    n care: a - reprezint cantitatea de suspensie decantat n eprubeta tip Imhoff; b reprezint cantitatea de suspensie decantat n staia de epurare.

    n general ntr-un litru de ap uzat se gsesc ntre 3 i 9 ml de depuneri sedimentabile (nmol). Sub acest aspect, al eficacitii operaiei de decantare n staiile de epurare se consider c procesul de decantare este eficient, dac dup decantare n staia de epurare, apa uzat mai conine maxim 0,2 ml depuneri determinate cu ajutorul eprubetelor tip Imhoff timp de 2 ore.

    Pentru determinarea materialelor solide n suspensie, dar neseparabile prin decantare se

    procedeaz n felul urmtor: se filtreaz 1 litru de ap uzat prin utilizarea unui filtru special din pnz de azbest i se cntrete nmolul obinut, n paralel se procedeaz la determinarea depunerilor prin sedimentare utiliznd eprubetele tip Imhoff . Din cantitatea de nmol obinut prin filtrare se scade cantitatea de nmol obinut prin decantare, obinndu-se astfel materialele solide care nu se decanteaz. Dup cntrire nmolul filtrat mpreun cu filtrul de azbest se arde ntr-un cuptor electric i cenua rezultat este cntrit. Aceasta reprezint totalul materialelor minerale din apele uzate ntruct substanele organice au ars i cele volatile s-au evaporat.

    Determinarea substanelor solide dizolvate, semidizolvate sau coloidale din apele uzate se realizeaz cu ajutorul unui creuzet special de platin. Apa uzat, dup ce a fost filtrat pe filtrul de azbest este introdus n creuzetul de platin i nclzit la 1050C, ntr-o etuv . Dup evaporarea apei substanele uscate sunt cntrite, ele reprezentnd totalul materiile solide dizolvate. Dac aceste depuneri sunt nclzite la temperaturi ridicate n cuptoare electrice, substanele organice ard, rmnnd doar substanele minerale dizolvate. Prin aceste modaliti se pot determina toate substanele solide dizolvate sau nedizolvate din apele uzate. De regul materiile totale, cele n suspensie, cele dizolvate, etc., se exprim n grame / cm3 de ap uzat.

    1.3.3. Consumul biochimic de oxigen

    Determinarea consumului biochimic de oxigen se face de regul prin metoda diluiei . Apa uzat este diluat cu ap curat ce conine suficient oxigen pentru a satisface cerinele de oxigen a microorganismelor. De regul se utilizeaz ap distilat la care s-a adugat fier, calciu, magneziu sau fosfai. Trebuie ca pH-ul apei s fie neutru, pentru a nu mpiedica descompunerea substanelor organice de ctre microorganismele din ap. Se pot aduga unele substane care s ajute dezvoltarea microorganismelor. Probele astfel realizate se nchid n vase speciale, ermetic.

    Diluiile se stabilesc n funcie de gradul de impurificare al apelor, dup cum urmeaz : ape uzate puternic impurificate : 0,1 pn la 1,0 % ; ape uzate obinuite: 1,0 pn la 5,0 % ; ape uzate tratate biologic : 5,0 25% ; ape de ru normale : 25 100% .

    Se determin la nceput coninutul n oxigen al probei, apa este meninut la o temperatur de 20

    0C, iar dup 5 zile se determin din nou coninutul de oxigen i innd cont de gradul de diluie se poate determina CBO5. De asemenea se fac determinri ale coninutului de oxigen dup o zi, dup dou, etc. Din rezultatele obinute se scade CBO5 al apei de diluie i consumul imediat (chimic) de oxigen stabilit dup 15 minute de la diluie i astfel se obine consumul biochimic de oxigen al apei uzate.

  • 19

    Exist i aparate speciale de laborator care utiliznd oxigenul n stare gazoas pot face aceast determinare. Aceste aparate sunt de tipul Warburg sau Hach.

    1.3.4. Consumul chimic de oxigen, oxigenul dizolvat i pH-ul

    Pentru determinarea consumului chimic de oxigen se folosete permanganatul de potasiu i mai nou bicromatul de potasiu n soluie acid. Pentru realizarea acestei determinri se introduce n apa uzat o cantitate mai mare sau mai mic de permanganat de potasiu, funcie de gradul de murdrie a apei, apoi soluia se fierbe timp de 10 minute i apoi se determin consumul de permanganat de potasiu. Se tie c permanganatul de potasiu este un element oxidant i n raport cu consumul de permanganat de potasiu se poate aprecia consumul de oxigen echivalent.

    n ceea ce privete oxigenul dizolvat, acesta se poate determina prin procedeul Winkler, prin utilizarea unui compus manganos ce absoarbe oxigenul din ap. Important de reinut este modul de recoltare a probei de ap, n sensul c trebuie evitat ca apa s absoarb oxigen din atmosfer. n prezent sunt oximetre electronice, care determin rapid oxigenul din ap.

    Referitor la pH-ul apei, se poate determina cu ajutorul hrtiilor indicatoare, dar, la ora actual sunt aparate performante de mare precizie pentru aceast determinare.

    1.3.5. Putrescibilitatea, stabilitatea i stabilitatea relativ

    Putrescibilitatea apei este o caracteristic ce se refer la prezena materiilor organice n descompunere sau potenial n descompunere. Exist dou metode clasice pentru acestei determinri:

    cu acetat de plumb; cu albastru de metilen.

    n primul caz ntr-o sticl umplut circa cu ap uzat se introduce o hrtie impregnat cu acetat de plumb i se pune dopul, apoi sticla este pus la ntuneric. Hidrogenul sulfurat degajat prin descompunerea substanelor organice nnegrete hrtia mbibat cu acetat de plumb. Numrul de zile pn la nnegrirea hrtiei ne d informaii aproximative asupra putrescibilitii substanelor organice.

    Metoda ce utilizeaz albastru de metilen este mai precis i mai rapid. Se realizeaz o soluie de permanganat de potasiu cu o concentraie de 0,05%. n sticle mici se introduce apa ce trebuie analizat. Se suspend hrtia mbibat cu soluia de albastru de metilen n sticl i se pune dopul. Decolorarea hrtiei i mirosul hidrogenului sulfurat ne indic prezena procesului de descompunere a substanelor organice. Dac dup 5 zile de meninere la o temperatur de 20 0C nu apare decolorarea hrtiei se poate afirma c apa nu este poluat.

    Stabilitatea, se meniona anterior se definete ca fiind inversul putrescibilitii. Aceast determinare este foarte simpl; astfel apa este introduse n vase de circa 250 ml i meninut la 200C mai multe zile. Numrul de zile pn la apariia mirosului hidrogenului sulfurat indic gradul de stabilitate a apei. Se poate utiliza pentru aceast determinare i albastru de metilen.

    Stabilitatea relativ se refer la numrul de zile necesar pentru ca oxigenul din ap s fie consumat de substanele organice n descompunere la o temperatur de 20 0C. Metoda cea mai utilizat este cea cu albastru de metilen.

  • 20

    CAPITOLUL 2. CALITATEA APEI

    n condiiile de existen a vieii, n general, i de desfurare a activitilor umane, n special, apa coninut n diferite formaiuni hidrologice prezint o dubl importan, prima de factor de mediu nconjurtor i respectiv, de generatoare de sisteme ecologice i a doua, de materie prim pentru anumite folosine, ca: ap potabil, ap industrial, piscicultur, agrement, etc.

    Calitatea apei reprezint ansamblul caracteristicilor fizice, chimice, biologice i bacteriologice exprimate cuantificat, care permit ncadrarea probei ntr-o categorie cptnd astfel nsuirea de a servi unui anumit scop.

    Cunoaterea calitii apelor este activitatea specific ce se desfoar sistematic i periodic, la scar zonal i naional, n scopul obinerii elementelor fundamentale pentru aprecierea evoluiei calitii apelor i pentru elaborarea deciziilor n domeniul gospodririi apelor.

    Calitatea apei necesar fiecrui tip de folosin este o problem de mare actualitate i se poate spune c, la ora actual, este factorul care decide orientarea alimentrilor cu ap. n afara faptului c aceast calitate trebuie s corespund perfect cerinelor consumatorilor, ea este cea care stabilete i categoria de surs de ap care poate fi folosit, precum i tehnologia de tratare, necesar atingerii indicatorilor de calitate solicitai, factori determinani n alctuirea unui sistem de alimentare cu ap.

    Condiiile de calitate impuse diferitelor categorii de ap folosit n industrie acoper un domeniu foarte larg, mergnd de la apa natural, folosit n transportul hidraulid, n unele industrii (prelucrarea minier, carbonifer, extracii, etc.), la apa de nalt puritate, solicitat n industria electronic.

    Existena unor norme, standarde sau instruciuni, care s stabileasc condiiile calitative ale apei, pe diferitele linii sau fluxuri tehnologice, este deosebit de important n politica de gospodrire juridicioas a resurselor de ap.

    Aceasta a fcut ca, n ultimul timp, problemele de calitate a surselor de ap i a apei livrat consumatorilor s capteze atenia specialitilor din domeniu, n vederea soluionrii tuturor aspectelor care se ridic.

    Planul mondial de supraveghere a mediului ncojurtor GEMS al Naiunilor Unite, prevede urmrirea calitii apelor prin 3 categorii de parametrii:

    Parametrii de baz: temperatura, pH-ul, conductivitatea, oxigenul dizolvat, coninut de colibacili;

    Parametrii indicatori ai polurii persistente: cadmiu, mercur, compui organo-halogeni i uleiuri minerale;

    Parametrii opionali: carbon organic total, consum biologic de oxigen, detergeni anionici, metale grele, arsenic, clor, sodiu, cianuri, uleiuri totale, streptococi.

    2.1. NECESITATEA PROTECIEI CALITII APELOR

    Protecia calitii apei reprezint pstrarea, respectiv mbuntirea caracteristicilor fizico-chimice ale apelor pentru gospodrirea ct mai eficient a acestora.

    Calitatea este principala dimensiune a apei. Protecia calitii apelor a aprut ca o necesitate a dezvoltrii economico-sociale n special n ultimele decade, datorit dificultilor aprute n procesul de ndeprtare a reziduurilor solide i lichide.

    Dezvoltarea intensiv a industriei a mrit cantitile de ape uzate evacuate ca i tipurile de poluani.

    Creterea nivelului de cunoatere i a severitii n domeniul igienei au demonstrat c poluarea apelor este un pericol pentru sntatea public.

  • 21

    Cu timpul, mai multe ri i-au mbuntit legislaia prin prevederea interdiciei de a polua apele. n acest sens exist obligaia construirii unor de staii de epurare care au rolul de reinere a poluanilor, nainte de evacuarea apelor uzate n apele de suprafa.

    n tabelul 2.1. sunt prezentate cerinele pentru evacuarea apelor uzate oreneti. Tabelul include dou seturi de valori limit (zone sensibile i ne-sensibile), aa cum se menioneaz n Directiva 91/271/EC.

    Tabelul 2.1.

    Standardele de eflueni pentru staii de epurare cu echivalent de populaie mai mare de 100.000

    Indicator CBO5 CCO MTS Ntot Ptot

    mg/l % mg/l % mg/l % mg/l % mg/l %

    Zone nesensibile 25 70-90 125 75 35* - - - - -

    Zone sensibile 25 70-90 125 75 35* - 10 75 1 75

    Prin zone sensibile se neleg lacurile din zonele costiere, care sunt eutrofe (sau pot deveni eutrofe dac nu se iau msurile necesare). De regul, n cazul evacurilor de ape uzate n aceste zone, se va urmri ndeprtarea azotului i fosforului pentru mpiedicarea apariiei fenomenului de eutrofizare.

    Din categoria zone sensibile fac parte i apele de suprafa care conin nitrai peste limitele prevzute n reglementrile referitoare la calitatea apelor de suprafa care sunt utilizare la obinerea apei potabile.

    Zonele ne-sensibile sunt caracterizate de lipsa pericolului apariiei fenomenului de eutrofizare. Acestea sunt influenate de eventualele evacuri de ape uzate.

    n Romnia s-a construit un numr important de staii de epurare a apelor uzate din orae, industrii i ferme agrozootehnice. Din totalul staiilor de epurare, numai cca. 45% realizeaz, parial, parametrii, iar cca. 30% nu au deloc eficien, din motive de depire a capacitii sau din lips de instruire a personalului de exploatare.

    Este necesar sa dam o definiie a polurii apei. Conform definiiei ONU, poluarea apelor reprezint modificarea direct sau indirect a

    compoziiei naturale datorit activitilor umane, n aa fel nct este afectat utilizarea apei pentru diverse folosine. Aceast definiie poate fi completat, dar reprezint, n general, ideea polurii.

    2.2. CLASIFICAREA POLURII APEI

    Poluarea apei poate fi clasificat dup mai multe criterii: Dup perioada de timp ct acioneaz agentul impurificator, poluarea poate fi: permanant

    sau sistematic, periodic, accidental. Dup concentraia i compoziia apei, poluarea poate fi: impurificare (reducerea capacitii

    de utilizare), murdrire (modificarea compoziei i aspectului fizic al apei), degradarea (poluare grav care face imposibil utiizarea apei), otrvire (poluarea grav cu substane toxice)

    Dup modul de producere al polurii: poluarea poate fi natural i artificial (poluarea urban, industrial, agricol, radioactiv i termic)

    Dup natura substanelor impurificatoare, poluarea poate fi:fizic (datorat apelor termice), chimic (cu reziduuri petroliere, fenoli, detergeni, pesticide, substane cancerigene, substane chimice specifice diverselor industrii), biologic (cu bacterii patogene, drojdii patogene, protozoare patogene, viermi, parazii, enterovirusuri, organime coliforme, bacterii saprofite, fungii, alge, crustecei, etc), radioactiv.

    Fenomenele de poluare a apei pot avea loc la suprafa (poluare cu produse petroliere) i n volum (apare la agenii poluani miscibili sau n suspensie).

  • 22

    Deoarece poluanii solizi, lichizi sau gazoi ajung n apele naturale direct, dar mai ales prin intermediul apelor uzate, sursele de poluare a apei sunt multiple.

    2.3. SURSE DE POLUARE A APEI

    Surselor de poluare a apei se clasific n funcie de: 1. Aciunea poluanilor n timp. Dup acest criteriu distingem urmtoarele surse:

    continue (canalizarea unui ora, canalizarea instalaiilor industriale), discontinue temporare sau temporar mobile (canalizri ale unor instalaii i obiective care funcioneaz sezonier, nave, locuine, autovehicule, colonii sezoniere, etc) i accidentale (avarierea instalaiilor, rezervoarelor, conductelor, etc)

    2. Proveniena poluanilor. Acest criteriu mparte sursele de poluare a apei n surse de poluare organizate (surse de poluare cu ape reziduale i cu ape industriale) i surse de poluare neorganizate (apele meteorice, centrele populate amplasate n apropierea cursurilor de ap ce pot deversa reziduuri de diferite proveniene i deeuri rezultate dintr-o utilizare necorespunztoare).

    2.4. AGENII POLUANI AI APEI

    Multitudinea de surse de poluare a condus la ncercarea de mprire a poluanilor dup mai multe criterii.

    Dup tipul lor, poluanii pot fi: a. Substane organice: hidrocarburi, peticide, detergeni. b. Substane anorganice: metale grele, fosfor, azot. c. Suspensii: material steril din mine sau din cariere, fibre de celuloz i lemn, diverse

    deeuri.

    Dup natur poluanii pot fi: a. Poluani fizici: substane radioactive, ape termale. b. Poluani chimici: plumb, mercur, azot i fosfor, hidorcarburi, detergeni, pesticide. c. Poluani chimici: microorganisme.

    Dup provenien i caracteristici comune, poluanii pot fi: a. Produse petroliere: hidrocarburi din rafinrii, foraj-extracie, combinate petrochimice,

    transportul auto, naval i prin conducte. b. Substane radioactive: substane din atmosfer, scpri de la reactoarele nucleare, izotopi

    radioactivi din laboratoarele de cercetare.

    c. Ape termale: apa cald din industrie, apa cald din centralele termoelectrice. d. Microoganisme patogene: din spitale, cresctorii de animale, tranduri i locuine.

    Dup modificrile proprietilor apei, poluanii pot fi: Dup modificarea proprietilor chimice i /sau biologice ale apei:

    a. Compui toxici anorganici: plumb, cupru, mercur, zinc, crom, cianuri, etc. b. Compui organici greu degradabili: pesticide, detergeni. c. Sruri fertilizatoare: azot, fosfor. d. Sruri organice: substane organice din mine i din exploatrile petroliere e. Microorganisme: bacterii, virui, parazii, etc Dup modificarea proprietilor fizice i/sau organoleptice ale apei:

    a. Uleiuri, colorani, substane degradabile: hidrocarburi, compui organici. b. Substane solide: suspensii.

  • 23

    2.5. URMRILE POLURII APEI

    Ca urmare a polurii apei pot fi perturbate urmtoarele procese: alimentarea cu ap potabil a centrelor urbane (impurificarea apei cu reziduuri menajere i

    industriale, cu germeni patogeni, substane toxice etc.); alimentarea cu ap a unitilor industriale (apa tehnologic poate fi impurificat cu anumii

    poluani indezirabili n anumite procese tehnologice); alimentarea cu ap a cresctorilor de animale (concepii mici de substane toxice pot afecta

    sntatea animalelor; concentraii de sare peste 1,5 % s-au dovedit mortale pentru animalele de ferm);

    irigaiile (plantele pot fi afectate de prezena n apa de irigat a metalelor grele, borului, sodiului);

    piscicultura (deversarea n emisar a unor ape reziduale cu substane toxice: cianura de sodiu, cuprul, zincul, fenolul, amoniacul, etc);

    entralele hidroelectrice (creterea corozivitii apei rurilor i fluviilor aferente centralelor pot avea un impact negativ asupra funcionrii normale a utilajelor centralei);

    sportul de agrement i turismul (poluarea lacurilor i rurilor de agrement cu alge, de exemplu, poate conduce la mirosuri ofensive i aspecte inestetice care scad interesul turistic);

    navigaia (poluarea apelor fluviale i marine conduce la creterea aciditii i corozivitii acestor ape, cu efecte negative asupra prii metalice a navelor; depozitarea cantitativ a unor substane n suspensie poate perturba circulaia navelor).

    Prevenirea i combaterea polurii apei

    Problema purificrii apelor reziduale are att un aspect economic (recuperarea produselor petroliere antrenate i refolosirea apei recirculate), ct i un aspect sanitar, pentru a evita o impurificare a apelor primitoare (emisar).

    Asigurarea calitii apei ce urmeaz a fi utilizat intr-un anumit scop se realizeaz i se menine prin:

    a. reducerea cantitii i concentraiei poluanilor prin folosirea unor tehnologii de fabricaie care s reduc cantitatea de ap implicat, reutilizarea apei n circuitul nchis dup epurri pariale sau totale, renunarea la fabricarea unor produse toxice (DDT, detergeni nebiodegradabili, etc), majorarea suprafeelor irigate cu ap uzat etc;

    b. mrirea capacitii de autoepurare a cursurilor naturale prin mrirea diluiei la deversarea efluenilor n cursurile naturale, mrirea capacitii de oxigenare natural a rurilor prin crearea de praguri, cascade etc., reaerarea artificial a cursurilor naturale cu echipamente mecanice plutitoare, amenajarea complex a cursurilor naturale cu acumulri, derivri, turbinri, etc;

    c. epurarea apelor uzate realizat prin procedee avansate n staii specializate care folosesc tehnologii i echipamente moderne, fiabile, eficiente, etc.

    2.6. OBIECTIVELE DIRECTIVEI CADRU PRIVIND APA (2000/60/EC)

    Legislaia european privind apele pornete de la conceptul c: Apa nu este un bun comercial oarecare, ci un patrimoniu care trebuie protejat, aprat i tratat ca atare.

    Romnia s-a angajat s implementeze Directiva Cadru privind Apa (2000/60/EC), adoptat de ctre Parlamentul European i Consiliul Uniunii Europene la 23 octombrie 2000, n acelai timp cu celelalte state membre ale Uniunii Europene i deine astzi o poziie avansat n ceea ce privete etapele care trebuiesc parcurse n cadrul acestui proces.

    Directiva Cadru privind Apa a fost transpus n legislaia naional prin Legea nr. 310/2004 pentru modificarea i completarea Legii apelor nr. 107/1996. Acest directiv ofer Comisiei

  • 24

    Europene, statelor membre i candidate posibilitatea de a coopera n cadrul unui nou parteneriat, bazat pe participarea tuturor prilor interesate, pentru protecia apelor interioare, a apelor de tranziie, de coast i a apelor subterane, prin prevenirea polurii la surs i stabilirea unui mecanism unitar de control al surselor de poluare.

    Pentru a pune bazele unui control eficient al polurii apelor, Directiva prevede un obiectiv comun pentru toate statele care o implementeaz i anume atingerea "calitii ecologice i chimice bune" a apelor pn n anul 2015.

    Aadar, Directiva Cadru privind Apa stabilete clar termenul limit pn la care apele trebuie s ating un prag minim al calitii, prin reducerea emisiilor provenite din activitatea uman, industrial i agricol.

    La planificarea i punerea n aplicare a msurilor care asigur protecia i utilizarea viabil, din punct de vedere ecologic a apelor, n cadrul bazinului hidrografic, trebuie s se in seama si de aceast diversitate. Deciziile trebuie s fie luate ct mai aproape posibil de locul n care apa este utilizat sau deteriorat. Prin elaborarea de programe de aciune adaptate condiiilor locale i regionale, trebuie s se acorde prioritate aciunilor care in de responsabilitatea statelor membre.

    Succesul acestei Directive se bazeaz pe o cooperare strns i pe aciuni coerente la nivelul Comunitii, al statelor membre i al autoritilor locale, precum i pe informarea, consultarea i participarea publicului, inclusiv a utilizatorilor.

    Obiectivele Directivei Cadru privind Apa (2000/60/EC) au n vedere stabilirea unui cadru

    pentru protecia apelor interioare de suprafa, a apelor de tranziie, a apelor costiere i a apelor subterane, urmrind:

    prevenirea deteriorrilor ulterioare, conservarea i mbuntirea strii ecosistemelor acvatice;

    promovarea utilizrii durabile a apei pe baza unei protecii pe termen lung a resurselor de apa disponibile;

    asigurarea unei protecii sporite i a mbuntirii mediului acvatic, n special prin msuri specifice de reducere progresiv a evacuarilor, emisiilor i pierderilor de substane prioritare i prin stoparea sau eliminarea treptat a evacurilor, emisiilor i pierderilor de substane periculoase i prioritar periculoase;

    asigurarea reducerii treptate a polurii apelor subterane i prevenirea polurii ulterioare a acesteia;

    atenuarea efectelor inundaiilor i ale perioadelor de secet; asigurarea unei aprovizionri suficiente cu ap de suprafa i ap subteran de bun

    calitate, aceasta fiind necesar pentru o utilizare durabil, echilibrat i echitabil a apei; protecia apelor marine i teritoriale; realizarea obiectivelor stabilite n acordurile internaionale corespunztoare, inclusiv n

    acordurile care urmaresc prevenirea i eliminarea polurii mediului marin; stoparea sau eliminarea treptat a evacurilor, emisiilor i pierderilor de substane

    periculoase i prioritar periculoase, care prezent un risc inacceptabil pentru mediului acvatic. Directiva Consiliului 91/271/CEE privind epurarea apelor uzate oreneti a fost transpus n

    totalitate n legislaia romneasca prin HG 188/2002 pentru aprobarea unor norme privind condiiile de descrcare n mediul acvatic a apelor uzate (MO 187/20.03.2002).

    HG nr. 188/2002 cuprinde:

    Anexa 1 NTPA 011/2002 Norme tehnice privind colectarea si evacuarea apelor uzate oreneti prin care se transpun cerinele Directivei;

    Anexa la normele tehnice NTPA 011/2002 Planul de aciune privind colectarea, epurarea i evacuarea apelor uzate oreneti n care sunt stabilite la modul general, aciuni, termene i responsabiliti pentru activitile de implementare a Directivei;

    Anexa 2 NTPA 002/2002 Normativ privind condiiile de evacuare a apelor uzate n reelele de canalizare ale localitilor i direct n staiile de epurare;

  • 25

    Anexa 3 NTPA 001/2002 Normativ privind stabilirea limitelor de ncrcare cu poluani a apelor uzate industriale i oreneti la evacuarea n receptori naturali.

    2.7. ELEMENTE DE MONITORING A CALITII APELOR

    In activitatea complex de protecie a calitii apelor elementul principal l constituie cunoasterea calitii acesteia n fiecare moment i pe baza datelor obinute i analizate se poate face o prognozare a tendinei de evoluie a calitii apelor pe bazine hidrografice sau pe arii mai restranse.

    Activitile principale ce concur la realizarea acestor obiective sunt urmtoarele: activiti de urmrire i de efectuare de msurtori, pe o durat limitat de timp, pentru

    un anumit scop, cum ar fi infiinarea de uniti piscicole; supravegherea continu prin msurtori i observaii a calitii apelor, pe anumite

    tronsoane sau aflueni pentru cazul cnd apele au anumite utilizri importante, cum ar fi surs de ap potabil;

    activitate de monitoring de lung durat, bazat pe msurtori standardizate pentru studiul calitii resurselor de ap i evoluia calitii apei n timp i spaiu.

    Activitatea de monitoring n general i a apei n special are urmtoarele scopuri principale: alarmare pentru cazul cnd sunt detectate creteri de valori ale polurii ce pot deveni

    periculoase;

    verificarea valabilitii strategiilor pentru protecia calitii apelor; evaluarea i prognozarea tendinei de evoluie a calitii apelor; instrument de determinarea a poluatorilor apelor n cazul unor investigaii pentru

    accidente ecologice.

    Din punct de vedere al domeniilor n care acioneaz monitoringul menionam pe cele mai importante:

    Monitoringul chimic; Monitoringul biologic; Monitoringul ecotoxicologic.

    Trebuie ns s se fac precizare privind diferena dintre imisii i emisii, pentru c sunt probleme diferite care necesit strategii diferite de interpretare a rezultatelor.

    In cazul monitoringului emisiilor, se pornete de la premisa c limitele compuilor poluatori din apele evacuate n emisari nu depind de modificarea nivelului de calitate a rului i c elementul de baz este acela de a preveni poluarea emisarului. Cerinele privind reducerea cantitii de substane poluante din apele evacuate n emisari depind de toxicitatea acestor substane i de persistena i tendina de acumulare i bioacumulare a acestora n mediul acvatic.

    Referitor la monitoringul imisiilor acesta trebuie s asigure o imagine de ansamblu a ntregului bazin cu toi afluenii ce introduc ape cu diverse grade de poluare, s urmreasc efectele asupra mediului acvatic, precum i asupra scopului n care sunt folosite apele, dar i s studieze efectul cumulat al poluanilor i a produselor de descompunere i s evidenieze sursele de poluare difuz.

    Dac se dorete proiectarea unui sistem de monitoring pentru un anumit bazin hidrografic sau afluent trebuie n mod obligatoriu s se parcurg cel puin dou etape:

    1- Inventarierea tuturor emisiilor posibile, din punct de vedere al caracteristicilor: componeni, concentraii, frecven, amplitudini de variaie;

    2- Detectarea i evaluarea sistematic a gradului de complexitate a compoziiei chimice i a probelor ce trebuiesc efectuate n laborator.

    Odat stabilite aceste faze preliminare, se vor stabili variabilele de monitorizare, se stabilesc zonele de amplasare a staiilor de monitorizare, frecvena de prelevare a probelor, modul n care se face analiza n laborator a probelor i interpretarea rezultatelor.

  • 26

    n practic se urmresc o multitudine de indicatori de calitate, peste 200 de indicatori, care pot fi grupai n 12 clase, dup cum urmeaz:

    1. Regimul oxigenului; 2. Indicatori de agresivitate a apei ( pH, etc); 3. Indicatori de salinitate; 4. Prezena nutrienilor; 5. Poluani anorganici generali; 6. Poluani organici generali; 7. Micropoluani metale grele; 8. Micropoluani pesticide. 9. Radioactivitatea; 10. Microbiologie; 11. Biologie; 12. Debite.

    Valoarile admise pentru indicatorii de baz, ce apreciaz gradul de poluare a apei, sunt prevzui in Normativele Tehnice pentru Protecia Apelor ( NTPA).

    Staiile de monitorizare a calitii apelor fac parte integrant din Sistemul Naional de Supraveghere a Calitii Apelor din Romnia (SNSCA), aflat n rspunderea Regiei Naionale a Apelor Romne i se integreaz n Sistemul Integrat de Monitoring al Calitii Mediului din Romnia (SMIR). Romania, n prezent face eforturi pentru compatibilizarea sistemelor i valorile prevzute n normative cu cele din normativele Comunitii Europene, mai ales c n cazul apelor avem de a face cu transport transfrontalier al poluanilor o data cu apele rurilor ce prsesc teritoriul Romaniei.

  • 27

    CAPITOLUL 3. METODE DE EPURARE A APELOR INDUSTRIALE

    UZATE

    Epurarea apelor- proces complex de reinere i neutralizare a substanelor nocive dizolvate, n stare coloidal sau de suspensii, prezente n apele uzate industriale i oreneti, care nu sunt acceptate n mediul acvatic n care se face deversarea apelor tratate i care permit refacerea proprietilor fizico-chimice ale apei nainte de utilizare.

    Epurarea apelor uzate cuprinde dou mari categorii de operaii succesive i anume: reinerea sau neutralizarea substanelor nocive sau valorificabile prezente n apele uzate prelucrarea materialului rezultat din prima operaie.

    Astfel, epurarea are ca rezultate finale ape epurate, n diferite grade, vrsate n emisar sau care pot fi valorificate n irigaii sau alte scopuri i nmoluri, care sunt prelucrate, depozitate, descompuse sau valorificate.

    Metodele principale de epuarare a apelor reziduale difer n funcie de poluanii prezeni. Se pot clasifica, n primul rnd, n funcie de mecanismul care conduce la reducerea poluantului prin metode convenionale fizico-mecanice, fizico-chimice, biochimice sau biologice.

    Combinarea acestor metode permite o purificare avansat, efluenii epurai putnd fi reintrodui n circuitul economic.

    Adoptarea unui anumit procedeu depinde de cantitatea efluentului, coninutul n poluani, condiiile de calitate impuse la evacuarea apei epurate n emisar i de mijloacele financiare ale agentului economic respectiv.

    Ca eficien i cost, cele mai bune rezultate s-au obinut n procedeele de epurare cu adsorbie, cu schimbtori de ioni i procedeele de oxidare chimic.

    Procedeele de epurare cu adsorbie permit eliminarea cantitilor mici de substane organice rmase dup etapa biologic de epurare i se aplic n special pentru ndeprtarea avansat a fenolilor, detergenilor i a altor substane ce pot da un miros sau gust neplcut apei de but. Uzual, ca material adsorbant se folosete crbunele activ obinut prin condiionarea special a crbunelui vegetal sau fosil.

    Procedeele de epurare cu schimbtori de ioni se utilizeaz frecvent pentru eliminarea poluanilor minerali care se gsesc n ap sub form ionic: calciu, magneziu, sodiu, sulfai, nitrai, fosfai, amoniu, metale grele, etc. Anumite tipuri de schimbtori de ioni, sintetizate, pot epura i compui organici de tipul fenolilor, detergenilor, coloranilor, etc.

    Procedeele de oxidare chimic se aplic eficient la eliminarea substanelor poluante anorganice (cianuri, sulfuri, anumite metale grele etc) i organice (fenoli, colorani, anumite pesticide etc). Ca reactivi sunt utilizate substane chimice cu proprieti oxidante: ozonul, apa oxigenat, clorul cu produii si derivai (hipoclorit, bioxidul de clor).

    Ca tehnici de epurare aplicabile n viitor se menioneaz eliminarea poluanilor la temperaturi mari n reactoare cu plasm i tratarea cu radiaii ultraviolete.

    n continuare vom descrie metodele de epurare specifice apelor industriale uzate

    (sedimentarea particulelor greu solubile, neutralizarea, flotaia, adsorbia, extracia, evaporarea, , spumarea, electrodializa, osmoza invers, nghearea, schimbul ionic, oxidarea si reducerea, centrifugarea, filtrarea, etc), care, metode se completeaz cu cele clasice (deznisiparea, decantarea, separarea uleiurilor, epurare biologica, etc).

  • 28

    3.1. SEDIMENTAREA PARTICULELOR GREU SOLUBILE DIN APELE INDUSTRIALE

    UZATE

    Sedimentarea este prima operaie la care este supus apa industrial uzat i are drept scop reinerea particulelor greu solubile din apele uzate. Sedimentarea particulelor se face n bazine de form rectangular. n figura 3.1 este prezentat schema sedimentrii particulelor din apele uzate.

    Bazinul de sedimentare poate fi mprit n patru zone distincte: - Zona de admisie n care apa industrial uzat coninnd particule n suspensie este

    distribuit pe toata seciunea transversal a bazinului; - Zona de sedimentare n care particulele se depun pe fundul bazinului ca urmare a

    diferenei de densitate i n condiiile reducerii vitezei de curgere a apei; - Zona de acumulare a nmolului unde se concentreaz nmolul, fiind periodic evacuat; - Zona de evacuare este zona de evacuare a apei limpezite de sedimente.

    Figura 3.1. Schema sedimentrii particulelor din apele uzate

    Traiectoriile particulelor discrete n apa uzat din bazin rezult prin nsumarea vectoriala a vitezei de sedimentare vs i a vitezei de deplasare a apei n bazin vd . La dimensionarea lungimii bazinului de sedimentare se pornete de la ideea ca viteza minim de sedimentare v0 a particulelor de la suprafaa apei i pn pe fundul bazinului se calculeaz ca raport ntre nlimea bazinului h0 i timpul de parcurgere a lungimii bazinului t0 de ctre o particul. Deci cu ct viteza de curgere a apei n bazin este mai mare, cu att lungimea bazinului trebuie s fie mai mare pentru ca particula s aib timp s se sedimenteze. Particulele care au o viteza de sedimentare mai mic dect v0 nu se sedimenteaz n bazin i ca urmare aceste particule vor fi antrenate de ap n zona de evacuare. In acest caz este nevoie de filtrarea apei uzate pentru a reine aceste particule.

  • 29

    3.2. NEUTRALIZAREA APELOR INDUSTRIALE UZATE

    Neutralizarea apelor industriale uzate este un procedeu des utilizat i are drept scop corectarea pH-ului apei, atunci cnd acesta difer mult de valoarea considerat normal, respectiv ap neutr cu valoarea pH-ului 7.

    Legea apelor permite mici variaii ale pH-ului n jurul valorii 7 ce indic neutralitatea. Dac apa industrial este mult diferit de valoarea 7 se impune corectarea pH-ului, cel puin din doua motive:

    corodeaz conductele i, n general, toate instalaiile staiei de epurare i prezint riscuri de accidente;

    afecteaz grav fauna i flora n cazul evacurii ulterioare a apei n emisar. n figura 3.2 este prezentat principiul de funcionare a unei instalaii de neutralizare a apelor

    industriale uzate.

    Figura 3.2. Instalaie de neutralizare a apei uzate

    1 agent neutralizant, 2 intrare ap uzat, 3 evacuare ap neutralizat, 4 i 5 regulatoare pH.

    Neutralizarea apelor uzate acide.

    Apele acide de regul provin de la fabricile de acizi, din industria metalurgic, din seciile de acoperiri galvanice, rafinrii de petrol, fabrici de ngrminte chimice etc.

    Dac n ntreprinderea respectiv n urma proceselor de fabricaie rezult att ap cu caracter acid, ct i ap cu caracter bazic, acestea se pot neutraliza reciproc, fapt ce duce la scderea costurilor de tratare a apelor.

    Pentru apele cu caracter acid cea mai bun substan pentru neutralizare este hidroxidul de sodiu, dar are un cost mai ridicat i de aceea n general se utilizeaz carbonatul de calciu ( piatra de var) sau dolomita (care este un carbonat de calciu i de magneziu) sau varul, respectiv oxidul de calciu.

    Cantitile necesare de substane pentru neutralizare se stabilesc pe baza determinrii pH-ului i a volumului de apa uzat. Durata procesului