Poza 1: Într-una dinnitrificare oxigen pur adu

Pentru purificareexistă pretenţii Indiferent dacă essau modificări detimpun concepte şsă asigure o fleposibil a instaProcedurile bazatcaz mari rezervpermit adaptareanoile condiţii, fărrespectiv investiţi

Pe lângă obiectridicată în rescurgere prescricalităţi de scurreutilizarea în necesarul de sdomeniul indust

Epurarea efectivă a apelorindustriale uzateEpurarea efectivă a apelor

Page 1 of 6

cele mai mari instalaţii industriale de decantare din lume, la BASF în Ludwigshafen, se utilizează pentrus de la Messer Griesheim, prin intermediul unor plase de gazare (95.60.57a)

a apelor uzate industrialedin ce în ce mai mari.te vorba de condiţii legaleerminate de exploatare sei proceduri tehnice, carexibilitate cât mai marelaţiilor de purificare.e pe oxigen oferă în aceste de randament, care instalaţiilor existente laă extinderi constructive,

i costisitoare (poza 1).

ivele precum siguranţaspectarea valorilor dese sau garantarea uneigere suficiente pentru

cadrul întreprinderii,paţiu joacă tocmai înrial un rol important.

Filtrele biologice, instalaţiile cu pat fix şibiologiile membranelor reprezintă tocmaide aceea o completare interesantă aconceptelor convenţionale de instalaţii,dacă este vorba de extinderea sauînlocuirea instalaţiilor existente. Şi în acestcaz potenţialul se deschide din plin prinutilizarea oxigenului pur (O2).

La neutralizarea apelor uzate alcalinedioxidul de carbon oferă multiple avantaje,în timp ce pentru curenţii parţiali încărcaţicu impurităţi dăunătoare greu dedescompus, ozonul (O3) este opţiunea.

Acest articol descrie pe bază de exempleactuale de aplicare cum devine utilizabilpotenţialul tehnicilor procedurale moderneîn mod optim prin utilizarea gazelortehnice O2, CO2 sau O3.

industriale uzate

Tratarea apelor uzate

Poza 2: Procedura de încărcare elaborată de Messer pentru oxigen pur: furtun de gazare (stânga), injector (centru), oxidator(dreapta) (99.00.46 d-2, 95.60.57b, 95.60.44c)

Oxigenul în tehnica dedecantare

Oxigenul pur este “oxigen din aerconcentrat”, fără balastul de azot.Acesta clarifică repede potenţialul săude optimizare:

• Oxigenul poate fi eliberat în apărapid şi cu cheltuieli reduse deenergie. Acest lucru permite oreacţie flexibilă şi la variaţii mariale necesarului.

• Doar cca. 4 % din volumul de gazaerian trebuie să pătrundă lautilizarea de oxigen pur. Dinaceasta rezultă alte avantaje,precum

• cheltuielile cu aparatele se reduccorespunzător pentru încărcareagazului,

• formarea minimă de aerosoli şistriparea redusă a substanţelor cumiros puternic,

• mai puţine deranjamente hidraulicela exploatarea instalaţiilor defiltrare,

• deranjamente minime în proceselede decantare datorate flotaţieinedorite (suprasaturarea azotului înbazinele de regenerare duce înlimpezirea finală la degazare).

Sistemele de încărcare de oxigen

Avantajele economice ale uneialimentări cu oxigen pur pot fivalorificate optim numai printr-o

Poza 3: Reprezentarea schematicăa convertirii unei instalaţii de limpezirepentru procedura Biox®-N(GP.201.7.13)

tehnologie adecvată a instalaţiilor. Înpractică s-au impus instalaţiile deevacuare speciale cu furtun,injectoarele şi oxidatoarele (poza 2).

Alegerea sistemului sau a uneicombinaţii de sisteme depinde în modesenţial de utilizare şi de condiţiilelocale. Parametrii importanţi sunt deexemplu geometria bazinelor, precumşi disponibilitatea şi cheltuielile cuenergia electrică la faţa locului.

Soluţionări ale problemelor,bazate pe practică

Acoperirea sarcinilor de vârf pringazarea parţială cu oxigen (PSB)

Problemele de miros la o instalaţie dedecantare indică de cele mai multe orilipsa oxigenului. Deoarece necesarul

extrem de variabil de oxigen într-untimp scurt a cauzat probleme de miros,din 1981, de aproape 20 ani, s-a pus cusucces în funcţiune o instalaţie dedecantare Emscher, cu gură de vărsare,cu o alimentare suplimentară de oxigenpur, fără să fie nevoie de alte măsurisuplimentare. Dând un exemplu actual,la un centru de altoire a cartofilor înMecklenburg, creşterea randamentuluia constituit obiectivul principal. Înciuda extinderii instalaţiei de decantarecu un reactor Sequence Batch (SBR)valorile de scurgere impuse nu au pututfi respectate. Unul din două reactoare aprimit atunci o alimentare suplimentarăcu oxigen pur. Apoi o jumătate dinaeratoarele existente ale domului aufost modificate pentru oxigen pur,cealaltă jumătate fiind acţionată încontinuare cu aer. După această

Page 2 of 6

Tratarea apelor uzate

modificare pentru funcţionarea PSB auputut fi obţinute numai în reactorulmodificat valori de scurgere care se aflămult sub valorile limită.

Pentru procedurile Batch, precumrezervoarele stivuite, respectivreactoarele Sequence Batch, cares-au impus pe scară largă în industriaalimentară, vârfurile de necesar deoxigen ridicate sunt caracteristice laintroducerea încărcăturilor proaspete deape uzate. Supraîncărcările actuale depână la 280 % din valorile dedimensionare au dus periodic, la oinstalaţie de decantare a uneiîntreprinderi de producere a laptelui dinSachsen, în ciuda unui sistem de aerareelaborat, la lipsuri temporare de oxigen.Alimentarea cu oxigen este acumasigurată printr-o instalaţie de oxigenpur (PSB), care acoperă şi fazelenecesarului maxim de oxigen.

Mai mult randament la nitrificare şidenitrificare

Pentru eliminarea azotului impusă decătre legiuitor în a treia etapă depurificare Messer Griesheim a elaborato procedură Biox®-N. Randamentuletapei biologice creşte simţitor prinsprijinirea sau suplinirea aerăriitradiţionale cu ajutorul oxigenului şi înacelaşi timp prin ridicarea masei

Poza 4: Filtru vertical (95.60.57c)biologice existente în sistem (poza 3)[1]. Adesea pot fi separate apoi dinbazinul existent încă suficiente volumepentru denitrificare. De asemenea, încăuna dintre cele mai mari instalaţii dedecantare industriale din lume,instalaţia de decantare a BASF dinLudwigshafen, utilizează oxigen purpentru nitrificare. Oxigenul a constituitîn acest caz soluţia, prin intermediulplaselor de gazare Messer (poza 1).

Suprasaturarea azotului / flotaţia:Soluţionarea problemei cu ajutoruloxigenului pur

În bazine adânci şi prin aşa-numitelebiologii turn sau înalte aerarea poate

duce la concentraţii de azot dizolvatatât de ridicate (care nu este consumatca oxigenul de către microorganisme),încât acesta se degazifică treptat înlimpezirea finală plată. Apoi înlimpezirea finală intervine flotaţia iarconsecinţele se observă în valorile descurgere deosebit de înrăutăţite. La oadâncime a apei de 10 m în bazinul deregenerare s-a constatat la limpezireafinală a unei instalaţii pilot de 3000-EWo suprasaturaţie a azotului de 150 %. Lao alimentare totală sau parţială abazinelor adânci cu oxigen pur în loc deaer comprimat s-a diminuatsuprasaturaţia cu azot iar limpezireafinală a decurs fără probleme [2].

Epurarea compactă în filtre gazate cuoxigen

Dacă apele reziduale trebuie să nuconţină particule şi să prezinte valori descurgere scăzute stabile (de ex. pentruamoniu), atunci pentru epurare(reepurare) se utilizează procedurile debiofiltrare. Un sistem deosebit deeconomic şi compact îl reprezintă filtrulvertical continuu, în două trepte, la carenisipul cuarţos serveşte drept mediu defiltrare şi suport pentru masa biologică.Instalaţiile sunt adecvate atât pentruutilizarea permanentă cât şi pentruutilizarea limitată temporal (poza 4).Dacă prima treaptă aerobă se

Page 3 of 6

biolo

Poza 5: Economia de spaţiu prin intermediul

giei membranelor (GP.201.7.14)

Tratarea apelor uzate

alimasiguînsea

• fc

• fn

• sm

• f

Întrecare sub refolepursensicircuajuta

Exem

• Îpfdrpa9ass

apa de baie, astfel încât posibilităţile derefolosire a apei sunt foarte mari [3].

Potenţialul de randament al uneibiologii a membranelor poate fi obţinutla maxim numai dacă sistemele degazare cu oxigen pur completează sauînlocuiesc aerarea convenţională.Amestecul de nămol activat din apelereziduale este deosebit de vâscos înbiologia membranelor [4], ceea ceîngreunează semnificativ preluareaoxigenului printr-o ventilaţie subpresiune cu sufluri fine. Messer aelaborat special pentru aceste nămoluriactivate cu viscozitate mare un sistemde injectare a oxigenului, cu ajutorulcăruia se pot realiza economic chiar şiresp

Poza 6: Reprezentarea schematică a curbelor de neutralizare la utilizarea de CO2,ectiv acizi minerali (GP.201.7.15)

Page 4 of 6

entează cu oxigen pur, atunci seră o funcţionare optimă, ceea cemnă:

iltrare fără deranjamente datorităantităţilor reduse de gazără formare de canale în patul deisiptriparea redusă a compuşilor cuiros puternic

ără precipitat de calcar

gul conţinut de substanţe soliderămâne în apele uzate se află clar

10 mg/l. Prin aceasta este posibilăosirea directă a apelor uzateate în procesele de producţiebile, cum ar fi de exempluitele deschise ale apei de răcire saujele de pulverizare.

ple de utilizare:

n cadrul reabilitării solurilorrecum şi la asanări s-au obţinut cuiltrele de nisip continue, la timpie staţionare scurţi (sub 10 minute),ate de eliminare de peste 99 %entru MAK (=hidrocarburiromatice monociclice) şi de peste2 % pentru PAK (= hidrocarburiromatice policiclice). Valorile decurgere pentru MAK şi PAK s-auituat sub 3 µg/l.

• În industria de reciclare a hârtiei, lao etapă de tratare anaerobă s-aracordat un filtru de nisip. Laîncărcături de sulfuri de până la 2,7kg S/m3·gradul de descompunere sesitua peste 97% iar valoarea descurgere a sulfurii sub 1 mg/l. Ratade eliminare pentru substanţelesolide (TSS) a atins 80 % până laaproape 100 % şi a determinatvalori de scurgere TSS mai mici de20 mg/l. Descompunerea CSB înfiltru a fost de circa 50 %.

Biologia membranelor: Siguranţă în celmai mic spaţiu – optimă în asociere cuoxigen

Epurarea apelor uzate prin metodabiologiei membranelor este deosebit desigură şi economică din punctul devedere al spaţiului, o microfiltrare prinintermediul membranelor înlocuindlimpezirea finală convenţională (poza5). Conţinutul de nămol activat estetransportat prin biologia membranelorde 3 până la 8 ori mai sus decât îninstalaţiile convenţionale. Pe lângălimpezirea finală şi etapa biologicădevine astfel mult mai compactă.Calitatea evacuărilor prin metodabiologiei membranelor nu conţinesubstanţe solide şi corespunde dinpunct de vedere igienic normelor pentru

cele mai ridicate rate de încărcare aoxigenului. Prin comparare directă, cuacest sistem s-a obţinut un grad deeficienţă a soluţiei mai mare de 2,5 ori,la un consum de energie de 2,5 ori maimic decât la injectarea cu aer. Lareactoarele acţionate sub presiuneeconomia de energie este şi maidrastică.

La o instalaţie de apă de infiltraţie dedepunere sistemul s-a impus şi pentrualimentarea în completare cu oxigen laatingerea vârfurilor de sarcină:randamentul de curăţare a putut fi măritîn acest caz direct cu 40%.

Neutralizarea şi reglarea pH-ului cu CO2: fără formarea de

săruri în circuitul apei

Apele reziduale alcaline trebuieneutralizate înainte de introducerea într-o instalaţie de epurare biologică aapelor uzate. Pe bună dreptateneutralizarea cu CO2 câştigă din ce înce mai multă importanţă:

• Compararea valorilor de consumstoichiometrice dintre CO2 şi aciziiminerali se dovedeşte deosebit deavantajoasă la utilizarea completăpentru CO2. Nu în ultimul rând, dinacest motiv balanţa costurilor seelimină adesea în favoarea CO2.

Tratarea apelor uzate

• Încărcăturile de sare mai mici suntimportante nu doar pentru taxele înlegătură cu apele uzate, ci şi pentruutilizarea complexă a circuitelor deapă (aproape) închise: în cazul CO2

se evită o formare de săruri decloruri sau sulfaţi şi problemele decoroziune asociate cu aceasta.

• În poza 6 este reprezentatăschematic curba de neutralizare aunui acid mineral în comparaţie cuacidul carbonic. Curba deneutralizare mai plată a CO2

reprezintă faptul că adăugareaacestuia chiar şi în zona din jurulpunctului neutru determină numai omodificare redusă a valorii pH,ceea ce exclude practic osupraacidulare (spre deosebire deacizii minerali). În consecinţă, încazul CO2 se poate renunţa la otehnologie de reglare costisitoare[5].

Pentru încărcarea şi eliberarea de CO2

în apă Messer a utilizat diverse sisteme:reactoare tubulare, sisteme de ajutaje,amestecătoare statice, ejectoare sauchiar plase de gazare. Metoda caretrebuie aplicată se alege în funcţie destructura apei, cum ar fi exempluduritatea apei, precum şi condiţiile de lafaţa locului. Messer recomandă fiecăruiutilizator procedura optimă cu cea maibună valorificare a CO2 şi, implicit, ceamai bună rentabilitate. Pentru aceastaMesser poate recurge la experienţelepractice ale celor peste 150 instalaţii deneutralizare (poza 7).

Oxidarea ozonului şidezinfectarea fără formarea

de săruri

Dacă apele uzate conţin substanţeorganice greu de descompus biologicsau activitatea biologică trebuie limitatăîn apa de circulaţie, tratarea cu ozoneste adesea procedura care trebuiealeasă. După fluor ozonul este cel maiputernic agent de oxidare. Acestareacţionează însă la produsele deoxidare neproblematice prin comparaţie

descompunere a compuşilor dinapele uzate îl reprezintă raportul

Page 5 of 6

Poza 7: Neutralizarea apelor reziduale alcaline din industria uşoară cu CO2(95.60.57d)

cu oxigenul şi nu cauzează nici oformare de săruri în apa tratată.

Ozonul nu poate fi depozitat şi dinacest motiv se produce de fiecare datăla faţa locului din oxigen, cu ajutorulgeneratoarelor de ozon (poza 8). Pentruaplicaţiile industriale concentraţiile deO3 de 10 până la 14% greutate serealizează cu consumuri de energie clarsub 10 kWh/kg O3. Aceste concentraţiiridicate, care pot fi atinse numai cuajutorul oxigenului pur, suntavantajoase tocmai datorită reduceriicheltuielilor cu aparatura şi energiapentru eliberarea ozonului în apă iar înplus reacţiile se desfăşoară mai rapid.

Următoarele exemple de aplicaţiidescriu pe larg avantajele ozonului:

• Ozonul în combinaţie cu treptele depreparare biologice aerobe

Pentru a distruge cu oxigenulsubstanţele greu de descompus,după o epurare biologică seefectuează de cele mai multe ori otratare cu ozon. În timpul oxidărilorparţiale ozonul sparge la evacuaresubstanţele greu de descompusrămase, făcându-le astfel accesibilepentru o epurare biologică, maielaborată şi mai avantajoasă ca preţ.Un reper pentru capacitatea de

dintre CSB (= necesarul chimic deoxigen) şi BSB5 (= necesarulbiologic de oxigen). Cu cât este maimic acest raport, cu atât mai mult serecomandă epurarea biologică aapele uzate. Pentru apele uzatedintr-o fabrică de celuloză raportulCSB/BSB a putut să scadă laevacuarea primei trepte de la 8 la 3,putând fi mărit astfel randamentulde epurare aflat în legătură cu CSBal întregului sistem de la 45 % lapeste 80 %. În industria textilă otreaptă de ozon racordată uneiinstalaţii de decantare serveşte ladecolorarea evacuărilor; îndomeniul farmaceutic este vorba înprimul rând de dezinfectarea şidezactivarea germenilor patogeni.

• Ozonul în tratarea apei de circulaţie/ proces

Dacă din motive economice sauecologice apa de proces estetransportată în circuit, încărcăturaorganică a apei ca urmare aactivităţii biologice poate duce laproducerea de mucilagii. În acestcaz se recomandă ozonul ca biocid,deoarece acesta nu contribuie laformarea de săruri, susţinândefectiv, în doze relativ mici,activitatea biologică.

Tratarea apelor uzate

• Ozonul în tratarea apei de răcire

Avantajele utilizării ozonului însistemele de apă de răcire cu circuitdeschis sunt atât de convingătoare,încât Messer echipeazăcorespunzător succesiv toateinstalaţiile proprii de producţie.Chiar în cantităţi specifice redusede 0,1 până la 0,3 g per m3 de apăde răcire ozonul duce la

- reducerea drastică amicroorganismelor şi creşteriialgelor

- evitarea formării de sedimente întoate părţile sistemului şi astfel,printre altele, la

- mărirea, respectiv menţinereaeficienţei schimbătoarelor decăldură (deoarece valorile ∆Trămân constante pe perioada deîntreţinere) şi astfel la

- economii clare în consumul deenergie pentru fiecare branşă înparte

- cheltuieli de întreţinere vizibilreduse (pe de o parte sporireaintervalelor de întreţinere)

- reducerea formării de săruri încomparaţie cu tehnologiaconvenţională şi, astfel,

aparatură, instalare şi punerea înfuncţiune. Pentru aceasta Messer

lucrează în strânsă colaborare cubeneficiarii, de preferinţă cu birourilede inginerie locale.

Avantajele oxigenului pur îninstalaţiile de limpezire

industriale

• creşterea generală a eficienţei deepurare

• sarcinile dinamice (de şoc) şisuprasarcinile permanente secolectează sigur

• nitrificarea sigură• emisii simţitor mai reduse de miros• încărcarea oxigenului are loc fără

zgomot• siguranţă ridicată de exploatare• adecvat ca încărcătură de urgenţă la

căderea aeratorului• nu este nevoie de demontarea

costisitoare a instalaţiei de epurare

Ing. Berthold Müller

Poza 8: Instalaţie de ozon pentruoxidarea curentului parţial de ape uzatela BASF în Schwarzheide (foto:

Page 6 of 6

Wedeco) 95.60.57d

economisirea sensibilă de apăsuplimentară

Ozonul este aşadar o completarevaloroasă a tehnicilor de preparareexistente. Deoarece gazele reziduale aletreptelor de ozon (la utilizarea deeconomisirea sensibilă de apăsuplimentară oxigen pur) sunt de regulămult îmbogăţite cu oxigen, o utilizareulterioară de exemplu în treptele delimpezire aerobe sau chiar laîmbunătăţirea în treptele de ardere estedeosebit de interesantă.

Rezultatul final

În întreprinderile industriale epurareaapelor uzate se alcătuieşte adesea dintr-o combinaţie de diferite proceduribiologice, chimice şi fizice complexe.La o tendinţă în creştere spre circuiteale apei închise procedurile descriseaici capătă o semnificaţie centrală.Messer Griesheim nu furnizează pentruacestea doar gazele, ci oferă pachetecomplete de servicii, de la consiliere,expunere şi până la echiparea cu

• poate fi utilizat ca soluţie de treceresau interimară

• cheltuieli de investiţie şi exploatarereduse

Neutralizarea şi reglarea pH-ului cu CO2 – Avantajele pe

scurt

• fără formarea de săruri de cloruri,sulfaţi etc. şi astfel

• ecologic• fără taxe pentru încărcătura ridicată

de sare• mai adecvat pentru reutilizarea în

circuit• supraacidularea este practic exclusă• fără probleme de corodare• cheltuieli de exploatare avantajoase• este posibilă precipitarea

intenţionată a metalelor grele sau acomponentelor care provoacăduritate