Upload
robby-croitoru
View
272
Download
5
Embed Size (px)
Citation preview
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
1/26
Lucrare de specialitate
Metode avansate de epurare a apelor uzate
Profil: Resurse naturale i protecia mediului
Calificare:Tehnician ecolog i protecia calitii mediului
2011
1
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
2/26
Cuprins
Argument2
Capitolul 1 !oiuni generale"#efinirea i scopul epurrii a$ansate%
11 &purarea a$ansat'
12 &$oluia tehnologiilor de epurare(
1% )mportana proceselor de filtrare *n tehnologia de epurare a apeloru+ate,
Capitolul 2 -etode a$ansate de epurare a apelor u+ate .
21 -icrofiltrarea /micrositarea.
22 iltrarea prin mase granulare11
Capitolul % -etode fi+ico"chimice de epurare a$ansat12
%1 Coagularea chimica12
%2 Adsoria333333333333333333333333314
%% 5smo+a in$ers1'
Capitolul 4 -etode iologice de epurare a$ansat1.
41 !itrificarea1. 42 #enitrificarea20 4% &liminarea fosforului21 44 6triparea cu aer22 4' )rigarea cu ape u+ate22 4( )a+uri de staili+are2% 4, 7a+ine cu nmol acti$e si filtre iologice2% 48 7a+ine de denitrificare33333333333333333332'
7iliografie333333333333333333333333333332(
Argument
2
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
3/26
Apa este una dintre cele mai importante resurse pentru om i pentru *ntregul regn$egetal i animal &a repre+int $ia9 dar i calitatea $ieii Apa9element indispensail$ieii9este9*n acelai timp9resursa natural fundamental9fr de care nu ar fi posiil
desfurarea acti$itilor omului i nici $iaa pe Pmnt
#in pcate nu toat lumea aprecia+ apa *n ade$ratul sens al cu$ntuluiCalitateaapelor este serios afectat de inconstiena oamenilor ce de$ersea+ ap u+at *n apelecurate
6ingura soluie de a *ndrepta rul de;a fcut este epurarea&purarea apei esteoperaia de *ndeprtare din apele potaile9industriale9de canal9a sustanelor care le facimproprii anumitor *ntreuinri -ai pe scurt9 epurarea apei are ca sinonim purificareaapei
Recuperarea i refolosirea apelor u+ate determin economisirea unei cantitiechi$alente de ap natural de calitate superioar9concomitent cu reducerea polurii ideci conser$area i protecia resurselor naturale de ap disponiile
Procesul de epurare a apelor u+ate treuie s fie reali+at prin metode a$ansatecare au ca rol oinerea unor re+ultate foarte une9dar *n acelai timp9preul treuie sfie unul mediu spre sc+ut
9$oi pre+entametodele a$ansate utili+ate *n epurarea apelor care *ndeplinesc cu success raportul
calitate"pre
3
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
4/26
Capitolul 1
Noiuni generale-Definirea i scopul epurrii avansate
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
5/26
Autoepurarea nu acionea+ asupra unor anumite categorii de sustane to?ice saude $irusuri9iar ca urmare a apariiei continue de noi compui organici crete numrul depoluani care re+ist proceselor de autoepurare sau de epurare clasic
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
6/26
&fectele economice negati$e sunt de asemenea importante:degradarea etonuluisau a metalului la unele construcii hidrotehnice9alterarea schimtorilor deioni9inhiarea proceselor iologice de epurarea a apelor u+ate9dereglarea proceselor decoagulare"sedimentare a apelor u+ate
#in cele de mai sus re+ult9e$ident9necesitatea elaorrii unor tehnologii deepurare9i aceasta *n cadrul unei a treia trepte de epurare9care s conduc la
*ndeprtarea parial sau chiar total a materiilor re+istente la procesele deepurareAceast tehnologie sau treapt de epurare este numit epurare a$ansat sauepurare teriar
1.1. Epurarea avansat
&purarea a$ansat /epurarea teriar cuprinde acele metode i procese carepermit9pe de o parte9oinerea unor grade de epurare mai ridicate dect cele asiguratede procesele clasice de epurare primar i secundar9iar pe de alt parte *ndeprtareaunor poluani care trec neschimai prin treptele de epurare primar isecundar9compui organic to?ici sau re+isteni la atacul microorganismelor9sruriminerale inclu+nd cominaii care stimulea+ creterea e?cesi$ a algelor *nruri9lacuri
&?ist procese de epurare a$ansat care pot modifica sau *nlocui una sau maimulte/e$entual toate fa+e ale tehologiei clasice de epurare
Pentru instalaiile noi9procesele de epurare a$ansat folosite independent potrepre+enta uneori o $ariant mai economic comparati$ cu procedeelecon$enionale9pre+entnd9ca a$anta;e9*n special efectele *ncrcrilor fi+ico"chimice9adaptarea la $ariaia deitelor i respecti$ a *ncrcrilor9insensiilitatea la
6
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
7/26
sustane to?ice pentru sistemele de epurare iologic9posiiliti de comandautomat
6copul epurrii a$ansate este acela de a diminua deitul de poluani descrcai *nemisari sau de a produce o ap de calitate adec$at pentru refolosire
1.. Evoluia te!nologiilor de epurare
La *nceput9 cnd capacitatea de asimilare a mediului nu era depit local9*ndeprtarea poluanilor insoluili se asigura prin efectul grtarelor/pentru impuriti
grosiere sau prin de+nisipatoare i decantoare/pentru nisipuri i suspensii fineAcestfel de epurare a fost numit epurare mecanic sau primar
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
8/26
astfel de ape nu ar fi raional9mai ales c ea $a fi oinut tocmai din +onele unde lipsade ap se resimte mai mult i unde calitatea apei din sursele naturale se afl aproapede limita admisiilitii
&ste raional s se acorde o atenie sporit epurrii apelor u+ate9deoarece9*n
perspecti$9acestea repre+int cele mai importante resurse de apAceste ape segsesc la *ndemn9nu treuie transportate la distane mari sau pompate din arialele demare adncime
Principalele procese luate *n cosiderare pentru atingerea oiceti$elor epurriia$ansate sunt: filtrarea pe pturi9granulare i filtrare prin microsite9 coagularea iprecipitarea9 adsoria9spumarea9electrodiali+a9osmo+a in$ers9distilarea i
*nghearea9schimul ionic i e?tracia9o?idarea chimic sau electrochimic9striparea cuaer9eliminarea fosforului i a+otului
#intre acestea9unele procedee s"au do$edit aplicaile *n practic9att din punct de$edere tehnic9ct i economic9cum ar fi de e?emplu:coagularea9precipitarea9adsoria 9electrodiali+a9 schimul ionic9osmo+ain$ers9striparea cu aer i denitrificarea
Alte procedee pre+int unele incon$eniene care le limitea+ posiilitile deaplicare-ulte din procedeele enumerate mai sus sunt aplicate *n special *n industriachimic
Pentru epurarea a$ansat a apelor u+ate orenesti i industriale9filtrarea prin masegranulare repre+int procedeul prin care se pot oine randamente superioare de
epurare
1." #mportana proceselor de filtrare $n te!nologia de epurare a apelor
uzate
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
9/26
iltrarea se aplic de oicei ca proces teriar9dup epurarea mecano"iologic9dar i*naintea acesteia9ca treapt a$ansat de corectare a proceselor de epurare
#ac *n tehnica de limpe+ire a apei potaile filtrarea se aplic de peste 100 de ani9*nschim *n tehnologia de epurare a apelor u+ate acest procedeu s"a aplicat sporadic *n
ultimii 20"2' de ani9*n ri cum ar fi: 6BA9Canada9ermania9rana9Rusia i chiarRomnia
Completarea tehnologiilor clasice de epurare cu instalaii de filtrare s"a fcut *nscopul de a spori eficiena instalaiilor de epurare9respecti$ de a diminua efectelenegati$e ale descrcrii acestora *n emisarii naturali sau pentru a putea fi refolosite *ndi$erse scopuri
#atorit faptului c apele u+ate au caracteristici mult diferite de cele ale apelor dealimentare9 su aspectul proprietilor fi+ice9chimice9iologice i acteriologice9se impun
studii i cercetri sistematice prin care s se staileasc principalii parametrii pentruproiectarea i e?ploatarea instalaiilor de filtrare
La filtrarea apelor u+ate9procesele fi+ico"chimice de reinere9completate cu celeiologice9au loc att *n memrana iologic de la suprafaa filtrelor lente9ct si pegrosimea stratului *n ca+ul filtrelor rapide
Ca urmare a acestor efecte9filtrele echipate cu nisp sau alte material granularede$in capaile s rein materiile aflate *n stare de suspensie9$irusurile i acteriile saus elimine parial sau total a+otul i fosforul din apele u+ate
Prin filtrarea lent i de contact se poate reduce sustanial turiditatea9C75' isustanele organice din apele de scurgere9concomitent cu de+infectarea9procesdeterminat de efectul memranei iologice format la suprafaa stratelor filtrante
9
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
10/26
Capitolul
Metode fizice de epurare avansat
-etodele fi+ice pentru epurarea a$ansat a apelor u+ate sunt:
-icrofiltrarea iltrarea prin mase granulare/nisip9nisip i antracit9pmnt de diatomee
.1. Microfiltrarea %micrositarea&
-icrofiltrarea sau micrositarea const *n trecerea apelor u+ate epurate prinprocedee mecano"iologice printr"o sit deas alctuit dintr"o pn+ de oel ino?idailsau din mas plastic9cu ochiuri e?trem de fine9cu interspaii microscopice
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
11/26
&ficiena micrositelor este de '0"(0 din punct de $edere al materiilor solide *nsuspensie i de %0"40 din punct de $edere al C75'
)nstalatii de microfiltrare
11
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
12/26
.. 'iltrarea prin mase granulare
iltrarea prin pmnt de diatomee9prin nisip sau prin nisip i antracit a fost folosit
cu une re+ultate pentru epurarea a$ansat a apelor u+atePrin aceste instalaii9i *nmod deoseit prin filtrele rapide de nisip9s"a asigurat reducerea materiilor solide *n starede suspensie i a C75'9*n paralel cu eliminarea fosforului i a+otului
iltrarea *n general i filtrarea rapid *n special9s"a utili+at fie ca treapt teriar deepurare dup epurarea primar i secundar9fie direct9ca treapt a$ansat 9fr oprealail epurare mecano"iologicAplicarea acestui procedeu s"a *nceput *n Anglia iRusia9fiind continuat apoi *n ermania96BA i chiar Romnia
Capitolul "
Metode fizico-c!imice de epurare avansat a apelor uzate
-etodele fi+ico"chimice utili+ate la epurarea a$ansat a apelor u+ate sunt:
Coagularea chimic
Adsoria 6pumarea &lectrodiali+a 5smo+a in$ers #istilarea )nghearea 6chimul ionic &?tracia cu sol$ent 5?idarea chimic si electrochimic
#intre toate metodele fi+ico"chimice de epurare a$ansata a apelor u+ate9cele maifolosite sunt coagularea c!imic si adsor(ia
12
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
13/26
".1. Coagularea c!imica
-ateriile coloidale i *n suspensie foarte fine pot fi *ndeprtate din apa u+at numaidac sunt fcute sedimentaile9prin adugarea de coagulantiAcetia sunt sustanechimice care se dispersea+ *n ap su form de particule fine *ncrcate cu sarcinelectric po+iti$9neutralin+and cmpul electric al particulelor solide naturale9aflate *nsuspensie coloidala&fectul acestui fenomen este acela prin care particulele fine seaglomerea+ su forma unor flocoane9din ce *n ce mai mari9datorit aa"numituluiproces de flocurare9care su aciunea gra$itaiei se depun pe radierul a+inelordecantoare *n care se produce procesul9antrennd *n acelai timp i particulele
neaglomerate
Cominarea procesului de flocurare cu cel de sedimentare se numete precipitarechimic
olosirea coagulantilor pentru epurarea apelor u+ate orenesti este mai puinu+ual *n comparati$ cu utili+area lor pentru tratarea apelor de alimentare
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
14/26
"apele u+ate industriale conin sustane inhiatoare procesului de epurareiologic care treuie *ndeprtate
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
15/26
necesare/preparare9amestec9reacti$9 amplasat dup decantorulsecundar9reali+ndu"se astfel o staie de epurare teriar propriu"+is
A+otul este *ndeprtat din ap cel mai ine prin intermediul schimtorilor deioni9cnd ionii din ap sunt *nlocuii cu cei din schimtorii de ioni#ei eficiena este
foarte mare/..9costul acestui procedeu este foarte ridicat#e+a$anta;ul acestuiprocedeu este determinat de colmatarea schimtorilor de ioni cu sustaneorganice e?istente *n apa u+atColmatarea se poate e$ita prin *ndeprtareaprealail a sustanelor organice
".. Adsor(ia
Adsoria este fenomenul de fi?are i de acumulare a moleculelor unui ga+ sauale unui lichid/asorat pe suprafaa unui corp solid/adsorant6ustanele reinutede adsorant pot fi puse *n liertate prin *ncl+ire sau prin e?tracie9adsorantulrecapatandu"i aproape integral proprietile iniiale i putnd fi folosit din nou pentruadsorie
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
16/26
La adsoria dinamic9apa cu impuriti strate continuu un strat fi?9moil saufluidi+at de adsorant
Cele mai multe instalaii de epurare prin adsorie9*n condiii dinamice9utili+ea+paturi fi?e de crune acti$
6e recomand apa u+at9dup epurarea mecano"iologic9s fie tratat chimici limpe+it cu a;utorul decantoarelor sau a filtrelor de nisip *nainte de a fi introdus
*n filtrul cu pat adsorantPrintr"un astfel de tratament9sustanele organice rmasedup decantarea secundat se pot reduce cu circa 80
".". )smoza invers
5smo+a in$ers repre+int o metod de filtrare de lichid9 care *nltur multe tipuride la molecule atomice mari la molecule mai mici9prin forarea lichidului la presiune
*nalt printr"o memran cu pori /guri doar suficient de mare pentru a permitemoleculelor mici s treac prin ea
Acesta e cea mai frec$enta metod utili+at *n purificare apei potaile din apa demare9de a scoate sarea i alte sustane din moleculele de apCu toate acestea9procesul de osmo+ in$ers e9de asemenea9utili+at pentru filtrarea a multe alte tipuri de
lichide
Procesul poate fi similar cu memrana de filtrare Cu toate acestea9 e?ist difereneeseniale *ntre osmo+ in$ers i filtrare -ecanismul predominant de scoatere *nfiltrarea cu memran este strecurarea9e?cludere prin mrime9astfel *nct procesulpoate atinge9 teoretic9e?cluderea perfect de particule9 indiferent de parametrioperaionali9 precum influena presiunii i concentraia 5)/osmo+a in$ers9 cu toateacestea implic un mecanism de difu+ie9 astfel *nct separarea eficient este *n funciede concentraia soluiei9de ap su presiune i rat de flu? Acesta acionea+ prinutili+area presiunii pentru a fora o soluie s treac printr"o memran9 pstrndsustana pe o parte i care s permit sol$entului pur s treac de partea cealalt
Aceasta este procesul in$ers osmo+ei normale9 care este micarea natural de sol$entdintr"o +on de concentrare sc+ut de sustan9 printr"o memran9 *ntr"o +on demare concentrare de sustan atunci cnd nici o presiune e?tern nu este aplicat
Peste tot9 sisteme de purificare a apei de u+ casnic potail9 inclusi$ sistemul deosmo+ in$ers9 sunt utili+ate *n mod curent pentru *muntirea apei pentru ut igtit
16
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
17/26
Astfel de sisteme cu osmo+ in$ers de oicei includ un numr de pai:
Bn filtru de particule pentru a capta sedimentele9 inclusi$ rugin i caronatulde calciu
5pional9 un al doilea filtru de sedimente9 cu pori mai mici
Bn filtru de caron acti$ pentru a capta produse chimice organice i clor9 care$a ataca i degrada memranele TC i de osmo+ in$ers
Bn fitru de osmo+ in$ers9 care este un *n$eli cu memran suire dintr"uncompo+it de materiale /T- sau TC
5pional9 un al doilea filtru de caron pentru a capta aceste produse chimicece nu s"au eliminat prin memran de osmo+ in$ers
5pional o lamp BG pentru de+infectarea de microi care pot scpa de filtrareprin memrana de osmo+ in$ers
Procesoare de osmo+ in$ers portaile pot fi folosite de persoane care locuiesc *nmediul rural fr ap curat9 departe de conductele de ap a oraului 5amenii din+onele rurale filtrea+ singuri apa din ocean sau ru9 dispo+iti$ul este uor de folosit/pentru ap srat ar putea fi necesar memrane speciale
6istemele cu osmo+ in$ers sunt9 de asemenea9 folosite acum pe scar larg dectre entu+iati ai ac$ariului marin
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
18/26
Diperfiltrarea elimin particule mai mari de 1 nm
18
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
19/26
Capitolul *
Metode (iologice de epurare avansat
&purarea iologic a$ansat a apelor u+ate se impune atunci cnd prinprocedeele clasice nu pot fi separate acele sustane i elemente chimicecare prin coninutul lor pot accentua poluarea emisarilor9fcndu"i impropriipentru alimentrile cu apa9pentru creterea petilor sau pentru +onele deagreement
6ustanele poluante care se pot elimina prin metode iologice9deepurare a$ansat sunt:cominaiile fosforului i cele ale a+otului9cominaiileamoniacului9suspensiile fine de natur organic i anorganic9sustanelegreu degradaile i nedegradaile
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
20/26
!itrificarea este procesul de o?idare a amoniacului *n nitrit i apoi *n nitratcu a;utorul a dou grupe de acteria:nitrosomonas i nitroacteriileAcesteacterii au o de+$oltare lent i se numesc acterii nitrifiante/nitrificatoare
7acteriile consumatoare de dio?id de caron se numesc autotrofe9iar celeconsumatoare de caron organic se numesc heterotrofeAmele tipuri deacterii se de+$olt *n nmolul acti$e
Reaciile chimice care au loc *n cadrul proceselor se nitrificare sunt deforma:
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
21/26
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
22/26
Tehnologic9pentru eliminarea sustanelor organice pe a+ de caron ia a+otului9pentru nitrificare se impune pre+ena o?igenului lier/condiiiaeroe9iar pentru denitrificare condiii de mediu ano?ice/anaeroe
*.". Eliminarea fosforului
&liminarea fosforului9ca procedeu de epurare a$ansat9se poate reali+aatt pe cale chimic9ct i pe cale iologic
Pe cale chimic9eliminarea fosforului din apele u+ate9pro$enind dinresturile alimentare9din re+iduurile umane i animaliere sau din detergent9sereali+ea+ prin efectul coagulantilor pe care *l leag su form de sruri greu
soluile de fier9aluminiu sau cadmiu i apoi se decantea+Coagulareachimic9pe lng faptul c elimin fosforul din apele u+ate 9determin ocretere a cantitii de nmol reinut i a coninutului de sruri din apeleepurate
Pe cale iologic9eliminarea fosforului se reali+ea+ *n dou trepte9prinefectul acteriilor anaeroe i a celor aeroe
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
23/26
nitratul e?istent *n nmolul recirculat9se impune reali+area suplimentar aunei denitrificari
Timpul de reinere a apei *n decantoarele secundare treuie s fie att escurt pentru c s nu ai loc redi+ol$area P54
*.*. +triparea cu aer
6triparea cu aer const *n introducerea cu ule de aer *n apa u+at princare poluani $olatili pre+eni trec din fa+ apoas lichid *n fa+ apoasga+oas9fiind transportai astfel *n atmosferProcesul se aplic pentrueliminarea sulfurilor9a compuilor organic nepolari cu greutate molecular mici mai ales a a+otului amoniacal
*.,. #rigarea cu ape uzate
)rigarea cu ape u+ate a terenurilor agricole poate conduce la *ndeprtareasustanelor poluante coninute *n apele u+ate
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
24/26
Bna din deficienele acestui procedeu este de+$oltarea intens aalgelor9*n anumite perioade9ceea ce conduce la mrirea cantitilor de materii
*n suspensie i a diminurii efectului ia+ului su limitele admise9remarcndu"se uneori chiar creteri ale consumului iochimic de o?igen datorit algelordistruseAlgele a;unse *n emisar produc de+o?igenarea apei *n anumiteperioade ale anului9pro$ocnd degradarea faunei de ne$erterate9de caredepinde numrul i $arietatea petilor
)a+urile iologice9ca i cmpurile de irigare cu ape u+ate9suntcondiionate de climat i de e?istent suprafeelor corespun+toare construiriiacestor instalaii
*.. /azine cu namol active si filtre (iologice
Aceste instalaii cunt practicate *ndeosei pentru *ndeprtarea din apeleu+ate a fosforului
Creterea numrului de microorganisme din nmolul acti$ are la a+fosforul9ca fiind sustan nutriti$a esenialProcentul fosforului *ncorporat *nnmol acti$e este *n funcie de *ncrcarea organic a a+inului9de cantitateade aer furni+at i de concentraia o?igenului di+ol$at din a+in
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
25/26
#enitrificarea este fenomenul care transform a+otitii i a+otaii *namoniac/!D% i *n ga+e /C529CD4
7/26/2019 Metode de Epurare a Apelor Uzate
26/26
/i(liografie
6perana )anculescu9#an )anculescu-Utilizarea filtrelor de nisip la epurareaavansat a apelor uzate,&ditura -atri?rom 2002
- 6andu9 A #ore9 Al -anescu-Ingineria mediului9&ditura -atri?rom 200, IIIIiJipediaro IIIscridcom IIIgoogleroFimagini
http://www.wikipedia.ro/http://www.scribd.com/http://www.google.ro/imaginihttp://www.wikipedia.ro/http://www.scribd.com/http://www.google.ro/imagini