Procedee de tratare a apelor reziduale

Procedee de tratare a apelor reziduale

Compozitia apelor reziduale se poate determina folosind mai multe procedee: chimice, fizice si biologice.

Cea mai utilizata analiza o reprezinta masurarea particulelor solide, a oxigenului biochimic (BOD5), a oxigenului chimic (COD) si a pH-ului.

Reziduurile solide reprezinta corpuri dizolvate (pot trece prin filtru de hartie) sau nedizolvate (nu pot trece prin filtru de hartie).

BOD5 este cantitatea de oxigen folosita pe o perioada de 5 zile de catre microorganisme pentru a descompune materia organica din apa la o temperatura de 20⁰ C.

COD este cantitatea de oxigen folosita pentru a oxigena materia organica.

Analiza pH-ului determina aciditatea probelor de apa.

Apele reziduale folosite in industrie au un continut si pH specific industriei din care provin.

Reglarea pH-ului apei uzate este necesara deoarece pH-ul este un factor care determina conditiile de viata, este crucial pentru un ecosistem de a avea o mare capacitate de retinere a pH-ului.

In apa un pH slab implica o conversie a CO₃^2- in CO₂ care poate produce perturbatii in viata subacvatica.

+H⁺ +H⁺

CO₃^2- ----> HCO₃^- ----> H₂O + CO₂

Caracterul acid al apei este exprimat ca CO₂ agresiv:

CO_2agresiv = CO_2liber - CO_{2la echilibru}

Exista trei motive foarte serioase pentru a urmari pH-ul in natura:

a) acidificarea lacurilor, solurilor, padurilor;

b) descresterea valorii pH in litosfera cauzeaza o deteriorare a mediului;

Pentru sol pH-ul are o influenta asupra abilitatii solului de a retine anumite elemente si cu cat este mai mic pH-ul creste concentratia de aluminiu in mg/l de la 10 la 500, pentru pH de la 6,0 la 3,5.

c) posibilitatea de a mentine pH in oceane, desi creste intrarea de CO₂.

Cu cat alcalinitatea unei solutii este mai mare, cu atat este mai usor sa mentii o valoare a pH.

Un acid HA se disociaza

HA --> H⁺ + A^-

Apa uzata in urma tratarii rezulta cu un pH= 6,5- 8,5; pH optim pentru evacuarea apei.

Apele reziduale folosite in mediul casnic contin aproximativ 50% carbohidrati, 40% proteine, 10% grasimi, iar pH-ul variaza intre 6,5-8,0.

Astfel ca prin tratarea apei se doreste:

- retinerea si/ sau transformarea substantelor nocive in produsi nenocivi;

prelucrarea substantelor rezultate din prima operatie sub diverse forme

( namol, emulsii, spume, etc)

Procedeele de epurare cuprind urmatoarele etape:

A: Epurarea mecanica;

B: Epurarea mecano-chimica;

C: Epurarea mecano-chimica si biologica.

A: Epurarea mecanica
Reprezinta cea mai simpla metoda de epurare si consta in decantarea suspensiilor mai grele decat apa (exp.: nisip, pamant, particule solide diferite) sau flotarea suspensiilor mai usoare decat apa (exp.: grasimi, uleiuri).

B:  Epurarea mecano - chimica Presupune tratarea apei reziduale cu substante chimice (exp.: coagulanti, polielectroliti, floculanti) care precipita si antreneaza prin inglobare suspensiile si indeparteaza prin adsorbtie o parte a poluantilor aflati in solutie.

C: Epurarea biologica
Este o epurare mai complexa care se bazeaza pe activitatea microorganismelor care consuma poluatii din apa reziduala in conditii aerobe (epurare aeroba) sau anaerobe (in lipsa oxigenului).

Procesele se desfasoara prin contactul, in mediul apos, dintre o populatie mixta de bacterii si materia organica in prezenta factorilor nutritivi, in special azot si fosfor.

Procesele folosite in vederea tratarii apelor reziduale provenite din uzine sunt clasificate ca fiind tratamente primare, secundare si tertiare.

1.Tratamentul primar cuprinde sedimentarea, separarea gravitationala pentru uleiurile  nedizolvate in apele reziduale si striparea cu aburi pentru indepartarea compusilor rau mirositori.

Apa reziduala este trecuta printr-o camera de separare unde frunzele si alte materii organice de dimensiuni mari sunt micsorate ca volum pentru o tratare mai eficienta a apei.
Dupa ce materiile organice au fost comprimate, apa intra intr-un rezervor de sedimentare in care aceste materii se depun pe fund si sunt inlaturate.

Dupa ce au fost separate din apa, reziduurile sunt uscate si sunt folosite ca ingrasamant natural sau la nivelarea solului.

2.Tratamentul secundar are drept scop indepartarea uleiurilor nedizolvate sau a materialului organic.

Tratamentul secundar reduce pe cai biologice materia organica care a ramas in lichid.

Astfel din apa reziduala sunt inlaturate aproximativ 40-60% din rezidurile solide si aproximativ

20-40% din BOD5.

Bacteriile, in prezenta oxigenului, transforma materia organica in formule stabile cum ar fi: CO₂, nitrati, fosfati.

3.Tratamentul tertiar utilizeaza bazine de retinere sau filtre.

Daca apa rezultata trebuie sa aiba o calitate sporita, atunci este necesar tratamentul tertiar, adica un tratament mai avansat. In aceasta etapa este inlaturat fosforul si pana la 99% din BOD5.
Pentru apele care se doresc a fi  reutilizate, tratamentul cu ozon este cea mai sigura metoda.

Tratarea apelor reziduale se face in statii de epurare.

Statia de epurare reprezinta un rezervor cu cel putin doua compartimente/ rezervoare independente cu o suflanta electrica care alimenteaza aeratoarele si pompele pneumatice pentru admisia apei uzate, evacuarea apei epurate si recircularea namolului activat.

Curatirea apei de substante organice (inclusiv fecale si hartie) este realizata de microorganismele care se hranesc cu acestea si se gasesc in namolul activ.

Apa epurata poate fi deversata in ape de suprafata, vai (santuri) sau in sol prin tunele (tevi ) de percolare.

In industrie este necesara gasirea continua de solutii pentru tratarea si epurarea apei reziduale deoarece continutul si incarcarile apei reziduale provenita din industrie difera mult de incarcatura apei menajere, iar epurarea acesteia nu poate fi realizata de statiile de epurare orasenesti.

Apa reziduala provenita din industrie are un continut mai ridicat de elemente periculoase pentru mediu si populatie decat apa reziduala menajera. Din acest motiv, tratarea apei reziduale rezultata din procesele industriale necesita mai multa atentie.

Modul de tratare al apei reziduale industriale depinde de tipul de industrie din care provine apa.

Pentru apele cu incarcare de metale grele metoda care se foloseste pentru tratare o reprezinta adsorbtia pe flocoane de compusi ferici.

Efectul poluant al metalelor grele asupra organismelor vii este marit de aceea apa reziduala nu trebuie epurata fara o tratare.

Tratarea apelor reziduale cu continut de metale grele se desfasoara dificil datorita concentratiilor mici de metale ce se gasesc in apa (mg/l).

Etapa din procesul de tratare al apei este de coagulare- precipitare- floculare- sedimentare este reprezentata in figura 8.

Coagularea apare ca urmare a ciocnirii plastice intre doua particule, cu formarea uneia noi, cu dimensiune, masa si volum mai mare.

Reactivii de coagulare cel mai des folositi in practica sunt: Al₂(SO₄)₃ * nH₂O, FeSO₄* nH₂O, FeCl₃, Fe₂(SO₄)₃.

Flocularea apare intre particule incarcate electric si presupune formarea de aglomerate mari, afanate, cu densitate mica, numite flocoane.

Floculantul este substanta care amesteca particulele unei ape murdare si tulbure, care se scufunda si se aduna pe fundul bazinului.

Fig. 8. Reprezentarea etapelor de umplere, coagulare, floculare, sedimentare

Umplere Coagulare    Floculare Sedimentare

In figura 9 este prezentat procesul de coagulare-floculare-sedimentare in procesul de tratare a apei reziduale.

Fig. 9. Procesul de coagulare-floculare-sedimentare

De asemenea trebuie urmarita in procesul de tratarea a apei si valoarea pH-ului care trebuie sa se incadreze in limitele admise.

Datorita faptului ca metalele grele nu sunt biodegradabile procesul de indepartare a acestora este mai complex si mai scump.

Astfel, se foloseste des o combinatie a mai multor metode de tratare si epurare a apei cu scopul de a se obtine apa industriala cat mai bine tratata.

Importanta planificarii unei statii de tratare a apelor reziduale depinde de:

- captarea si depozitarea apei reziduale;

- tratarea si deversarea apei reziduale.

Autoritatea Nationala de Reglementare pentru Servicii Comunitare de Utilitati Publice a informat asupra importantei modernizarii statiilor de epurare ale apei, dar mai ales a celor de tratare a apei.