1

1

1. TITLUL COMPLET AL PROPUNERII

TEHNOLOGII MODERNE NECONVENłIONALE, CONFORME CU REGLEMENTĂRILE EUROPENE, DE

EPURARE A APELOR UZATE ŞI DE TRATARE A NĂMOLULUI REZIDUAL ÎN SCOPUL REUTILIZĂRII

ACESTUIA

1.1 Aria tematică S/T

2.1. ProducŃia şi managementul durabil al resurselor biologice ale solului, pădurilor şi mediilor acvatice

6.2. Managementul durabil al resurselor

Conservarea şi managementul durabil al resurselor naturale şi artificiale

EvoluŃia mediului acvatic marin

6.3. Tehnologii de Mediu

Tehnologii de mediu pentru observarea, prevenirea , atenuarea, adaptarea şi restaurarea factorilor de mediu

naturali şi artificiali.

Evaluarea, verificarea si testarea tehnologiilor

REZUMAT

Scopul proiectului este elaborarea unor metode ecologice, de epurare a apelor uzate şi de tratare a

nămolului rezidual pentru reutilizarea acestuia. Metoda cu impulsuri de radiaŃii optice testată pentru sterilizarea

apelor uzate este o metodă nouă aplicată care nu necesită utilizarea de produse chimice toxice, radiaŃii ionizante

sau temperaturi ridicate şi prin aceasta elimină consecinŃele formării de substanŃe toxice. Metoda originală

(Turtureanu, 2002) de utilizare a perlitului expandat măcinat şi activat ca adsorbant în flotaŃia de adsorbŃie

coloidală pentru separarea metalelor grele Cu, Zn, Ni, Cd şi Pb din apele uzate şi nămol permite obŃinerea de

randamente de separare a metalelor de peste 99%, consum mult redus de reactiv colector, posibilitate de lucru la

pH mai scăzut, ceea ce duce la realizarea de importante economii de reactivi de alcalinizare, consum redus de

perlit, perlitul fiind netoxic. Pentru îndepărtarea metalelor grele din apele uzate mai sunt folosite, în premieră, 3

procedee electrolitice: în curent constant, la tensiuni joase; în curent alternativ, la tensiuni medii; cu

electrozi de zirconium şi în pulsuri de tensiune înaltă. Avantajul acestor tehnici este că metalele grele sunt

colectate sub formă de precipitat sau depuse pe catodul instalaŃiei şi pot fi stocate uşor şi în timp îndelungat fără

costuri mari. În vederea monitorizării apelor uzate sunt testate metodele analitice standardizate pentru

sulfaŃi şi sulfuri şi metodele analitice moderne pentru ionii de amoniu, folosind un electrod ISE, comparativ

cu metoda standardizată internaŃional. Metodele ce folosesc on-line sensori, datorită caracteristicilor

performante şi în special a timpului scurt de răspuns, sunt în curs de standardizare la nivel internaŃional.

Pentru analiza apelor uzate este testată şi metoda cromatografiei în strat subŃire, precum şi metoda de

defenolare prin electrooxidarea directă şi imediată. Interes prezintă şi testarea a două metode moderne

nepoluante: metoda epurării biologice a apelor uzate cu plante şi metoda epurării cu nămol activ. O

noutate reprezintă elaborarea unui “Model predictiv al efectelor factorilor de mediu asupra microbiotei din

2

2

apele uzate”. Previziunile microbiologice oferă un fundament ştiinŃific reglementărilor ce vizează calitatea

apei şi siguranŃa alimentelor. Rezultatele obŃinute vor fi brevetate, publicate în reviste de specialitate cu

factor mare de impact şi prezentate la conferinŃe naŃionale şi internaŃionale.

2. SITUAłIA PE PLAN NAłIONAL ŞI INTERNAłIONAL LA NIVELUL DOMENIULUI ŞI A TEMATICII

PROPUSE

Orientări şi priorităŃi

Apa naturală este o sursă hotărâtoare în drumul spre un viitor durabil. În ciclul hidrologic, apa reprezintă baza

producŃiei de alimente, a comerŃului, a necesităŃilor umane şi a nenumăratelor ecosisteme acvatice. Sursa

naturală de apă este finită în timp ce cerinŃa de apă este permanent în creştere datorită dezvoltării activităŃii

umane din ultimele decade.

În România, supraconcentrarea industriei în unităŃi gigant, echiparea acestora cu instalaŃii tehnologice vechi,

neîntreŃinute şi nereparate la timp, fără echipamente de epurare a apelor uzate şi de purificare a gazelor sau cu

astfel de echipamente subdimensionate şi exploatate necorespunzător au condus, în unele zone, la deteriorarea

foarte gravă a echilibrului ecologic, a factorilor de mediu. În cursurile de apă ale Ńării se evacuează anual

6.875.000 t substanŃe poluante, în care predomină: cloruri, materii în suspensie, substanŃe organice, amoniu,

amoniac, azotaŃi, fenoli, metale grele, hidrogen sulfurat, fosfor, cianuri, detergenŃi, pesticide etc. Pe circa 2800 km

sectoare de râuri, din cele aproximativ 20.000 km cu folosinŃe pentru alimentarea centralizată cu apă a populaŃiei,

pentru industrie şi unităŃi agrozootehnice, viaŃa este distrusă datorită substanŃelor toxice în concentraŃii mari. În

unele zone şi apa din subteran este poluată (judeŃul Bacău, Prahova etc.). Apa pentru unele sisteme de irigaŃii pe

suprafeŃe de aproape 200 mii ha nu îndeplineşte condiŃiile de calitate şi riscăm să degradăm în scurt timp

terenurile şi să compromitem producŃia agricolă pe aceste suprafeŃe.

Epurarea apelor uzate şi recuperarea substanŃelor utile din aceste ape şi din gazele evacuate, economisirea

de energie pe unitatea de produs, valorificarea deşeurilor, redarea în folosinŃă a terenurilor ocupate de deşeuri

sunt acŃiuni de importanŃă majoră atât economică cât mai ales ecologică.

În România, reŃeaua institutelor de cercetare şi a universităŃilor, având dotările disponibile, derulează teme,

proiecte şi programe consistente în domeniul tehnologiilor neconvenŃionale, nepoluante de remediere a mediului

poluat. Cercetări privind aplicarea unor tehnologii de remediere şi bioremediere a mediului poluat au fost

întreprinse şi de un colectiv de cercetare format din specialişti din domeniul industriei alimentare, tehnologiilor

neconvenŃionale, biotehnologiilor agricole şi alimentare, microbiologiei, biochimiei, chimiei, fizicii etc. care face

parte din cadrul FacultăŃii de ŞtiinŃe Agricole şi ProtecŃia Mediului, Universitatea Lucian Blaga din Sibiu.

Cercetarea ştiinŃifică este orientată în direcŃia cercetării aplicative cu stabilirea de biotehnologii neconvenŃionale

de remediere a mediului poluat, în condiŃii avantajoase. Aceasta se reflectă în contracte de cercetare, în teze de

doctorat, în brevete şi inovaŃii, în cărŃi şi lucrări ştiinŃifice publicate în reviste de specialitate din Ńară şi străinătate

sau comunicate în cadrul unor manifestări ştiinŃifice naŃionale şi internaŃionale. Cercetările experimentale au fost

efectuate au fost efectuate în laboratoarele de: biotehnologii neconvenŃionale, microbiologie, biochimie, chimie,

fizică, care fac parte din cadrul Centrului de Cercetări în Domeniul CalităŃii, Universitatea Lucian Blaga, acreditat

3

3

de CNCSIS în anul 2000. Laboratoarele dispun de dotările principale (aparatură şi materiale) necesare pentru

desfăşurarea cercetărilor experimentale în domeniul tehnologiilor şi biotehnologiilor neconvenŃionale.

Pornind de la această motivaŃie, am considerat oportun ca scopul proiectului de faŃă să fie elaborarea şi

îmbunătăŃirea unor tehnologii şi biotehnologii neconvenŃionale, nepoluante de epurare a apelor uzate şi de tratare

a nămolului rezidual pentru reutilizartea acestuia.

Rezultate semnificative

1. Rezultate obŃinute aplicând metode fizice neconvenŃionale, nepoluante

Este cunoscut faptul că zona Copşa Mică este printre cele mai poluate zone din Europa, poluarea fiind

realizată cu metale grele. PerfecŃionarea unui procedeu neconvenŃional de reduce a concentraŃiei de metale grele

din apa râurilor ar avea un efect foarte bun asupra florei şi faunei din bazinul râului Târnava. Până în prezent,

conf. dr. Chicea şi colab. a efectuat determinări ale concentraŃiei de metale grele în sol şi aer precum şi în apa

râului Târnava, în perioada 1993-2001. Au fost efectuate măsurători de radioactivitate alfa, beta şi gamma asupra

unor probe de uraniu pentru a testa un procedeu electrochimic de modificare a radioactivităŃii naturale. Au fost

efectuate determinari de concentraŃie de Radon în apele freatice din judetul Sibiu.

A. ConŃinutul de metale grele în sol şi aer în zona Copşa – Mică în 2001

Au fost efectuate măsurători ale concentraŃiei de metale grele în aer şi sol în zona Copşa Mică. Rezultatele

obŃinute sunt prezentate în tabelele ce urmează.

ConcentraŃia de metale grele în aer.

2001

Po-

Luant

Unit.

mas.

Valoarea

Medie

Pb mg/mp/lună 21,55

Cd mg/mp/lună 1,35

ConŃinutul de metale grele în sol în zona Copşa – Mică.

Profilul ( cm )

Poluant

Valoarea medie ( mg / kg sol )

Pb 412,8

Cd 29.81

0 - 20

Zn 644,0

Pb 285,9

Cd 26,3

20 - 40

Zn 549,6

4

4

B. ConcentraŃiile medii de Pb, Zn, Cd şi Cu in Târnava Mare, în aval de Copşa Mică, lunare în 2001 şi medii anuale pe perioada

1993-2001

Poluant, mg/l Pb Zn Cd Cu

Conc. Maximă admisă 0.05 0.03 0.003 0.05

Ianuarie 0.2 0.27 0.017 0.01

Februarie 0.06 1.29 0.07 0.04

Martie 0.18 0.54 0.011 0.02

Aprilie 0.015 0.45 0.01 0.009

Mai 0.65 0.55 0.02 0.03

Iunie 0.11 0.174 0.012 0.008

Iulie 0.06 0.09 0.006 0.048

August 0.12 0.141 0.009 0.007

Septembrie 0.06 0.79 0.004 0.004

Octobrie 0.124 0.06 0.084 0.008

Noiembrie 0.005 0.0075 0.003 0.003

Decembrie 0.09 0.46 0.005 0.14

Pb, Zn, Cd and Cu concentration during 2001

00.20.40.60.8

11.21.4

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Month

C, mg/l

Pb

Zn

Cd

Cu

ConcentraŃia de metale grele pe perioada în Târnava Mare (1993-2001)

Poluant Pb, mg/l Zn, mg/l Cd, mg/l Cu, mg/l

1993 0.663 4.175 0.088 0.066

1994 0.384 1.47 0.037 0.15

1995 0.418 0.872 0.022 0.032

1996 0.104 0.487 0.029 0.037

1997 0.108 0.386 0.1 0.024

1998 0.157 0.69 0.009 0.033

1999 0.161 0.18 0.01 0.028

2000 0.191 0.401 0.023 0.045

2001 0.134 0.35 0.014 0.026

C. ConcentraŃia de Radon in apele freatice din judetul Sibiu

S-au recoltat probe de apă în lunile noiembrie şi decembrie. Datorită recoltării probelor de apă în lunile de

iarnă, concentraŃia de radon este relativ scăzută. JudeŃul Sibiu dispune de o bogată reŃea hidrografică, aici

existând numeroase râuri, pârâuri şi izvoare subterane. Cea mai importantă sursă de radon sunt izvoarele

subterane (puŃurile). S-a dovedit că, concentraŃiile mari de radon în ape se pot localiza în punctele de ieşire din

5

5

subteran, radonul fiind apoi repede pierdut datorită aeraŃiei intense. Rezultatele obŃinute prin spectrometrie α au

evidenŃiat concentraŃii de Rn-222 relativ reduse, plasate în regiunea de valori joase, comparativ cu măsurători

similare efectuate în alte Ńări. Lipsa unor norme internaŃionale în ceea ce priveşte valoarea limită admisibilă a

concentraŃiilor de radon din ape, ne privează de posibilitatea raportării la un standard general acceptat, însă

putem avansa ideea că valorile obŃinute se încadrează între limite acceptabile ale radioactivităŃii apelor. Valoarea

cea mai scăzută este cea obŃinută pentru apa de la robinet (1,6 Bq/l) din oraşul Sibiu. MenŃionăm că alimentarea

cu apă potabilă a municipiului Sibiu se face din barajul Gura Râului în proporŃie de 80%, iar restul de 20% din

barajele de la Sadu şi Păltiniş. Valoarea maximă obŃinută (28,125 Bq/l) denotă o radioactivitate destul de mare a

acestui izvor. Din literatura de specialitate aflăm că se pot face corelaŃii serioase între concentraŃiile de radon din

ape şi mai mulŃi factori, cum ar fi: temperatura atmosferică, presiunea, debitul apei, structura geologică a regiunii.

Valorile diferite obŃinute la diversele izvoare investigate sunt puse tocmai pe seama parametrilor geologici

specifici diferiŃi. Principalul parametru care modifică concentraŃia de radon în apă, în această lucrare, pare a fi

temperatura atmosferică.

Rezultatele obŃinute în apele din zona Sibiului concordă cu alte date ale cercetătorilor din lume, ce

prezintă concentraŃiile radonului din aceleaşi surse de apă, din acelaşi tip de sol.

Rezultatele obŃinute pot fi sintetizate în tabelul următor:

Nr. crt. Locul colectării

lBq

Capa

Rn

1 Sibiu 1,6

2 Sadu 1,965

3 Agnita 2,18

4 Mohu 5,8

5 Gura Râului 9,413

6 Şelimbăr 11,06

7 Şura Mică 11,64

8 Bradu 11,665

9 Ocna Sibiului 11,78

10 Veştem 12,35

11 GuşteriŃa 12,865

12 Săcel 18,136

13 Orlat 22,15

14 Cisnădioara 22,51

15 Cristian 24,88

16 Şura Mare 25,87

17 Sibiel 26,436

18 Răşinari 28,125

Datele prezentate de U.S. Geological Survey au arătat o concentraŃie maximă a 222Rn de 17 Bq/l la un

număr de 100 probe şi de 5 Bq/l la 29 probe. În concluzie, concentraŃiile de radon din apele din judeŃul Sibiu nu

prezintă un grad de periculozitate, deoarece sunt sub limita admisă pentru radon în apă, de 200 Bq/l.

D. Testarea unui procedeu electrolitic de modificare a radioactivităŃii unei probe

A fost testat un procedeu electrolitic ce constă în încărcarea cu hidrogen a unor probe de uraniu metalic.

Experimentul a fost repetat de mai multe ori. A fost determinată radioactivitatea alfa, beta si gamma globală a probei

6

6

raportată la masa ei, deci radioactivitatea specifică înainte şi după aplicare procedeului electrolitic. Rezultatele obŃinute

sunt prezentate în tabelele ce urmează.

Parametrii procedeului electrolitic

Experiment Current, A Voltage, V Current density, mA/cm2 Electrolysis time, h

S2 1.5 4.00 1781 5

DC1 0.075 2.95 50 72

DC2 0.4 2.87 370 206

DC3 0.035 2.39 26 65

DC4 0.15 2.53 54 66

Rezultatele măsurătorilor nespectrometrice efectuate pe probele încărcate cu hidrogen şi pe proba martor.

Proba Specific alpha,

c/g*s

Variatie alpha

%

Specific beta,

c/g*s

Variatie beta

%

Specific gamma,

c/g*s

Variatie

gamma %, %

S1 97 2210 545

S2P1a 142 47.2 2711 22.7 640.7 17.5

S2P2u 115 19 2470 11.8 595 9.1

DC1P1a 158 63.4 2726 23.4 660 21

DC1P2u 124 28.7 2354 6.5 580 6.3

DC2P1a 107 11.1 2338 5.8 581 6.5

DC2P2u 128 33.1 2542 15 617 13.1

DC3P1a 115 19.5 2345 6.1 583 6.9

DC3P2u 110 13.9 2514 13.8 599 9.8

DC4P1a 115 19 2407 8.9 543 -0.5

DC4P2u 120 24.8 2317 4.9 576 5.6

Observăm că procedeul electrolitic a condus la variaŃia radioactivităŃii specifice, în sensul creşterii ei, ceea ce

sugerează dezvoltarea procedeului pentru a modifica in sensul reducerii timpul în care anumite deşeuri

radioactive se pot “răci”, adică pot deveni neradioactive.

Experienta acumulată în activatea de cercetare în domeniul urmăririi concentraŃiei de metale grele din apa

râurilor de către conf. dr. Chicea, valorificată în parte în grantul CNCSIS cu participare internaŃională menŃionat în

CV, şi în lucrări ştiinŃifice valoroase publicate în reviste de specialitate îl face încrezător că va continua cu succes

activitatea de cercetare şi că va reuşi împreună cu colaboratorii să pună la punct o metodă neconvenŃională de

reducere a concentraŃiei de metale grele din râurile poluate cu apă industrială reziduală.

Metoda cu impulsuri de radiaŃii optice este metodă fizică nouă aplicată cu preponderenŃă în sterilizarea şi

reducerea microbiotei produselor alimentare şi în sterilizarea microbiană a apelor uzate. Pe plan mondial

metodele care utilizează energia radiantă în impulsuri sunt cunoscute sub diferite denumiri – Pulsed White Light

(PWL), Pulsed Light (PL), Pulsed UV Light (PUVL), Impulsuri de RadiaŃii Optice (IRO), Pulsed Electrical Field etc.

În România cercetările în acest domeniu încep în 1992 – NederiŃă V. Studii privind îmbunătăŃirea operaŃiilor şi a

instalaŃiilor din industria alimentară prin utilizarea impulsurilor ultrascurte de lumină de intensitate înaltă. Teza de

doctor. Universitatea „Dunărea de Jos” GalaŃi 1995 – lucrarea fiind de pionerat în România. Tematica a fost

aprofundată în continuare prin realizarea unui contract de cercetare – director proiect conf. univ. dr. ing. Popa C.,

7

7

membrii: Amarfi R., Alexandru, R., NederiŃă V., ş.a. Studii privind procesarea minimă în industria alimentară

utilizând tehnici intensive.

Conf. dr. ing. NederiŃă V. şi prof. dr. Oprean L. au efectuat un număr mare de experimente pe parcursul anilor

1992-2003 cu surse IRO pe diferite produse alimentare şi medii (lichide şi solide) cu diverse scopuri –

intensificarea proceselor de schimb de masă şi substanŃă (uscarea materialelor vegetale coloidale capilar

poroase la temperatura de cameră + 200C); deshidratarea aseptică a materialelor coloidale; sterilizarea suprafeŃei

unor produse alimentare solide (carne) şi ambalaje; tratarea vinurilor şi a sucurilor naturale cu scopul îmbunătăŃirii

calităŃii cu prin excluderea tratamentului termic; decontaminarea apei potabile, studierea unor efecte acustice şi

hidraulice sub acŃiunea IRO etc. Rezultatele acestor cercetări au fost comunicate de-a lungul anilor la diferite

manifestări ştiinŃifice şi în publicaŃii periodice. Toate aceste lucrări sunt luate de noi ca bază de referinŃă a

cercetării în domeniu pe plan naŃional. În calitate de material de referinŃă au servit lucrările efectuate în domeniile

respective cu utilizarea laserilor şi a câmpurilor electrice pulsatorii.

2. Metode chimice neconvenŃionale de epurare a apelor uzate

Metode de separare ale metalelor grele din ape reziduale

Separarea metalelor grele din ape reziduale, până la un nivel de concentraŃie la care acestea să nu aibă

efecte dăunătoare asupra omului, florei şi faunei, constituie o problemă de cea mai mare importanŃă. Metodele

cele mai utilizate pentru realizarea acestui obiectiv sunt: precipitarea, schimbul ionic, adsorbŃia, flotaŃia, extracŃia

cu solvenŃi, electroliza, procese de membrană, cementarea. Rezultate valoroase în domeniul poluării apelor uzate

şi a tratamentelor aplicate în vederea reducerii poluării au fost obŃinute de lector. dr. ing. chimist Turtureanu A. şi

colab., prin metoda flotaŃiei de adsorbŃie coloidală în ceea ce priveşte:

- separări de metale grele din ape sintetice cu randamente de 90-95%;

- separări de metale grele din ape reziduale cu randamente de 75-90%.

ExperienŃa acumulată în activitatea de cercetare în domeniul urmăririi concentraŃiei de metale grele din

apele de suprafaŃă de către lector dr. chimist Turtureanu A., valorificată în Teza de doctorat “Epurarea unor ape

reziduale cu conŃinut de metale grele”, Cluj-Napoca, 2003” şi în contractele de cercetare a căror scop a fost

monitorizarea parametrilor apelor uzate în urma tratamentelor aplicate în vederea reducerii gradului de poluare în

diferite zone ale judeŃului Sibiu, precum şi în lucrări ştiinŃifice publicate în reviste de specialitate. De evidenŃiat

este şi faptul că dr. Turtureanu a elaborat o metodă originală de utlizare a perlitului expandat şi măcinat şi activat ca

adsorbant în flotaŃia de adsorbŃie coloidală. Elementul de noutate îl constituie utilizarea în premieră mondială a perlitului

expandat, măcinat, neactivat şi activat, ca adsorbani în flotaŃia de adsorbŃie coloidală.

3. Metode biotehnologice utilizate în prevenirea poluării apelor

Tehnologiile convenŃionale de epurare fiind mari consumatoare de energie, au determinat creşterea

importanŃei procedeelor de tratare biologică, care nu numai că nu sunt consumatoare de energie, dar contribuie şi

la conversia energiei solare şi a nutrirenŃilor reziduali în biomasă.

Epurare biologică cu plante

8

8

Cercetările de laborator au demonstrat pentru unele plante capacităŃi de bioacumulare a poluanŃilor.

Cercetările de bioacumulare efectuate au evidenŃiat faptul că macrofitele din bazinele naturale acumulează

preferenŃial metale grele, cupru, mercurul, zincul. O soluŃie pentru epurarea apelor uzate rezultate în urma

activităŃilor industriale, menajere şi pluviale ar fi amenajarea de iazuri în care să se acumuleze aceste ape în

vederea eliberării de încărcătura fizică, bacteriologică şi chimică. O metodă deosebit de eficientă poate fi

introducerea unor specii exotice cu un randament de bioacumulare şi biocoversie crescute, ceea ce ar putea

contribui semnificativ la epurarea apelor, alături de speciile autohtone. Pentru epurarea apelor se pot folosi acele

specii de alge şi plante care vor fi avea eficienŃa maximă la selectarea în funcŃie de calitatea şi încărcătura apelor

rezultate, dar şi în funcŃie de particularităŃile de dezvoltate în condiŃii optime a speciilor alese. CapacităŃi mari de

bioacumulare au plantele superioare ciuma apei (Elodea canadensis), menta de apă (Mentha aquatica), salata de

apă (Pistia stratiotes), zambila de apă (Eichornia crassipes), sârmuliŃa (Vallisneria spiralis), stuful (Phragmites

communis) Salvinia, Spirodella, Lemna, Eichornia crassipes, Ceratophyllum demersum.

În Romania, la Institutul de Ecologie Aplicata Bucureşti, d-na conf. dr. Marioara Godeanu a încercat

epurarea apelor prin utilizarea plantelor. Astfel a experimentat 8 plante autohtone si două plante exotice (salata

de apă şi zambila de Nil), care au o mare capacitate de reproducere si iubesc apele poluate. Piramida ecologica

de la Piteşti. produce fondul de plante acumulatoare de cianuri. Se poate folosi epurarea biologică cu plante, prin

mlaştină / lagună de epurare, în scopul reŃinerii fosfaŃilor, nitraŃilor şi agenŃilor patogeni. Un hectar de stuf de

exemplu extrage din apă anual 10-15 tone de azot, fosfor şi sulf şi peste 150 tone de poluanŃi organici.

Introducerea stuful în scopul bioacumularii s-a realizat în doua mari iazuri din Baia Mare, pornind de la margini, în

fiecare batardou s-au făcut nişte septe (sicane de lemn), care au fost tratate cu culturi de bacterii. Stuful distruge

prin descompunere toŃi poluanŃii (ex. cianuri şi cianaŃi, arsen) contribuind la crearea unui ecosistem artificial,

capabil să reŃină până la 90% din toate substanŃele otrăvitoare. Pentru că plantele au proprietatea miraculoasă de

a reŃine de 1200 de ori mai mulŃi poluanŃi decât pot stoca, în general, apele reziduale.

Epurarea biologică cu microorganisme

Utilizarea unor microorganisme capabile să „mănânce” metale grele constituie o metodă pentru

eliminarea metalelor grele din apă.Reşinerea metalelor grele din apă de către microorganisme se realizează pe

următoarele căi: reŃinerea pe suprafaŃa celulei; acumulare internă; precipitate extracelulară; volatilizare. Dintre

aceste căi, primele trei sunt folosite în tratarea apelor, cea de a patra fiind foarte complexă, şi nu este bine

stăpânită încă. Literatura de specialitate citează numeroase studii efectuate pentru reŃinerea metalelor grele de

către microorganisme, ca de exemplu: bacterii: Streptomyces rimosus pentru Cu, Zn, Ni; fungi: Penicillium

chrysogenum pentru Cu, Zn, Ni, Rhizopus arrhizus pentru Pb, Ni, Cr, Cu, Cd, Rhizopus mucor, Saccharomyces,

cerevisiae etc.

În cadrul laboratorului de microbiologie s-au efectuat cercetări experimentale privind influenŃa unor metale

grele asupra metabolismului unor tulpini de drojdii ce aparŃin speciei Saccharomyces cerevisiae, demonstrând

posibilitatea folosirii drojdiei S. cerevisiae ca bioindicator simplu şi eficient al prezenŃei substanŃelor poluante în

produsele alimentare; de asemenea s-a studiat şi efectul fungicid al expunerii unor bacterii şi culturi de drojdii ce

9

9

aparŃin genului Saccharomyces: de panificaŃie (S. cerevisiae), de bere (S. carlsbergensis) şi de vin (S. cerevisiae

var. ellipsoideus) la radiaŃii ultraviolete (UV), radiaŃii infraroşii şi impulsuri de lumină. s-a studiat

3. OBIECTIVE

Pornind de la realităŃile existente la ora actuală la nivel naŃional şi internaŃional privind poluarea apelor,

proiectul îşi propune următoarele obiective generale:

1. Utilizarea tehnologiilor de recuperare, reciclare şi revalorificare a apelor uzate, prin îmbunătăŃirea

continuă a metodelor neconvenŃionale, nepoluante de epurare a acestor ape.

2. Implementarea sistemului de managementul dezvoltării durabile permite aplicarea în mod preventiv a

unor tehnologii şi biotehnologii nepoluante la întreprinderi în scopul minimalizării deşeurilor în apele

uzate şi a consumului de apă.

Obiectivele speciale

1. Monitorizarea surselor industriale de poluare a apelor uzate şi a efectelor poluării apei asupra stării

de sănătate a populaŃiei din judeŃul Sibiu.

2. Evaluarea gradului de poluare al apelor industriale uzate şi a deşeurilor (nămolul activ şi fermentat de

la staŃiile de epurare) din judeŃul Sibiu, în conformitate cu regulamentele naŃionale şi europene, în

scopul remedierii şi reutilizării acestora.

3. Experimentarea în laborator unor metode fizice, chimice şi biologice neconvenŃionale, de epurare a

apelor industriale uzate, în scopul elaborării unor noi metode nepoluante de epurare a apelor uzate şi

a nămolurilor reziduale, în scopul elaborării unor noi metode nepoluante.

4. Experimentarea tehnologiei şi biotehnologiei metodelor neconvenŃionale, nepoluante la faza pilot, pe

baza rezultatelor obŃinute la faza de laborator.

5. Analiza datelor experimentale obŃinute folosind proceduri statistice cu software corespunzătoare şi

modelarea matematică, care vor da o imagine obiectivă asupra stării actuale şi de perspectivă a

apelor uzate din judeŃul Sibiu.

6. Diseminarea informaŃiilor prin comunicări ştiinŃifice, publicaŃii în reviste, brevete şi punerea la

dispoziŃia unităŃilor industriale a rezultatelor în scopul dezvoltării dezvoltării la nivel naŃional de noi

metode nepoluante care să permită o epurare perfectă a apelor uzate.

Obiectivele măsurabile

1. Analize organoleptice, fizice şi chimice ale apelor uzate industriale din judeŃul Sibiu.

2. Analize microbiologice şi biologice ale apelor uzate din judeŃul Sibiu, folosind indicatorii igienico-sanitari

(bacteriologici şi biologici).

3. Cercetări microbiologice şi enzimologice asupra nămolului activ şi fermentat de la staŃia de epurare a

apelor uzate din municipiul Sibiu. Nu dispunem de date care să ateste o preocupare specială pentru

10

10

aceste nămoluri. Acestea reprezintă un suport teoretic şi practic pentru operatorii din staŃiile de tratare a

apei uzate din România.

4. Dezvoltarea unor tehnologii neconvenŃionale, nepoluante de epurare a apelor uzate prin valorificarea

datelor experimentale de laborator în scopul transpunerii lor pe plan industrial.

- Aplicarea unor metode fizice, nepoluante, de epurare a apelor uzate de la staŃia de epurare din

municipiul Sibiu. Studii asupra comportării unor microorganisme (bacterii, mucegaiuri, drojdii)

termorezistente şi rezistente la radiaŃii UV, cu scopul distrugerii acestora prin iradierea cu impulsuri

UV-VIS-IR.

- Aplicarea unor metode chimice, nepoluante, de epurare a apelor uzate de la staŃia de epurare a

municipiului Sibiu.

- Aplicarea unor metode biologice şi microbiologice, nepoluante, de epurare a apelor uzate de la staŃia

de epurare a apelor uzate din municipiul Sibiu (fitoremedierea apelor uzate; epurarea apelor uzate

cu filtre microbiologice; epurarea apelor uzate cu nămolului activ şi fermentat, modele microbiologice

predictive etc.).

5. Metode de tratare şi prelucrare a nămolului activ din staŃia de epurare a apelor uzate

6. Valorificarea rezultatelor experimentale obŃinute în laborator prin implementarea lor în procesul de

producŃie.

7. Prelucrarea statistică a rezultatelor experimentale obŃinute şi alcătuirea de modele matematice pe baza

acestor rezultate. Aplicarea unor tehnici performante de rezolvare numerică a ecuaŃiilor matematice

complexe prin implementarea lor în pachete software puternice (cum este cazul limbajului de programare

MATLAB sau ChemCAD).

8. Elaborarea unor scheme tehnologice de epurare a apelor uzate.

9. Implementarea managementului în producŃie. Studii de caz (Programe de mediu).

Obiectivele proiectului de faŃă corespund cu obiectivele strategice ale programului care susŃin activităŃi de

cercetare şi dezvoltare tehnologică de mare complexitate, care includ cercetare fundamentală, aplicativă şi de

nivel precompetitiv şi care sunt desfăşurate în comun de consorŃii/reŃele reprezentative la nivel naŃional pentru

domeniile S/T specifice serviciilor şi tehnologiilor de vîrf.

4. PREZENTAREA ŞTIINłIFICĂ ŞI TEHNICĂ A PROIECTULUI

Gradul de noutate constă în abordarea unor metode fizice, chimice şi biologice neconvenŃionale, nepoluante de

epurare a apelor uzate, majoritatea dintre ele fiind îmbunătăŃite şi originale (de exemplu metoda de utilizare a

perlitului expandat măcinat şi activat ca adsorbant în flotaŃia de adsorbŃie coloidală, elaborată de dr. chimist

Turtureanu A., elementul de noutate al acestei metode fiind utilizarea în premieră mondială a perlitului ca

adsorbant. O noutate reprezintă şi elaborarea unor modele biologice şi microbiologice predictive.

Proiectul de cercetare –dezvoltare propus are un caracter interdisciplinar (efectuarea de măsurători şi analize

chimice, fizice, biologice şi microbiologice ş.a. care necesită cunoştinŃe aprofundate din categoria ştiinŃelor

11

11

pământului, ştiinŃelor vieŃii, ştiinŃelor exacte şi stiinŃelor inginereşti) şi urmăreşte obŃinerea de noi rezultate

ştiinŃifice şi tehnologice cu caracter aplicativ în folosul direct al potenŃialilor utilizatori.

În continuare sunt prezentate metodele fizice, chimice şi biologice neconvenŃionale, nepoluante

care vor fi utilizate în cercetările experimentale.

1. Metode fizice neconvenŃionale de epurare a apelor reziduale

Obiectivul principal de realizat în cadrul proiectului îl constituie perfectarea unei metode neconvenŃionale,

de reducere a concentraŃiei de metale grele din apa râurilor. Obiectivele măsurabile de realizat sunt:

- Măsurarea concentraŃiei de metale grele din sol şi apă în râurile din judeŃul Sibiu folosind un

spectrometru de absorbŃie atomică..

- Construirea a unei instalaŃii de laborator pentru testarea unui procedeu electrolititc în curent constant, la

tensiuni joase, de îndepărtarea metalelor grele din apă.

- Construirea a unei instalaŃii de laborator pentru testarea unui procedeu electrolititc in curent alternativ, la

tensiuni medii, cu electrozi de zirconium, de îndepărtarea metalelor grele din apă

- Construirea a unei instalaŃii de laborator pentru testarea unui procedeu electrolititc în pulsuri de tensiune

înaltă, de îndepărtarea metalelor grele din apă.

-Se aplică pe rând fiecare din cele trei procedee descrise de eliminare a metalelor grele şi se reiau

măsurătorile de concentraŃie.

-Se identifică procedeul cel mai eficient.

-Se lucrează cu procedeul cel mai eficient pentru a găsi parametrii optimi de funcŃionare, analizând

fiecare probă înainte şi după aplicarea procedeului.

-După identificarea parametrilor optimi se construieşte un dispozitiv de dimensiuni mari, o instalaŃie

pilot, pentru a prelucra în flux continuu apa poluată.

Avantajul metodei propuse este ca procedeul nu “mută” poluantul din apa râului în argile sau gel sau în alt

agent de depoluare ci metalele grele sunt colectate sub formă de precipitat sau depuse pe catodul instalaŃiei şi

pot fi stocate uşor şi în timp îndelungat fără costuri mari sau pot fi refolosite.

Dezavantajul metodei este costul mai ridicat, datorita metalelor folosite, cum ar fi zirconoiul precum şi costul

unui generator de pulsuri de tensiune înaltă.

Metoda tratamentului cu impulsuri de lumină (IL) (Pulsed-licht treatment) este o metodă neconvenŃională,

nepoluantă, ce constă în utilizarea unor impulsuri ultrascurte de radiaŃii de intensitate înaltă pentru distrugerea

microorganismelor din apele uzate din judeŃul Sibiu. Sistemele ce generează impulsuri de lumină constau din

două părŃi componente principale: unitatea de alimentare şi lampa. Unitatea de alimentare generează un curent

de tensiune înaltă care încarcă un condensator. Din moment ce acesta este încărcat un dispozitiv electronic

descarcă asceastă tensiune la bornele lămpii. Această energie provoacă o străpungere electrică între electrozii

lămpii în care se află de regulă un gaz inert şi are loc o emisie de lumină albă cu o intensitate radiantă

considerabilă întrun spectru larg de lungimi de undă. Deoarece în aceste condiŃii puterea realizată într-un impuls

12

12

este foarte mare aceste procese sunt mult mai economice decât procesele clasice de sterilizare. Aceasta se

datorează în mare parte prezenŃei radiaŃiilor UV în spectrul de emisie. Această metodă ecologică nu necesită

utilizarea de produse chimice toxice, radiaŃii ionizante sau temperaturi ridicate şi prin aceasta elimină consecinŃele

formării de substanŃe toxice.

2. Metode neconvenŃionale biochimice de epurare a apelor uzate

În cadrul laboratorului de Biochimie al FacultăŃii de ŞAIAPM, se pot monitoriza în apa potabilă şi în apele

uzate brute şi epurate conŃinutul de sulfaŃi, de sulfuri, conŃinutul de amoniu şi consumul biochimic de oxigen

(CBO5). Metodele alese pentru determinări sunt în concordanŃă cu prevederile standardelor interne şi

internaŃionale, sub aspectul procedurii prelevării probelor de ape, a reactivilor utilizaŃi, a tehnicilor de dozare, a

interferenŃelor şi a prelucrării şi exprimării datelor experimentale.

Metodele neconvenŃionale care se vor aplica pentru aceste investigaŃii sunt:

a.Metode analitice moderne pentru ionii de amoniu, folosind un electod ISE, comparativ cu metoda

standardizată internaŃional. Pentru dozarea ionilor de amoniu, din probele de apă prelevate, se vor folosi două

metode:

1. Metoda spectrofotometrică automata, standardizată international

Compusul albastru, format din reacŃia amoniului cu ioni salicilat şi hipoclorit în prezenŃa de nitroprusiat de

sodiu, este spectrofotometrat la 650 nm. InterferenŃe marcate manifestă în probele de apă, anilina şi etanolamina.

Metoda este caracterizată prin:

-interval de determinare: azot amoniacal de până la 1 mg/l

-limita de detecŃie: 0,003-0,008 mg/l

-sensibilitate: o concentraŃie de 0,200 mg/l corespunde la aprox. 0,69 unităŃi de absorbantă

-date experimentale sunt analizate sub aspectul fidelităŃii, respectiv al abaterilor de repetabilitate şi

reproductibilitate faŃă de soluŃia etalon.

2. Metoda analitică modernă folosind un electrod ISE de amoniac

Electrodul de amoniac măsoară concentraŃia ionilor de amoniu din probele de apă, pe principiul

echilibrului amoniacului în soluŃie cu ionii de amoniu. Amoniacul, aflat în concentraŃie de 1000 ppm sub o

membrană microporoasă şi hidrofobă, difuzează în proba de analizat, reacŃionează cu apa determinând o

creşterea a pH-ului.

NH3 + H2O NH4+ + OH-

Modificarea de pH este sesizată de o membrană de sticlă sensibilă la pH, aflată în interiorul electrodului

şi modificarea de potenŃial înregistrată variază proporŃional cu concentraŃia ionilor de amoniu. Pentru obŃinerea

unui semnal măsurabil se recomandă ajustarea pH-ului probei de analizat la o valoare mai mare de 10.

Metoda analitică cu electrod ISE pentru ionii de amoniu nu are interferenŃe ionice, deoarece ionii prezenŃi

în probele de apă nu pot traversa membrana electrodului. Aminele volatile însă traversează membrana şi

cauzează o interfrenŃă pozitivă, crescând valoarea rezultatelor. Caracteristicile funcŃionale ale electrodului ISE

sunt:

13

13

-domeniu de liniaritate: 1,4-1400 ppm; -domeniu de concentraŃii: 0,02-1400 ppm; -panta: -57 mV/decada,

+/- 3 mV; -timp de răspuns:mai mic de 60 secunde, pentru 90% din rezultatele încadrate pe un interval de

concentraŃiii de 10-100 ppm.

Metodele ce folosesc on-line sensori, datorită caracteristicilor performante şi în special a timpului scurt de

răspuns, sunt în curs de standardizare la nivel internaŃional.

b. Metoda biochimica standardizată internaŃional pentru evaluarea oxidarii biochimice, exprimată prin

(CBO5). ConcentraŃia masică de oxigen dizolvat, consumat în condiŃii diferite prin oxidarea biochimică a materiilor

organice şi /sau anorganice conŃinute în probele de apă analizate, se exprimă prin consumul biochimic de oxigen

(CBO5).

Modernitatea metodei standardizate internaŃional constă în exprimarea datelor de fidelitate (coeficient de

variaŃie, repetabilitate, reproductibilitate).

c.Metode analitice standardizate (IRS) pentru sulfaŃi

Se propun ca metode de determinare a sulfaŃilor în apele de suprafaŃă şi în apele uzate, funcŃie de

conŃinutul de ioni de sulfat fie:

- metoda gravimetrică, metoda de litigiu - aplicabilă pe ape cu un conŃinut de ioni sulfat de 40-500 mg/dm3

(eroarea metodei este de maxim 2%). Ionii de sulfat se determină gravimetric după precipitarea lor, în mediu acid,

cu clorură de bariu. SubstanŃele interferente (ionii metalelor grele, silicea, cationii în concentraŃie mare) din

probele de ape trebuiesc îndepartate în prealabil, prin trecerea probelor printr-o coloana cu schimbător de ioni.

- fie metoda complexometrică, aplicabilă la ape cu un conŃinut de ioni sulfat de 25-500 mg/dm3 (eroarea

metodei este de maxim 5%). După îndepărtarea interferenŃilor (cromaŃi, bicromaŃi, fosfaŃi, cationi în concentratie

mare) trecand probele de apa printr-o coloana cu schimbator de ioni, sulfatii se precipita cu soluŃie titrată de

clorura de bariu. Excesul de ioni de bariu este contabilizat complexometric cu EDTA.

d. Metode analitice standardizate (IRS) pentru sulfuri

Pentru sulfuri se aplică metoda iodometrică de determinare a lor din ape de suprafaŃa şi din ape uzate.

Variantele metodei, respectiv concentraŃia soluŃiei de iod folosită pentru oxidare, difera funcŃie de conŃinutul de

sulfuri din apele analizate:

Sulfurile se determină sub trei forme:

-sulfuri totale; -sulfuri solubile în apă şi hidrogen sulfurat nedisociat.

Rezultatele experimentelor vor fi analizate conform cerinŃelor actuale, comparativ cu caracteristicile de

performanŃă, stabilite pe soluŃie sintetică de ioni de sulfură (250 mg/l), ioni de tiosulfat 900 mg/l) şi ioni sulfit (700

mg/l) şi prezentate în standardul modernizat şi îmbunătăŃit, sub aspectele:

- abatere medie pătratică a reproductibilităŃii

- abatere medie patratică a repetabilităŃii

- coeficient de variaŃie a repetabilităŃii

- coeficient de variaŃie a reproductibilităŃii.

Pentru analiza apelor uzate este testată şi metoda cromatografiei în strat subŃire, precum şi

metoda de defenolare prin electrooxidarea directă şi imediată.

14

14

3. Metode chimice neconvenŃionale de separare ale metalelor grele din ape reziduale

Separarea metalelor din soluŃii apoase diluate se poate face şi prin flotaŃie de precipitate sau prin flotaŃie de

adsorbŃie coloidală. În flotaŃia precipitatelor, o specie ionică aflată în soluŃie apoasă formează precipitat de un

anumit tip prin intervenŃia unui reactiv, iar apoi cu sau fără intervenŃia unui agent tensioactiv (colectorul), dar prin

intermediul fazei mobile, acesta este concentrat în spumă.

FlotaŃia de adsorbŃie coloidală constă în separarea din fază lichidă a unui coligand (solut) prin adsorbŃia

sau coprecipitarea pe un suport solid numit “purtător” urmată de flotaŃia particulelor încărcate. Separarea implică

adsorbŃia simplă sau adsorbŃia cu schimb ionic. Particulele aflate în suspensie pot fi flotate prin aderarea la bulele

de gaz, datorită adăugării unor colectori. Drept purtător se pot folosi diverse materiale: cărbune activ pulbere,

hidroxiapatită, bentonită, sulfuri. FlotaŃia de adsorbŃie coloidală se poate aplica cu succes în domeniul

concentraŃiilor foarte mici (10-5 - 10-9 M), metoda şi-a probat eficienŃa şi în cazul unor elemente radioactive.

Ca adsorbant în flotaŃia de adsorbŃie coloidală, se intenŃionează a se folosi perlit expandat măcinat, cu

dimensiunile particulelor sub 50 µm. Perlitul este o rocă vulcanică silicioasă, care se deosebeşte de alte sticle

vulcanice prin aceea că, încălzit peste o anumită temperatură acesta se expandează mărindu-şi volumul iniŃial de

patru până la douăzeci de ori. Această expandare se datorează prezenŃei apei combinate în perlitul brut, în

proporŃie de 2-6%. Când este încălzit repede, la temperaturi de peste 870°C, roca de perlit crud se expandează

în mod similar floricelelor de porumb datorită vaporizării acestei ape, formându-se particule cu densitate aparentă

mică (32-400 kg/m3), cu nenumărate celule interne şi cu suprafaŃă specifică mare. Această structură multicelulară

cu suprafaŃa specifică mare face din perlit un excelent adsorbant. Capacitatea de adsorbŃie a perlitului expandat

poate fi mărită prin activare. După expandare, perlitul poate fi măcinat pentru a fi adus la dimensiunile dorite.

Perlitul este neinflamabil, refractar, nepericulos şi netoxic. Este clasificat ca fiind inert din punct de vedere chimic

şi un foarte bun izolator termic şi acustic

Lector. dr. chimist Turtureanu şi colab. intreprinde cercetări experimentale privind separarea metalelor

grele din apele reziduale, folosind metode neconvenŃionale, nepoluante:

IntenŃia de lucru este următoarea:

a) separarea metalelor grele Pb, Cd, Zn, Cu, Ni din ape reziduale prin:

- adsorbŃie;

- flotaŃie de precipitate;

- flotaŃie de adsorbŃie coloidală.

b) utilizarea ca adsorbant a perlitului expandat activat şi neactivat

metalelor grele separate în vederea reintroducerii lor în circuitul economic şi tratarea adsorbantului în vederea

reutilizării acestuia.

Realizarea acestei teme de cercetare va oferi informaŃii exacte despre nivelul de poluare al apei cu

metale grele. În plus va duce la elaborarea unei metode neconvenŃionale de eliminare a metalelor grele

din apă, fără a conduce la poluarea altor ape, terenuri sau regiuni. În realizarea proiectului ne bazăm şi pe

colaborarea cu cu Centrul de Cercetări în Domeniul CalităŃii al UniversităŃii Lucian Blaga din Sibiu,

15

15

acreditat de CNCSIS în 2000, laboratorele autorizate ale StaŃiei de epurare a apelor uzate, AgenŃia Apă-

Canal, StaŃia de epurare a apelor uzate din municipiul Sibiu, AgenŃia de ProtecŃie a Mediului, DirecŃia de

Sănătate publică a judeŃului Sibiu (cercetători din ultimele două instituŃii fiind parteneri la un grand în

derulare - director fiind prof. dr. Oprean L.). Din colectivul de cercetare al proiectului de faŃă fac parte, în

calitate de parteneri, şi specialişti dii cadrul UniversităŃii Dunărea de Jos, GalaŃi şi UniversităŃii de ŞtiinŃe

Agricole şi Medicină Veterinară, din Cluj-Napoca.

Interes prezintă şi testarea metodelor biotehnologice moderne nepoluante, privind epurarea apelor

uzate: metoda epurării cu plante, metoda epurării cu microorganisme şi metoda epurării cu nămol activ. O

noutate reprezintă şi elaborarea unor modele microbiologice predictive. Previziunile microbiologice oferă

un fundament ştiinŃific reglementărilor ce vizează calitatea apei şi siguranŃa alimentelor. Rezultatele

obŃinute vor fi brevetate, publicate în reviste de specialitate cu factor mare de impact şi prezentate la

conferinŃe naŃionale şi internaŃionale.

Complexitatea cercetărilor şi gradul înalt de performanŃă ce se impune atât în efectuarea cercetărilor

experimentale cât şi în elaborarea tehnicilor şi tehnologiilor neconvenŃionale a impus implicarea în realizarea

acestui proiect a unui colectiv de cercetare cu performanŃe stiinŃifice deosebite în domeniile biologie,

microbiologie, protecŃia mediului, chimie, biochimie, fizică, medicină, tehnologii şi biotehnologii agricole şi

alimentare, management strategic ş.a. Participarea tinerilor cercetători (doctoranzi, masteranzi, studenŃi) la

realizarea unui asemenea proiect este benefică din toate punctele de vedere şi contribuie la formarea cadrelor

înalt calificate în domeniu. Din analiza documentară efectuată rezultă că există o necesitate certă de extindere a

cercetărilor în acest domeniu de maximă importanŃă. Domeniul se înscrie de asemenea în strategia de dezvoltare

a României prin dezvoltarea unei industrii agroalimentare durabile, în conformitate cu reglementările europene.

Consideram ca metodologia şi tehnicile utilizate în studiu aşa cum au fost prezentate in prezentul concept

raspund cerintelor în conformitate cu reglementările şi standardele naŃionale şi internaŃionale din domeniu: Legea

protecŃia mediului 137/30.12.1995 (republicată în 2002), modificată şi completată de O.U.G. nr. 91/20.06.2002

Legea apelor 107/25.09.1996 modificată de Legea Nr. 122/2001 şi O.U.G. nr. 107/2002.

Ordinul MAPPM nr. 699/303.07.1999 privind aprobarea Procedurii şi componentelor de emitere a avizelor şi a

autorizaŃiilor de gospodărire a apelor.

Ordinul MAPM 377/2001 privind aprobarea obiectivelor de referinŃă pentru calitatea apelor de suprafaŃă.

Ordinul MAPM nr. 913/15.10.2001 privind aprobarea conŃinutului cadru al Planului de gospodărire al apelor pe

bazin hidrografic.

Ordinul M.A.P.M. nr. 1325/22.09.2000 privind participarea publicului, prin reprezentanŃii săi, la pregătirea

planurilor, programelor, politicilor şi legislaŃiei privind mediul.

5. JUSTIFICAREA PROIECTULUI

Relevanta proiectului pentru sectorul/ domeniul respectiv si modul in care se incadreaza in politica nationala

in domeniu;

16

16

Un studiu complex (teoretic şi experimental), sistematizarea informaŃiei şi elaborarea unor soluŃii viabile de

remediere apelor uzate judeŃul Sibiu ar permite reutilizarea acestor ape.

Posibilele probleme şi riscuri legate de atingerea obiectivelor precizate vor fi identificate, documentate şi se vor

aplica măsurile corective şi preventive în fiecare etapă a derulării proiectului.

Viabilitatea si sansele de succes ale proiectului (ipotezele si riscurile).

Viabilitatea şi şansele de succes ale proiectului au fost analizate de parteneri prin fixarea următoarelor ipoteze:

- Proiectul se încadrează în termenele, etapele stabilite;

- Proiectul se încadrează în bugetul stabilit;

- Cercetarea se realizează la gradul de complexitate preconizat;

- Modelele elaborate au aplicabilitate în practică;

- Diseminarea rezultatelor se face pe o scară largă.

- PotenŃialul Beneficiar – Unitati C-D cu preocupari in domeniu nu au fost identificate.

Potentiali utilizatori: Universitatea Lucian Blaga, Sibiu, Universitatea Dunărea de Jos, GalaŃi, Universitatea de

ŞtiinŃe Agricole şi Medicină Veterinară, Cluj-Napoca, AgenŃia de ProtecŃie a Mediului, DirecŃia de Sănătate publică

a judeŃului Sibiu, StaŃia de epurare a apei uzate din municipiul Sibiu, AgenŃia Apă-Canal;

Toate aceste ipoteze au fost analizate şi ş-au evaluat şansele de succes ale proiectului în ansamblu.

6. SCHEMA DE REALIZARE A PROIECTULUI

ETAPA I

Studiu preliminar. Experimente de laborator. Analize fizice, chimice, microbiologice şi enzimologice ale

apei uzatel.

Activitati Necesar

persoane

Termene

1.1Studiu documentar şi de teren privind caracterizarea surselor de ape

uzate din judeŃul Sibiu, punându-se accent pe sursele industriale.

7 01.05.2006-

01.07.2006

I.2. Studiu documentar şi de teren a efectelor poluării apei asupra stării de

sănătate a populaŃiei din judeŃul Sibiu. AcŃiuni şi activităŃi desfăşurate de

organele sanitare locale pentru asigurarea stării de sănătate.

9 01.07.2006-

01.08.2006

I.3. Studiu documentar şi de teren a staŃiilor de epurare a apelor uzate din

judeŃul Sibiu. Amplasament, concepere, punere în funcŃiune. ExplicaŃii

tehnice de funcŃionare şi procedee de epurare folosite. NecesităŃi de

modernizare şi retehnologizare a staŃiilor.

8 01.08.2006-

01.10.2006

I.4. Experimente de laborator. Analize fizice, chimice, microbiologice şi

enzimologice ale apei uzatel.

Raport stadiu şi mod de desfăşurare proiect către CEEX

5 01.10.2006-

31.12.2006

17

17

ETAPA II

Experimente de laborator. Analize fizice, chimice, microbiologice şi enzimologice ale apei uzate şi

nămolului activ şi fermentat Prelucrarea statistică a datelor

ETAPA III

Elaborarea, realizarea şi experimentarea unor metode tehnologice şi biotehnologice neconvenŃionale,

nepoluante, de epurare a apelor uzate

Activitati Necesar

persoane

Termene

III.1. Aplicarea unor metode fizice, chimice , biologice, microbiologice

neconvenŃionale, nepoluante de epurarea apelor uzate

22 01.07.2007-

01.12.2007

III.2. Tratarea şi prelucrarea nămolurilor din staŃiile de epurare 16 01.07.2007-

01.12.2007

III.3.Prelucrarea statistică computerizată a datelor experimentale obŃinute,

prin modelare matematică

5 01.07.2007-

31.12.2007

Activitati Necesar

persoane

Termene

II.1.Prelevarea de probe de ape uzate din diferite surse de poluare

(întreprinderi, staŃii de epurare etc.)

-Analize organoleptice, fizice şi chimice ale apelor uzate din judeŃul Sibiu.

- Analize microbiologice şi biologice a apelor uzate.

16 01.01.2007-

30.06.2007

II.2 Prelevarea de probe de nămol activ şi fermentat de la staŃiile de

epurare ape uzate

Analize chimice ale nămolului activ şi fermentat de la staŃiile de epurare a

apelor uzate.

-Analize microbiologice ale nămolului activ şi fermentat de la staŃiile de

epurare a apelor uzate.

-Analize enzimologice ale nămolului activ şi fermentat de la staŃiile de

epurare a apelor uzate.

17 01.01.2007-

30.06.2007

II.3.Prelucrarea statistică computerizată a datelor experimentale obŃinute,

prin modelare matematică

-ObŃinerea unei baze de date.

-Raport stadiu şi mod de desfăşurare proiect către CEEX

5 01.06.2007-

30.06.2007

18

18

- ObŃinerea unei baze de date.

-Raport stadiu şi mod de desfăşurare proiect către CEEX

ETAPA I V Experimentarea tehnologiei metodelor neconvenŃionale la faza pilot, pe baza rezultatelor obŃinute la faza

de laborator.

Activitati Necesar

persoane

Termene

IV.1. Construirea instalaŃiilor de laborator pentru metodele folosite si statiile

pilot pentru a prelua in flux continuu apa poluata

14 01.01.2008-

01.08.2008

IV.2 Reali zarea unor scheme tehnologice ale unor instalaŃii de epurare a

apelor, Implementarea managementului mediului. IndicaŃii practice şi studii

de caz (programe de mediu) privind implementarea sistemului de

managementul mediului

12 01.01.2008-

01.08.2008

IV. 3. Construirea unor limbaje de programare conŃinând facilităŃi de calcul

puternice (MATLAB)

8 01.01.2008-

01.08.2008

IV.4. diseminarea pe scară largă a informaŃiilor obŃinute. Elaborarea unui

manual de utilizare a soluŃiilor propuse

6 01.08.2008-

31.08.2008

7. REZULTATE / BENEFICII SI SCHEMA/ PLANUL DE VALORIFICARE/ DISEMINARE

Estimarea rezultatelor cuantificabile:

7.1. Rezultatele, beneficiile preconizate, profit estimat, rentabilitate;

Rezultatele preconizate a fi obŃinute se materializează în punerea la punct a tehnologiei şi biotehnologiei

moderne neconvenŃionale de epurare a apelor uzate conforme cu reglementările europene.

Pentru fiecare etapă planificată a proiectului avem în vedere obŃinerea rezultatelor şi a datelor de ieşire după

cum acestea sunt prezentate în planul de realizare.

Rezultatele cercetării vor fi valorificate în primul rând prin brevetarea metodelor originale, prin participarea la

conferinŃe la conferinŃe naŃionale şi internaŃionale, precum şi prin publicarea în reviste cu factor de impact ridicat.

Planurile de exploatare a rezultatelor, repartizarea drepturilor de proprietate intelectuală, industrială şi

comercială se va face în conformitate cu legislaŃia în vigoare.

7.2. Modalitatile prin care rezultatele vor fi diseminate si potentialii beneficiari in conformitate cu legislatia in

vigoare.

19

19

Rezultatele activităŃilor de cercetare-dezvoltare, desfăşurate în cadrul prezentului proiect şi concretizate

prin soluŃiile de proiectare (documentaŃii tehnice), proceduri de lucru, tehnologii de fabricaŃie, tehnologii de

produs, produse şi altele asemenea, aparŃin persoanelor juridice care le-au realizat.

Eventualele soluŃii brevetabile, rezultate pe timpul execuŃiei proiectului, aparŃin autorilor acestora şi vor fi

protejate conform prevederilor legii nr. 64/1991 şi a regulamentului de aplicare a acestei legi.

Se stabilesc următoarele moduri de exploatare şi de proprietate: – coordonatorul proiectului, OSI:

- dispune liber de rezultatele ştiinŃifice ale proiectului.

- este proprietar de drept al soluŃiilor principiale;

- avizează producŃia şi comercializarea ulterioară a modelelor realizate;

- echipamentul executat şi achiziŃionat din surse bugetare rămâne în proprietatea OSI.

8. IMPACTUL TEHNIC, ECONOMIC ŞI SOCIAL

Proiectul vizează elaborarea unor tehnologii şi biotehnologii neconvenŃionale, nepoluante, conforme cu

reglementările europene, de epurare a apelor uzate şi de tratare a nămolului rezidual în scopul reutilizării lui, care

ulterior pot fi implementate de către potenŃialul Beneficiar cu obŃinerea unor beneficii considerabile atât în aspect

economic cât şi social.

Impactul tehnic

- simplificarea considerabilă a tehnologiilor clasice de epurare a apelor uzate;

- deschide calea utilizării metodelor neconvenŃionale ce face obiectul proiectului şi pentru alte domenii de

activitate;

- optimizează schimbul de cunoştiinŃe între specialiştii din domenii diferite (biologie, microbiologie, fizică,

chimie, biochimie, managementul mediului, biotehnologii, tehnologii etc.

- reprezintă o noutate oferind oportunităŃi pentru învăŃământ şi cercetare.

Impactul economic şi social

- proiectul asigură dezvoltarea capacităŃii tehnologice şi creşterea productivităŃii agenŃilor economici imteresaŃi

de rezultatele cercetării;

- asigură crearea şi dezvoltarea bazei proprii de cercetare-dezvoltare şi a agenŃilor economici interesaŃi de

implementarea rezultatelor cercetării.

- contribuie la dezvoltarea managementului dezvoltării durabile

- asigură oportunităŃi pentru învăŃământ şi perfecŃionare.

Impactul asupra mediului

- aplicarea tehnologiilor şi biotehnologiilor neconvenŃionale ecologice reduce considerabil riscurile datorate

poluării;

- asigură condiŃii referitoare la protecŃia şi calitatea mediului înconjurător, inclusiv condiŃii referitoare la bioetică

şi biosecuritate;

ajută la respectarea condiŃiilor ce privesc calitatea mediului.

20

20

9. MANAGEMENTUL PROIECTULUI

Metodele/ modalitatile de conducere, coordonare si comunicare pentru realizarea proiectului

Conducerea proiectului propus va fi realizată de OSI.

Directorul de proiect asigură coordonarea execuŃiei proiectului şi managementul administrativ. De

asemenea în cadrul proiectului vor fi numiŃi coordonatori pentru fiecare domeniu distinct al proiectului care vor fi

responsabili pentru activităŃile ce le revin. Directorul de proiect va apela şi va menŃine o relaŃie permanentă de

comunicare şi colaborare deschisă în spiritul muncii în echipă cu coordonatorii domeniilor proiectului, din care va

forma un Comitet de analiză şi monitorizare a proiectului.

După fiecare etapă mai importantă a proiectului Comitetul de analiză şi monitorizare va analiza stadiul

proiectului şi va elabora un raport privind modul de desfăşurare a acestuia. Acest raport va sta la baza raportărilor

contractuale către CNCSIS.

Directorul de proiect căruia i-a fost atribuită această funcŃie, dispune de o largă experienŃă în domeniile

avute în vedere de proiect, după cum este prezentat în Curriculum Vitae şi a obŃinut acordul Conducătorului de

proiect pentru această funcŃie.

ResponsabilităŃile administrative în derularea proiectului sunt :

- Îndeplineşte sarcinile de semnatar al contractului de finanŃare, respectiv contractor de drept cu Autoritatea

Contractantă a Programului CNCSIS;

- Asigură respectarea tuturor obligaŃiilor şi sarcinilor ce revin Contractorului impuse prin prevederile Contractului

de FinanŃare semnat cu Autoritatea Contractantă;

- Asigură comunicarea operativă şi eficientă pe probleme administrative, tehnice şi financiare între OSI şi

Autoritatea Contractantă;

- Asigură conducerea şi monitorizarea tuturor activităŃilor angajate de cercetare - dezvoltare, de execuŃie, testare,

experimentare şi validare, diseminarea rezultatelor cercetării;

- Se subordonează deciziilor şi reglementărilor impuse de Autoritatea Contractantă, întocmind raportări şi

informări periodice privind stadiul derulării activităŃilor contractate atât sub aspect tehnic cât şi economic;

- Asigură secretul profesional, atât pe durata derulării proiectului, cât şi după încetarea acestuia, veghind ca

rezultatele ştiinŃifice ale cercetării, drepturile de autor şi brevetele de invenŃii, precum şi produsele fizice

achiziŃionate sau realizate prin contractul de finanŃare, să respecte regimul stabilit de Autoritatea Contractantă şi

prin legislaŃia în vigoare;

- Asigură baza materială şi tehnică, precum şi asistenŃa tehnologică specifică obiectivelor proiectului.

Întreprinde din timp demersurile necesare realizării investiŃiei preconizate prin proiect, în conformitate cu

reglementările legale în domeniu;

- Asigură transmiterea periodică a raportărilor către Autoritatea Contractantă;

- Furnizează contractorului documente financiare justificative privind cheltuielile efectuate din fondul proiectului.

21

21

10. DESCRIEREA RESURSELOR NECESARE PENTRU REALIZAREA PROIECTULUI

Tematica abordează elemente de mare complexitate, motiv pentru care şi colectivele angrenate în

realizarea proiectului sunt formate din specialişti cu experienŃă în diferite domenii, în aria abordată în tematica

proiectului.

Alături de specialişti cu recunoaştere naŃională şi internaŃională, în colectiv au fost coptaŃi tineri specialişti

cu realizări notabile în domeniu, absolvenŃi, stundenŃi, msteranzi şi doctoranzi.

Corelarea între activităŃile prevăzute în proiect şi necesarul de resurse materiale şi financiare sunt

prevăzute în tabelul următor:

Necesar resurse ActivităŃi

Financiare Materiale

Etapa I

Studiu preliminar. Experimente de laborator. Analize fizice, chimice, microbiologice şi

enzimologice ale apei uzatel

I.1. Studiu documentar şi de teren privind caracterizarea surselor de

ape uzate din judeŃul Sibiu, punându-se accent pe sursele industriale.

30000 1.1

7.1

7.2

7.3

14.1

14.2

14.3

14.12

14.13

I.2. Studiu documentar şi de teren a efectelor poluării apei asupra

stării de sănătate a populaŃiei din judeŃul Sibiu. AcŃiuni şi activităŃi

desfăşurate de organele sanitare locale pentru asigurarea stării de

sănătate.

40000 1

7.1

7.2

7.3

14.1

14.2

14.3

14.12

14.13

I.3. Studiu documentar şi de teren a staŃiilor de epurare a apelor

uzate din judeŃul Sibiu. Amplasament, concepere, punere în

funcŃiune. ExplicaŃii tehnice de funcŃionare şi procedee de epurare

35000 1

7.1

7.2

22

22

folosite. NecesităŃi de modernizare şi retehnologizare a staŃiilor. 7.3

14.1

14.2

14.3

14.12

14.13

I.4. Experimente de laborator. Analize fizice, chimice, microbiologice

şi enzimologice ale apei uzatel.

Raport stadiu şi mod de desfăşurare proiect către CEEX

45000 1

7.1

7.2

7.3

14.1

14.2

14.3

14.12

14.13

Etapa II

Experimente de laborator. Analize fizice, chimice, microbiologice şi enzimologice ale apei

uzate şi nămolului activ şi fermentat Prelucrarea statistică

II.1. Prelevarea de probe de ape uzate din diferite surse de poluare

(întreprinderi, staŃii de epurare etc.)

-Analize organoleptice, fizice şi chimice ale apelor uzate din judeŃul

Sibiu.

- Analize microbiologice şi biologice a apelor uzate.

150000 1

7.1

7.2

7.3

14.1

14.2

14.3

14.12

14.13

II.2. Prelevarea de probe de nămol activ şi fermentat de la staŃiile de

epurare ape uzate

Analize chimice ale nămolului activ şi fermentat de la staŃiile de

epurare a apelor uzate.

-Analize microbiologice ale nămolului activ şi fermentat de la staŃiile

de epurare a apelor uzate.

-Analize enzimologice ale nămolului activ şi fermentat de la staŃiile de

epurare a apelor uzate.

86500 1

7.1

7.2

7.3

14.1

14.2

14.3

14.12

14.13

23

23

II.3. Prelucrarea statistică computerizată a datelor experimentale

obŃinute, prin modelare matematică

-ObŃinerea unei baze de date.

-Raport stadiu şi mod de desfăşurare proiect către CEEX

13500 1

7.1

7.2

7.3

14.1

14.2

14.3

14.12

14.13

Etapa III

Elaborarea, realizarea şi experimentarea unor metode tehnologice şi biotehnologice

neconvenŃionale, nepoluante, de epurare a apelor uzate

III.1. Aplicarea unor metode fizice, chimice , biologice, microbiologice

neconvenŃionale, nepoluante de epurarea apelor uzate

119250 1

7.1

7.2

7.3

14.1

14.2

14.3

14.12

14.13

III.2 . Tratarea şi prelucrarea nămolurilor din staŃiile de epurare 71250 1

7.1

7.2

7.3

14.1

14.2

14.3

14.12

14.13

III. 3. Prelucrarea statistică computerizată a datelor experimentale

obŃinute, prin modelare matematică

- ObŃinerea unei baze de date.

-Raport stadiu şi mod de desfăşurare proiect către CEEX

9500 1 .

7.2 .

7.3 .

14.12

14.13

Etapa IV

Experimentarea tehnologiei metodelor neconvenŃionale la faza pilot, pe baza rezultatelor

24

24

obŃinute la faza de laborator

IV.1. Construirea instalaŃiilor de laborator pentru metodele folosite si

statiile pilot pentru a prelua in flux continuu apa poluata

181600 1

7.1

7.2

7.3

14.1

14.2

14.3

14.12

14.13

IV.2. Realizarea unor scheme tehnologice ale unor instalaŃii de

epurare a apelor, Implementarea managementului mediului. IndicaŃii

practice şi studii de caz (programe de mediu) privind implementarea

sistemului de managementul mediului

135200 1

7.1

7.2

7.3

14.1

14.2

14.3

14.12

14.13

IV.3. Construirea unor limbaje de programare conŃinând facilităŃi de

calcul puternice (MATLAB)

60300 1

7.1

7.2

7.3

14.1

14.2

14.3

14.12

14.13

IV.4. Diseminarea pe scară largă a informaŃiilor obŃinute. Elaborarea

unui manual de utilizare a soluŃiilor propuse. Raportare finală către

CEEX

22900 1

14.1

14.2

14.3

14.12

14.13