TRATAREA APELOR

Notiuni introductive.

Sistemele de epurare oferă un pahar diferit de apa în fiecare zi. Apa de la robinet poate sa

conțină bacterii, impurități, plumb și alte substante contaminante care schimbă gustul, mirosul și

culoarea apei de consum. Apa provenită din sursele naturale nu îndeplinește întotdeauna

condițiile de calitate impuse de consumator. Corectarea calităților apei în vederea satisfacerii

acestor conditii se realizeaza prin procedee de tratare. Tipul instalatiilor de corectare a calității

apei rezultă din compararea caracteristicilor organopeptidice, fizice, chimice, biologice și

bacteriologice ale apei la sursa. Pentru curățirea chimică a apei în natură, se constată procesul de

aerare a apei cu oxidarea compușilor solubili și transformarea lor în compuși insolubili care se

depun. Uneori procesul de aerare are numai un efect fizic de degajare a gazelor dizolvate în apa.  

Metoda de tratare chimica a apei asigura eliminarea impuritatilor nedizolvate, partial a celor

dizolvate, precum și a coloizilor, prin folosirea procedeului de coagulare cu adaos de reactivi

chimici (coagulanti). Un mare dezavantaj al acestei metode este ca impune o exploatare

supravegheată prin analize de laborator și la scara industrială, pentru a se asigura o tratare

corespunzatoare cu doze exacte de reactivi. O exploatare insuficient provoacă perturbarea

decantării, amestecarea namolului cu apa care trebuie tratata și alte fenomene ce duc în final la

evacuarea de apa murdară din decantor în emisar.

Tehnici speciale de tratare chimica a apelor uzate

Tratarea cu carbune activ. Cărbunele activ este adsorbantul universal cel mai puternic, folosit pe plan

mondial pentru purificarea și eliminarea poluanților organici din fluidele lichide sau gazoase. Cărbunele

activ are cele mai puternice capacități de adsorbție, sau cel mai mare volum de porozitate de adsorbție

dintre toate materialele cunoscute până în

prezent. Comportarea acestuia în procesul de utilizare depinde de caracteristicile sale structurale, care îi

conferă caracteristici adecvate pentru o varietate de aplicații.

Datorită principiului de absorbție, cărbunii activi au o puternică putere de a adsorbi substanțele de pe

suprafața lor de acțiune.

Unul din factorii care influențează capacitatea de adsorbție, în afara caracteristicilor specifice materialele

cu care intră în contact, este suprafața. Suprafața specifică, și anume raportul dintre masa și suprafața,

asupra căreia acționează carbonul activ este mare. 

Capacitatea de adsorbție a cărbunelui era cunoscută cu mult timp în urmă, în epoca renascentistă apa fiind

lăsată să curgă peste o suprafață de cărbuni pentru a-i îmbunătăți claritatea și gustul. Măștile de gaz din

primul război mondial erau căptușite cu cartușe din cărbuni activi, astfel că în caz de otrăvire prin

ingerare, în afara clasicelor spălături gastrice, se administra și cărbuni activi. Eficiența lor înceta atunci

când structura externă a carbonului era saturată, acesta nemaiputând să absoarbă. Există posibilitatea

regenerării cărbunilor activi. Un jet de vapori saturați într-o cantitate și în perioada stabilită, spăla

cărbunii activi. Vaporul elimină poluanții, care trebuiesc recuperați printr-o distilare fracționată.

Cărbunele activ este un produs pentru distilare uscată la temperaturi cuprinse între 400 si 600 °C, în

mediu anaerob, de reziduuri vegetale, anumite rumegușuri, coji de migdale, nuci. În funcție de tipul de

proveniență pot avea diferite caracteristici atât ca putere de adsorbție ci și ca siguranța în utilizare Materia

primă este tratată prin porcedee succesive înainte de a fi introdusă în câmpul tehnic.  

Cărbunele produs în stadiu de pulbere este destinat ciclurilor de spălare care pot fi pe bază de apă, de

solvenți acizi sau altceva. Scopul este de a diminua cât mai mult riscul de mișcare moleculară din materie

în contact cu fluidul de epurat. Utilizarea cărbunilor activi în domeniul tratării apei pentru epurare sau a fi

potabilă, este indincată atunci când substanțele dăunătoare sunt de origine organică sau compuși pe bază

de clor. În practici diferite utilizarea cărbunilor activi prezintă limite. O dimensionare adecvată va

evidenția eficiența sistemului garantat pentru folosirea lor. Aspectul referitor la proliferarea bacteriologică

în interiorul cărbunilor activi trebuie tratat cu mare atenție. Structura lor poroasă și originea lor vegetală

fac din cărbunii activi un mediu optim de răspândire a florei bacteriene.

Prin adsorbţie se înţelege creşterea concentraţiei unei substanţe la interfaţa a două faze (solid - lichid,

lichid - lichid, solid - gazos etc.). Aceasta apare sub influenţa diferenţei de intensitate a forţelor care se

exercită între particulele ce formează interfaţa. Natura acestor forţe variază de la foarţe slabe de natură

fizică care provoacă o adsorbţie slabă, adsorbţie fizică, până la foarţe care prin intensitate se apropie de

legătura chimică - chimiosorbţie. Adsorbţia este cu atât mai mare cu cât suprafaţa materialului adsorbant

este mai mare (dimensiunile particulelor mai mici). Adsorbţia mai depinde şi de încărcarea electrică atât a

particulei de adsorbant cât şi a moleculelor substanţelor adsorbite. Ca medii adsorbante se pot folosi:

praful de cărbune, diferite soluri fin pulverizate, precum şi geluri coloidale, cum este hârtia de filtru.

Adsorbţia pe sorbenți solizi poate constitui unul din cele mai eficiente procedee de epurare avansată a

apelor de substanţe organice solubile şi poate fi aplicată atât la tratarea (purificarea) apelor de suprafaţă

cât şi la epurarea apelor reziduale. Procedeul se poate aplica independent sau asociat cu epurarea

biologică. Totodată, după caz poate fi utilizat ca un procedeu de epurare sau ca un procedeu de epurare

finală sau avansată. 

Avantajele procedeului: posibilitatea reţinerii impurificatorilor din amestecuri policomponente, eficienţă

ridicată de epurare, îndeosebi la concentraţii foarte scăzute ale poluanţilor. Adsorbţia poluanţilor pe

sorbenţi solizi este rezultatul trecerii moleculelor substanţei dizolvate din lichid pe suprafaţa sorbentului

sub acţiunea câmpului de forţe de la interfaţă, care înving interacţiunile de hidratare din soluţie. Procedeul

este raţional pentru epurarea apelor reziduale, dacă în ele sunt conţinute predominant substanţe aromatice,

neelectroliţi sau electroliţi slabi, coloranţi, compuşi saturaţi sau hidrofobi (compuşi cloruraţi sau cu grupe

nitro) ş.a. Procedeul nu este indicat la o impurificare excesivă anorganică sau la impurificările cu alcooli

inferiori. 

Cărbunele activ, de diferite sorturi, este unul din cei mai eficienţi sorbenţi pentru epurarea apelor. În

general, ca sorbenţi se mai pot folosi diverse materiale artificiale şi naturale ca: cenuşă, cocs mărunţit, tuf

vulcanic, silicagel, argile active, polimeri poroşi ş.a. Structura microporoasă condiţionează capacitatea de

adsorbţie iar macroporii constituie canale transportoare.

Osmoza

Fenomenul osmozei este cunoscut de peste 200 de ani. Primele rezultate asupra difuziunii prin

membrane animale au for publicate Abbe Nollet in anul 1748, dar au trecut peste 100 de ani pâna

când în nul 1867, Traube a putut realiza cu succes experientele sale cu membrane artificiale.

Osmoza se defineste ca fiind trecerea spontana a unui lichid dintr-o solutie în alta mai

concentrata, printr-o membrana semipermeabila care permite trecerea solventilor – nu însa si a

substantelor dizolvate. În cazul solutiilor apoase, apa va trece dintr-o parte a membranei în

cealalta parte, pâna când se constituie o diferenta de presiune care împiedic trecerea în

continuare a apei. Presiunea atinsa este egala cu presiunea osmotica a solutiei, corespunzatoare

unei anumite concentratii a substantelor dizolvate.

Cu ajutorul osmozei inverse se poate extrage, în mod mecanic,ap a curata dintr-o solutie apoasa

de sare.