Epurarea apelorAsistent univ. dr. Bogdan-Ştefan Negreanu-Pîrjol

INTRODUCERE

Ce este apa uzată ?Apa uzată poate fi numită şi "apă folosită" sau "apă de canalizare". Conţine diferite încărcături, precum dejecţii umane sau animale, resturi alimentare, uleiuri, săpun, detergenţi şi alte substanţe chimice. În gospodărie, apa uzată provine de la toalete, duşuri, băi, chiuvete, maşini de spălat rufe şi vase. Apa uzată industrială provine din diverse procese de producţie şi de prelucrare.Epurarea apei - De ce ?Natura dispune de mecanisme proprii de epurare. Natura însă nu poate epura debitele mari de ape uzate deversate de industrie şi zonele populate. Rezultatul poluării cu apă uzată este imediat vizibil: râuri şi lacuri în care mor peştii, miros urât şi devin focare de infecţii.Calitatea apelor este cel mai mult afectată de deversarea de către om de ape uzate. Prin urmare, principala măsură practică de protecţie a calităţii apelor de suprafaţă este să epurăm apele uzate . Epurarea apelor uzate este o prioritate pentru noi toţi:Apa este habitatul a sute de specii de peşti, păsări şi alte vietăţi ce sunt dependente de calitatea apei;Apa este unul din cele mai importante medii de recreere.  Suntem atraşi de răuri, lacuri, plaje, mări şi oceane pentru activităţi recreative precum pescuitul, sporturile nautice, plimbări sau odihnă.Apa uzată, prin încărcătura microbiologică pe care o transportă, este un factor major de risc pentru sănătatea umană. Calitatea vieţii noastre depinde de calitatea apei din jurul nostru.Poluarea cu ape uzate este pedepsită prin lege.Primul pas spre epurare este colectarea apelor uzate, care se face prin sisteme de canalizare care pot fi simple dar vaste şi complicate în cazul canalizării localităţilor, deoarece trebuie să preia apele uzate fecaloid-menajere de la un foarte mare număr de surse - chiuvete, WC-uri, etc. Se mai adaugă canalele ce preiau apele pluviale. Toate aceste ape trebuie apoi conduse la staţia de epurare, de unde apoi de regulă sunt restituite în emisar( râu, fluviu,mare, ocean).

CANALIZAREA

Generalităţi despre canalizări

În cazul densităţilor foarte reduse de populaţie nu e nevoie de latrine şi canalizări, câmpurile şi pădurile servind ca pentru orice animal drept loc de defecare şi urinare. Asemenea condiţii erau cândva peste tot pe glob, dar treptat s-au redus încât astăzi se mai întâlnesc numai în zone montane, deşertice sau polare.

Primele canalizări se pare că au fost făcute acum 5000 de ani la Mohenjo-Daro, pe valea Indusului. În Roma antică, celebra Cloaca maxima deservea 1 milion de locuitori. Canalele romane sunt şi astăzi în uz, fiind tehnic excelent executate dar nefăcând pe atunci decât să deverseze apele uzate din oraşe în emisar (râu sau mare) mai în aval. În evul mediu situaţia în oraşele europene era dezastruoasă, fecalele fiind aruncate pe stradă, în cel mai bun caz în şanţul din mijlocul străzii.

1

În zilele noastre în ţări dezvoltate există sisteme performante de canalizare şi în mediul rural, în schimb în mari oraşe din lumea a treia fecalele sunt în continuare aruncate pe stradă, unde sunt spălate de ploi, consumate de porci sau câini sau uscate de soare şi transformate în praf. De exemplu în Mexico City o mare parte din praful din atmosferă este de fapt format din fecale umane uscate. Consecinţele asupra sănătăţii publice sunt pe măsură de grave.

Structura unei reţele de canalizare

Există diverse variante constructive, soluţii tehnice, de design şi de material folosit la canale. Majoritatea conductelor utilizate pentru canalizare sunt fabricate din ciment sau azbociment, iar marile colectoare au structuri diverse, unele armate sau de metal, fiind adevărate tunele. Există însă principii comune şi variante larg folosite.

În mod tipic, în interiorul clădirilor sistemul începe cu sifoane la chiuvete, WC-uri, pisoare, cade de duş sau baie, canale la nivelul podelei etc. Aceste converg gravitaţional spre subsolul clădirii de unde trec în exterior spre racordul cu reţeaua publică de canalizare

Canalele utilizate pentru colectarea apelor pluviale au deschideri spre străzi, curţi şi alte spaţii. Ele sunt laterale în rigole sau orizontale, acoperite cu grătare. În interiorul puţului se montează dispozitive care să împiedice intrarea de gunoaie şi eventual şi emanarea de mirosuri, având astfel canal cu găleată sau cu găleată şi sifon. Găleata reţine corpurile solide şi se goleşte periodic.

Structura unei reţele de canalizare este arborescentă: canalele de racord converg în canale colectoare secundare ce se reunesc în colectoare principale, ce se termină sau ar trebui să se termine la staţia de epurare. Reţelele au şi guri pentru vizitare, care să permită accesul pentru control şi întreţinere.Canalele pot fi curăţate prin diverse tehnici: Spălare cu presiune ridicată, curăţare cu dragă cu lanţ sau cablu; curăţare cu vehicule speciale....

Construcţia sistemului de canalizare trebuie să asigure o perfectă etanşeitate, o netă separare de reţeaua de alimentare cu apă (cu care nu trebuie să vină în contact şi în nici un caz să nu treacă deasupra ei) ca să se evite orice posibilă contaminare. Trebuie să existe o cădere suficientă, coturi nu prea strânse, adâncime corespunzătoare astfel încât să nu apară iarna îngheţ iar dimensionările (diametre) adecvate să permită preluarea întregului debit și astfel să nu se ajungă la blocaje şi refulări la exterior pe străzi sau şi mai rău în interiorul clădirilor.

O mare problemă în zonele urbane o constituie apele pluviale. Uneori sunt colectate de sisteme de canalizare distincte şi deversate direct în emisar. Aceste ape sunt sunt mai mult decât nişte simple încărcate cu suspensii. Astfel, de pe străzi ele se încarcă cu reziduuri petroliere şi uleiuri, plumb de la combustibili, particule provenite din abraziunea cauciucurilor şi discurilor de frână ale automobilelor etc. fiind suficient de poluate încât să necesite de fapt epurare în staţia de epurare orăşenească la fel ca apele uzate.

În alte cazuri ele sunt colectate împreună cu apele uzate fecaloid-menajere sau alte asemenea ape puternic poluate şi ajung în comun în staţiile de epurare. La ploi puternice însă, se generează debite cărora nici o staţie de epurare nu le-ar putea face faţă şi se ajunge ca volume mari de ape uzate să fie deversate direct în emisar, scurtcircuitând staţia de epurare, obţinând deci un efect şi mai grav decât dacă numai apele pluviale ar fi fost deversate neepurate în emisar.

2

S-au încercat mai multe soluţii. Unele localități au construit rezervoare uriaşe pentru colectarea apelor pluviale în timpul ploilor torenţiale mail ales debitelor ce nu pot fi preluate de staţiile de epurare şi care apoi să fie treptat epurate în perioadele fără precipitaţii.

Mai logic şi ieftin este să se caute rezolvări cât mai aproape de cauzele fenomenului, nu de efecte şi anume reducerea debitului apelor uzate pluviale ce ajung în canalizare, fie pe ansamblu, fie cel puţin întârzierea lor pentru a evita debit de vârf. De exemplu, prin reducerea suprafeţelor sigilate (impermeabilizate) din zonele urbane şi mărirea celor de pe care apa se poate infiltra în sol în loc să se scurgă în sistemul de canalizare. Astfel în locul asfaltului sau altor materiale impermeabile se pot pune pe trotuare, pieţe, parcaje şi chiar străzi, pavaje din materiale poroase, permeabile la apă, ce permit o anumită infiltraţie.

Întârzierea afluxului spre canalizare a apelor meteorice se poate face prin creşterea rugozităţii suprafeţelor de recepţie şi colectare şi scăderea utilizării de materiale ce favorizează o curgere rapidă:

- înierbarea rigolelor şi şanţurilor colectoare, sau - dispunerea de pietriş în ele, intercalarea de fâşii de iarbă, minigropi şi alte adâncituri, - realizarea de acoperişuri plate eventual cu gazon sau pietriş, sau chiar inundarea

temporară a acoperişului plat prin limitatoare de debit la sistemul de scurgere, utilizarea de materiale cu microcreste şi microşanţuri pentru acoperiş şi cisterne pentru a întârzia curgerea apei.

Epurarea apelor uzate

Istoric şi evoluţie

Primele staţii de epurare au apărut în Anglia în secolul XIX. Iniţial s-au realizat canalizări, care au rezolvat problema epidemiilor hidrice, dar au făcut din Tamisa un râu mort ce degaja miros pestilenţial. Abia atunci s-a trecut la realizarea de staţii de epurare. Tot în Anglia s-au pus și bazele monitoringului. Parametrul "consum biochimic de oxigen" CBO5 a fost introdus în 1898 şi a fost conceput în concordanţă cu realităţile englezeşti - temperatură de 200C, timp de rezidenţă în râu 5 zile, tip de poluare predominantă fiind cea fecaloid-menajeră...

În SUA, în 1984 existau 15438 de staţii de epurare care deserveau o populaţie de aproape 180 milioane locuitori, adică 73,1% . Procentul de epurare a apelor din punct de vedere al încărcării organice măsurate prin CBO5 a fost de 84% iar din punct de vedere al suspensiilor de 86,3%. Tot în SUA din ce în ce mai puţine ape uzate epurate se descarcă din nou în emisar. Se infiltrează în sol sau se utilizează pentru irigaţii, în industrie, pentru recreere (lacuri), pentru piscicultură şi chiar ca sursă de apă potabilă, după descărcare în lacuri sau injectare în sol sau chiar direct, dar cu supunere la preparare avansată.

Epurarea – reprezinta procesul complex de retinere si neutralizare a substantelor daunatoare dizolvate, in suspensie sau coloidale prezente in apele uzate industriale sau menajere in statii epurare. Principalul scop este de a imbunatatii calitatea acestor ape pentru a putea fi deversate in emisar fara a prejudicia flora sau fauna. Dupa ce apa este epurata in statii de epurare ea poate fi chiar refolosita in anumite domenii sau procese tehnologice.

Epurarea apelor uzate poate fi in functie de caracteristicile apei si de cerintele evacuarii in emisar mai mult sau mai putin complexa astfel avand statii epurare simple mecano-biologice

3

sau statii epurare complexe. Apele uzate cu caracter predominant anorganic vor fi tratate in statii de epurare numai prin mijloace fizico-chimice de retinere si neutralizare: sedimentare, neutralizare, precipitare, coagulare, floculare, adsorbtie pe carbune activ, schimb ionic. Apele uzate cu un caracter predominant organic sunt epurate intr-o statie de epurare prin procedee fizico-chimico-biologice.

Principiul constructiv al unei staţii de epurare a apelor uzate

Deşi diferă prin dimensiuni şi tehnologii folosite, cea mai mare parte a staţiilor de epurare a apelor uzate orăşeneşti au o schemă constructivă apropiată. Există şi unele realizate pe verticală, dar majoritatea sunt pe orizontală. Ocupă relativ mult teren, dar o parte din instalaţii se pot realiza în subteran, cu spaţii verzi deasupra.

Schema de epurare se alege pe baza unor calcule tehnico-economice comparative între mai multe variante făcute prin considerarea mai multor factori ca: existenţa de terenuri disponibile pentru staţia de epurare sau economic inapte pentru alte folosinţe, posibilitatea asigurării zonei de protecţie sanitară în jurul staţiei de epurare, obligativitatea asigurării gradului de epurare necesar, distanţa faţă de emisarul în care se deversează apele purificate, cantităţile de nămoluri rezultate în fiecare proces de epurare şi posibilităţile de depozitare sau de distrugere a lor, posibilitatea asigurării staţiei de epurare cu personal calificat.

Functie de volumul de apă epurată zilnic şi de natura apelor se poate opta din punct de vedere economic şi constructiv pentru rezervoare din diferite materiale sau bazine din beton.

Astfel, distingem o treaptă primară, mecanică; o treaptă secundară, biologică şi la unele staţii, o treapta terţiară - biologică, mecanică sau chimică.

Treapta primară constă din mai multe etape şi elemente succesive:

·  Grătarele rare, reţin corpurile plutitoare şi suspensiile grosiere (bucăţi de lemn, textile, plastic, pietre etc.). De regulă sunt grătare succesive cu spaţii tot mai dese între lamele. Curăţarea materiilor reţinute se face mecanic. Ele se gestionează ca şi gunoiul menajer fiind trimise la rampa de gunoi sau incinerator.

· Grătarele dese, au rol identic grătarelor rare, dar au ochiuri mai mici, reţinând solide cu diametru mai mic.

· Deznisipatoarele cuplate cu separatoarele de grasimi, asigură depunerea pe fundul bazinelor lor a nisipului şi pietrişului fin şi altor particule ce au trecut de site dar care nu se menţin în ape liniştite mai mult de câteva minute. Nisipul depus se colectează mecanic de pe fundul bazinelor şi se gestionează ca deşeu împreună cu cele rezultate din etapele anterioare, deoarece conţine multe impurităţi organice. Grăsimile se colecteaza la marginea separatorului, cu ajutorul unei lame raclor, se depoziteaza într-un puț colector şi se gestioneaza ca deşeuri menajere.

· Decantoarele primare pot fi de formă constructivă longitudinale sau circulare şi asigură staţionarea apei timp mai îndelungat, astfel că se depun şi suspensiile fine. Se pot adăuga în ape şi diverse substanţe chimice cu rol de agent de coagulare sau floculare, uneori se interpun şi filtre. Spumele şi alte substanţe flotante adunate la suprafaţă (grăsimi, substanţe petroliere etc.) se reţin şi înlătură ("despumare") iar nămolul depus pe fund se colectează şi înlătură din

4

bazin (de exemplu cu lame racloare susţinute de pod rulant) şi se trimite la stabilizare prin fermentare anaerobă, în metantancuri.

Treapta secundară constă şi ea din mai multe etape:

· Bazinele de aerare sunt bazine unde apa este amestecată cu "nămol activ" ce conţine microorganisme care descompun aerob substanţele organice prezente în apa uzată. De asemenea în aceste bazine, se introduce continuu aer pentru a accelera procesele biochimice. Substantele organice, cum sunt resturile de fructe sau carne, conţin elemente precum: carbon, oxigen, hidrogen, azot, fosfor si sulf. Există două tipuri de microorganisme care se hrănesc cu aceste substanţe organice:

- Bacterii aerobe, care preiau oxigenul din atmosferă în timpul digestiei şi

- Bacterii anaerobe, care preiau oxigenul direct din materia organică consumată.

Procesele prin care substanţele organice sunt decompuse în elemente în urma digerării de către microorganisme se numesc: biodegradare aerobă, respectiv biodegradare anaerobă.Substanțele produse de bacteriile anaerobe nu conţin oxigen deoarece oxigenul din materia organică este consumat de aceste bacterii. Substanţele produse sunt de obicei gaze precum: metan (CH4), amoniu (NH3), amine (NH2), hidrogen sulfurat (H2S) si compusi ai fosforului analogi fosfatilor (PH3). Aceste gaze sunt inflamabile şi sunt toxice peste anumite concentraţii. Hidrogenul sulfurat este neplăcut mai ales pentru mirosul său urât. Substanţele produse de bacteriile aerobe conțin oxigen. Acestea sunt de obicei apa (H2O), bioxid de carbon (CO2), carbonaţi, nitraţi, fosfati şi sulfaţi. La o biodegradare completă, gazele degajate nu au miros. Dacă volumul de materiale organice moarte este mare, atunci biodegradarea nu este completă, ceea ce poate conduce la apariţia unui miros neplăcut la suprafaţa lichidului din instalația de biodegradare aerobă a deşeurilor.Dacă deşeurile conţin chimicale (substanţe anorganice), acestea trebuie înlăturate prin procese chimice specifice, iar ceea ce trebuie să rămână sunt substanţele organice primare similare deşeurilor provenite de la comunităţile umane. Concentraţii mari de substanţe chimice pot cauza moartea bacteriilor, paralizând complet procesul de biodegradare ce se desfăşoară în bazinele de aerare.

· Decantoarele secundare, sunt bazine în care se sedimentează materialele în suspensie, formate datorită proceselor complexe din bazinele de aerare. Acest nămol este trimis la fermentare anaerobă în metantancuri iar biogazul obținut (ce conţine metan) se foloseşte drept combustibil de exemplu, la centrala termică.

5

Treapta terţiară, nu există la toate staţiile de epurare. Aceasta, de regulă, are rolul de a înlătura compuşii în exces (de exemplu nutrienţi- azot şi fosfor) şi a asigura dezinfecţia apelor (de exemplu prin clorinare). Această treaptă poate fi biologică, mecanică sau chimică sau combinată, utilizând tehnologii clasice precum filtrarea sau unele mai speciale cum este adsorbţia pe cărbune activat, precipitarea chimică etc. Eliminarea azotului în exces se face biologic, prin nitrificare (transformarea amoniului în azotit şi apoi azotat) urmată de denitrificare, ce transformă azotatul în azot ce se degajă în atmosferă. Eliminarea fosforului se face tot pe cale biologică sau chimică.

În urma trecerii prin aceste trepte de epurare, apa trebuie să aibă o calitate acceptabilă, care să corespundă standardelor pentru ape uzate epurate. Dacă emisarul nu poate asigura diluţie puternică, apele epurate trebuie să fie foarte curate. Ideal e să aibă o calitate care să le facă să nu mai merite numite "ape uzate" dar în practică rar întâlnim aşa o situaţie fericită. Pe de o parte tehnologiile de epurare se îmbunătăţesc, dar pe de altă parte ajung în apele fecaloid-menajere tot mai multe substanţe care nu ar trebui să fie şi pe care staţiile de epurare nu le pot înlătura din ape. În final apa epurată este restituită în emisar. Ea conţine evident încă urme de poluant, de aceea este avantajos ca debitul emisarului să fie mare pentru a asigura diluţia adecvată.

Alte soluţii propun utilizarea pentru irigaţii a apelor uzate după tratamentul secundar, deoarece au un conţinut ridicat de nutrienţi. Acest procedeu e aplicabil dacă acele ape nu conţin compuși toxici specifici (metale grele, în special) peste limitele admise şi produsele agricole rezultate nu se consumă direct. În acest caz nu mai este necesară treapta a III-a şi nu se mai introduc ape în emisar (fapt negativ din punct de vedere al debitului dar pozitiv pentru calitate, deoarece apele epurate nu sunt niciodată cu adevărat de calitate apropiată celor naturale nepoluate

6

antropic). Se experimentează, de asemenea şi utilizarea apelor uzate ca sursă de apă potabilă, desigur cu supunerea la tratamente avansate de purificare.

Nămolul din decantoarele primare şi secundare este introdus în fermentatoare anaerobe, numite metantancuri. De obicei sunt rezervoare de beton armat de mari dimensiuni, unde se asigură temperatură relativ ridicată, constantă, şi condiţii anaerobe, în care bacteriile fermentează nămolul şi descompun substanţele organice, rezultând un nămol bogat în nutrienţi şi gaze care, conţinând mult metan și care se utilizează drept combustibil.

Din staţiile de epurare rezultă astfel, mari cantităţi de nămol. De exemplu în Germania se produc anual peste 100 de milioane de tone de nămol brut! Acesta este în final uscat prin diverse procedee şi poate fi utilizat ca îngrăşământ agricol sau după caz este transportat la haldade nămol sau incinerat. Utilizarea ca îngrăşământ nu se face direct, ci mai întâi trebuie supus unui proces de "condiţionare" ce poate cuprinde dezinfecţie, adăugare de săruri de aluminiu şi fier, var, cenuşă, materiale de floculare apoi deshidratare cu ajutorul preselor sau centrifugelor.

Metode speciale de epurare a apelor

Osmoza inversa

Osmoza a fost descoperită în 1748 iar osmoza inversă mult mai târziu, dar cu vaste aplicaţii. Ea produce apă curată, chiar prea "curată" (demineralizată) şi se poate folosi pentru epurarea apelor uzate, preparare de apă potabilă, dar şi în alte scopuri (producerea gheţii, aplicaţii biomedicale şi de laborator, în fotografie, industria farmaceutică, cosmetică, electronică şi electrotehnică, zootehnie, medicină pentru hemodializă, dedurizarea apei pentru centralele termice etc.).

Principiul de funcţionare al procedeului este o membrană semi-permeabilă prin care apa trece foarte uşor dar alte substanţe mai puţin sau deloc din cauza mărimii moleculei. Punând în contact două mase de apă care au concentraţii diferite, separate printr-o membrană, la osmoza normală apa va tinde să traverseze membrana dinspre soluţia mai diluată către cea mai concentrată până la egalarea concentraţiilor. Dar dacă pe soluţia mai concentrată se aplică o presiune mare, peste nivelul celei osmotice produsă de diferenţa de concentraţie, procesul este invers şi apa trece din soluţia concentrată spre cea diluată, cu alte cuvinte de la cea poluată spre cea purificată.

Injectarea profundă

O soluţie mai puţin ecologică în locul tratării în staţii de epurare sau alte metode este injectarea profundă a apelor uzate, în zone şi adâncimi unde nu contaminează surse de apă subterană în uz curent sau cunoscute. Aceasta nu este o abordare durabilă, dar se practică, la fel ca depozitarea deşeurilor nucleare puternic radioactive.

Injectarea se face la adâncimi de regulă de 500-2000 metri, cu extreme de la câteva sute de metri până la peste 4000 de metri. Depinde şi de tipul de rocă / formaţiune geologică în care se injectează, de regulă nisip, gresie, dolomit sau calcare. Debitul şi presiunea sunt şi ele variabile, iar tipurile de ape uzate care se injectează sunt de regulă ape grav contaminate şi foarte greu de epurat sau în cantităţi foarte mari. Categoriile de ape uzate injectate profund pot fi reprezentate de: ape uzate comunale şi industriale, ape sărate de la exploatări petroliere, ape

7

utilizate la minerit prin solvire a diverselor minerale (clorură de sodiu, potasiu, fosfaţi, uraniu, cupru etc.), ape utilizate în procedeul de ardere in situ a combustibililor fosili (cărbune, şisturi bituminoase), producere de energie electrică pe baza celei geotermale; ape radioactive sau încărcate cu substanţe de înaltă toxicitate din industria farmaceutică, chimică, ape de răcire; ape meteorice colectate de canalizări municipale şi alte structuri. Se practică și reinjectarea apelor puţin uzate din raţiuni hidrogeologice, cum sunt reîncărcarea acviferelor, injecţii de barare a intruziuni apei sărate în acvifer, injecţii de solide sub formă de suspensie înapoi în golurile de unde au fost extrase.

MODURI DE TRATARE - ELIMINARE A APELOR MENAJERE PROVENITE DE LA COMUNITĂȚILE UMANE

I. Fosele septice: acestea sunt de fapt rezervoare hidroizolate subterane care colectează totalitatea apelor menajere produse în gospodăriile dotate cu apă curentă pentru a fi drenate iar partea grosieră este preluată prin vidanjare și apoi tratată în stații de epurare orășenești. Au marele avantaj că nu trebuiesc vidanjate des, implicând costuri mici (o familie de 5 persoane produce aproximativ 1.000 litri apă menajera pe zi) și de asemenea nu se degajă mirosuri neplăcute. Aceste dispozitive sunt ușor controlabile în caz de avarie și se folosesc de obicei pentru orice situații permanente (locuințe, spații de cazare, etc.) cât și situații temporare (șantiere, zone cu rețele de canalizare în lucru etc.).

Fosa septică de tip biologic asigură fără intervenție chimică epurarea apelor menajere până la parametrii prevăzuți de normele CE.

II. Toaletele uscate folosite în gospodăriile săteşti, se caracterizează prin faptul că nu folosesc apă curentă, produc bioxid de carbon, apa uzată şi fertilizanţi naturali în cazul în care

8

nămolul extras se stabilizează pe paturi de uscare. Substanţele organice din aceste toalete sunt consumate de viermi şi microorganisme, împreună cu oxigenul din atmosferă realizând descompunerea substanţelor organice prin biodegradare aerobă şi anaerobă. Impactul asupra mediului este redus datorită procesului natural de colmatare a solului care transformă aceste tipuri de toalete în fose izolate diminuând astfel pericolul infestării pânzei freatice.III. Toaletele ecologice, functioneaza tot fără adaos de apă şi sunt utilizate ocazional în zone fără canalizare, cum ar fi: manifestaţii în câmp deschis, şantiere, etc. şi care folosesc de obicei substanţe chimice pentru descompunerea materiei organice iar reziduurile formate trebuiesc transportate şi tratate separat.IV. Puţurile absorbante, preiau totalitatea apelor menajere din gospodării, pe care le biodegradează în mică măsură în 1-2 camere de sedimentare, după care partea lichidă se scurge în puţuri cu o adâncime suficientă pentru ca apele reziduale să poată fi preluate în straturile filtrante (balastru) ale solului. Aceste dispozitive sunt ilegale în Romania şi în marea majoritate a statelor civilizate din cauza gradului scăzut de tratament al apelor reziduale asigurat de biodegradrea anaerobă şi filtrarea din sol până la atingerea pânzei freatice, cu şanse reale de contaminare a apelor subterane şi îmbolnăvire a populaţiei care foloseşte această apă pentru spălat şi consum.V. Sisteme de tratament ORM pentru comunităţi mici (5 - 500 persoane) sunt de fapt mini-staţii de epurare a apelor menajere cu acumulare de nămol, având aceeași structură ca şi staţiile mari orăşeneşti, cu compartimente pentru sedimentare şi biodegradare anaerobă, camere cu aerare pentru biodegradare aerobă şi compartiment de dezinfecţie a apei tratate înaintea deversării în emisar. Aceste sisteme de tratament necesită un receptor natural care să poată prelua apa tratată, cum ar fi o suprafaţă irigabilă, un lac, un râu, un canal deversor. Deşi necesită investiţii mai mari comparativ cu fosele septice, au avantaje semnificative prin faptul că: se reduce aproape total necesitatea vidanjării astfel că diferenţa de preţ se amortizeaza în timp scurt, nu apar mirosuri deosebite dar gabaritul ocupat este ceva mai mare. Procesul biologic de epurare al apei uzate menajere în statiile ORM constă din următoarele:

9

Sistemul ORM universal cu debit constant se compune deci, dintr-un rezervor cilindric realizat din P.A.F.S., împărţit în 4 compartimente funcţionale, fiecare realizând câte o etapă a procesului de epurare:

Compartimentul 1: acumulare, separare grosieră, egalizare şi distribuire a debitului; Compartimentul 2 şi 3: oxidare biologică şi nitrificare; Compartimentul 4: sedimentare finală şi recircularea nămolului;

Acestea sunt despărţite de diafragme impermeabile din P.A.F.S., prevăzute cu orificii de comunicare prin care apa uzată circulă dintr-un compartiment în altul.

VI. Tipurile DAHF de statii de epurare (pentru un număr între 12 şi 145 de locuitori) sunt compuse din:

- fosa IMHOFF pentru sedimentare primară, grătar pentru îndepărtarea materiilor grosiere din apă,

- zona de degresare;

- zona de oxidare biologică;

-zona de sedimentare şi recirculare

Modelele de staţii de epurare DAHPH (pentru un număr între 8 şi 190 locuitori) sunt compuse din:

1. Vas IMHOFF pentru sedimentare primară,

2. zona de fermentare aerobă,

3. zona golire şi recirculare cu pompă submersibilă,

4. Vas IMHOFF pentru sedimentare secundară.

Separatoarele de ulei SEP (cu volume între 500 litri si 22.000 litri) se utilizează la epurarea apelor provenite din spălarea pardoseliilor, service-urilor auto, spălătoriilor, parcărilor, ape care sunt contaminate de uleiuri şi alte substanţe solide. Separatoarele SEP asa cum indică şi denumirea au rolul principal de a separa masa lichidă de nisip şi pământ si apoi de a separa masa lichida de uleiuri şi apă. Separatoarele de ulei cu nămol activ SEF reprezintă o simbioză între separatoarele SEP şi staţiile de epurare DEF.

VII. Statiile de epurare compacte containerizate ADIPUR

Tehnologia ADIPUR este destinat epurarii avansate (cu reducerea azotului si fosforului) a apelor uzate uzate orasenesti si al apelor uzate menajere in asezari urbane pana la un numar de aproximativ 6.000 de locuitori echivalenti.In cazuri particulare aceste statii de pot extinde pentru epurarea apelor uzate orasenesti pana la 12.000 de locuitori. Aceste statii de epurare asigura parametrii de calitate stabiliti in cadrul

10

Uniunii Europene prin normativele prevazute în Directiva Consiliului Uniunii Europene Nr.91/271/EEC-21.05.1991 si in Romania prin H.G.188/20.03.2002 modificata si completata prin H.G.352/11.05.2005.

O caracteristica importanta a ADIPUR este flexibilitatea in raport cu debitul de apa menajera care trebuie epurata. Conceptia modulara a acestor statii permite functionarea lor incepand de la un debit redus, pana la debitul maxim pentru care au fost proiectate.Modulele statiei de epurare pot fi oprite sau pornite in functie de debit , fapt ce duce la un management optim al variatiei debitului de apa si la reducerea semnificativa a costurilor de exploatare. ADIPUR este produs in patru serii:

1. ADIPUR S1 (200 - 6000 locuitori)

Statii de epurare compacte modulare, mecano-biologice cu bioflux fix, supraterane containerizate si bazine de omogenizare, stocare namol, subterane in beton

2. ADIPUR S2 (200 - 6000 locuitori) Statii de epurare compacte modulare, mecano-biologice cu bioflux fix si bazine de omogenizare, stocare namol, subterane containerizare.

3. ADIPUR BM (500 - 6000 locuitori) Statii de epurare compacte modulare, cu biofiltru mobil MBR, subterane containerizate si bazine de omogenizare, stocare namol, subterane in beton.

4. ADIPUR C (1000 - 6000 locuitori) Statii de epurare modulare, cu biofiltru MBBR, subterane containerizate si bazine omogenizate, stocare namol, subterane in beton.

VIII. Staţii de epurare ape menajere 1 - 600 mc/zi (Containerizate)

Pentru capacităţi mai mari de 13,5 mc/zi (90 L.E.) există staţii de epurare modulare, containerizate (container singular sau baterii de containere funcţie de debitul de apă uzată influent în staţia de epurare), fiind standardizate la dimensiunile: L x l x H : 6 x 2,4 x 2,7 m sau 4,0 x 2,4 x 2,7 m. Un flux complet de epurare mecano-biologică a apei uzate menajere cuprinde: o treaptă de epurare mecanică pentru reţinerea materiilor solide grosiere în grătare rare şi site statice sau rotative, reţinerea materiilor solide sedimentabile gravimetric în deznisipatoare, separatoare de grăsimi şi decantoare primare, o egalizare a debitelor şi omogenizare a încărcărilor în bazine

11

special construite, o epurare biologică cu nitrificare, denitrificare, reducerea pe cale chimică a fosforului în module containerizate şi o dezinfecţie finală.

Containerele sunt compartimentate în zone cu urmăoarele funcţionalităţi:- zona de precipitare chimică a fosforului prin injectarea de reactivi capabili să producă

sedimentarea acestuia.- zona de decantare primară ce reţine substanţele în suspensie, sedimentabile gravimetric şi o

parte din substanţele organice din apa uzată.- zona pentru eliminarea pe cale biologică a substanţelor organice, a azotului şi fosforului (prin

procese de nitrificare si denitrificare).

IX. Staţii de epurare rezidenţiale

Staţiile de epurare pentru ape uzate menajere sunt dimensionate funcţie de parametrii de calitate ai influentului şi de capacitate, astfel încât, la evacuare, apa uzată epurată să prezinte parametrii de calitate impuşi de normele NTPA 001/2005 şi NTPA 011/2005.

Staţiile de epurare deservesc locuinţele sau grupurile de locuinţe ce nu pot evacua apa uzată într-o reţea publică de canalizare.

X. Staţii de epurare ape uzate menajere cu membrane ultrafiltrante tip MBR

Staţiile de epurare tip MBR cuprind următoarele obiecte tehnologice: Staţie de pompare

12

Instalaţie de sitare automată Deznisipator - separator de grăsimi (pentru capacități > 1000 locuitori echivalenţi) Bazin de omogenizare/egalizare Modul biologic, pentru :

- etapa de nitrificare- etapa de denitrificare- separare de faze prin filtrare pe membrane

Instalatie pentru prelucrarea nămolului (pentru capacităţi > 1000 locuitori echivalenţi

XI. Reţele de canalizare şi staţii de epurare orăşeneşti pentru comunităţi mari (peste 2000 locuitori) reprezinta soluţia optimă pentru oraşe şi alte aşezări umane, unde densitatea de populaţie justifică amplasarea reţelelor de canalizare şi tratare a apelor reziduale. Amplasarea staţiilor de epurare se face în afara comunităţilor şi totdeauna în preajma unor emisari naturali, conform cu avizele de mediu în vigoare, obţinute de la organele de decizie abilitate. Aceste sisteme pot fi combinate cu sistemele individuale de tratament, acolo unde costul canalizării pentru o locuinţă sau un grup de locuinţe este mai mare decât cel al unui sistem individual din cauza distanţelor mari sau reliefului cu denivelări mari.

REGLEMENTĂRI

Epurarea apelor uzate este o disciplină tehnică, în care se întâlnesc ştiinţele inginereşti, fizica, chimia şi biologia. Există o bogată literatură de specialitate legată de operarea staţiilor de epurare. Sunt însă şi reglementări legale şi tehnice detaliate. Astfel, principalele acte normative în vigoare, sunt următoarele:

- H.G nr. 188 din 28 februarie 2002, pentru aprobarea unor norme privind condiţiile de descărcare în mediul acvatic a apelor uzate. Acest act normativ cuprinde normele tehnice privind colectarea, epurarea şi evacuarea apelor uzate orăşeneşti, NTPA-011, privind condiţiile de evacuare a apelor uzate în reţelele de canalizare ale localităţilor şi direct în staţiile de epurare, NTPA-002/2002 şi normele privind stabilirea limitelor de încărcare cu poluanţi a apelor uzate industriale şi orăşeneşti la evacuarea în receptorii naturali, NTPA-001/2002.

- Directiva 91/271/CEE privind epurarea apelor uzate orăşeneşti modificată prin Directiva 98/15/CE

- Directiva 91/676/CEE, privind protecția apelor împotriva poluării cauzate de nitraţii proveniţi din surse agricole,

- Directiva 76/464/CEE și cele 7 directive fiice, privind poluarea cauzată de anumite substanţe periculoase descărcate în mediul acvatic al Comunităţii.

- Directiva Cadru nr. 2000/60/CE, privind Apa;

- Directiva nr. 76/160/CEE, privind calitatea apelor de îmbăiere;

- Directiva nr. 98/83/CE, privind calitatea apei destinate consumului uman;

- Directiva nr. 75/440/CEE, privind calitatea apelor de suprafaţă destinate prelevării

de apa potabilă;

13

- Directiva nr. 78/659/CEE, privind calitatea apelor dulci care necesită protectie sau îmbunătăţire în scopul susţinerii vieţii piscicole.

Trei directive controlează depozitarea şi gospodărirea nămolurilor produse în staţiile de

epurare, ca urmare a implementării directivei 91/676/CEE:

- Directiva nr. 86/278/CEE, privind protecţia mediului şi în particular, a solului, când nămolurile de epurare sunt utilizate în agricultură;

- Directiva nr. 99/31/CEE, privind depozitarea deşeurilor;

- Directiva nr. 91/676/CEE, privind protectia apelor impotriva poluarii cu nitraţi proveniţi din surse agricole.

ÎNTREBĂRI ŞI RĂSPUNSURI

1) Ce alegem, fosa septică sau staţie de epurare ?

Răspuns: O staţie de epurare este o instalaţie mult mai complexă decât o fosă septică. Aceasta nu stochează apa ca fosa septică, ci o tratează rezultând la ieşire apă epurată conform cerinţelor impuse de autorităţile de mediu. După gradul de epurare, apele deversate din staţia de epurare se pot încadra în 3 norme: NTPA 001, NTPA 011, NTPA 002. În concluzie, trebuie să ţinem cont în special de calitatea apei deversate.

2) Cum funcţionează o mini statie de epurare ?

Răspuns: O mini staţie de epurare se compune din 1-2 bazine de sedimentare, fermentare anaerobă şi un bazin de aerare, respectiv fermentare aerobă. Modul de funcţionare se poate descrie astfel: în bazinul de sedimentare materia organică cu greutate specifică mai mare decât a apei sedimentează, iar restul se ridică la suprafaţa apei formând un strat de câţiva centimetri. În bazinul de aerare sub acţiunea bacteriilor aerobe apa îşi îmbunătăţeşte parametrii şi totodată aici se formează flocoane de nămol care se depun pe fundul bazinului.

3) Cum alegem staţia de epurare potrivită?

Răspuns: Pentru a alege staţia de epurare potrivită trebuie să ţinem cont de câteva aspecte importante şi anume: debitul mediu zilnic de apă uzată sau numărul de locuitori echivalenţi, spaţiul de care dispunem pentru amplasare, tipul de sol, tipul de apă deversată într-o staţie de epurare şi mediul de deversare.

7) De ce este necesar un control periodic?

Răspuns: Un control periodic este necesar a se efectua, asupra ministaţiilor de epurare, separatoarelor de grăsimi şi hidrocarburi, pentru a preîntâmpina deversările de apă accidentale, peste parametrii impuşi de lege.

14

Bibliografie

1. Giurma Ion. Sisteme de gospodarirea apelor. Partea I, Ed.CERMI Iasi, 2000, 221p.2. Varduca Aurel. Protectia calitatii apelor. Ed. H.G.A., Bucuresti, 2000, 417p.3. Varduca Aurel. Monitoringul integrat al calitatii apelor. Ed. H.G.A., Bucuresti, 1999, 355p.4. Water Resources. Environmental Planning, Management and Development, McGraw – Hill, 1997, 737p.5. Grigg Neil S. Water Resources Management: Principles, regulations and cases. McGraw – Hill, 1996.6. Sustainable Water Management in the Baltic Sea Basin. Book 2. Water Use and Management. Editor Larss-Christer Lundin, Uppsala University, 2000, 249p.7. Drobot Radu, Serban Petru. Aplicatii de hidrologie si gospodarirea apelor. Ed.H.G.A., Bucuresti, 1999, 375p.8. Tobolcea V., Ungureanu D. Managementul apelor uzate. Partea I. Iasi:, 1993, 111 p.9. Negulescu M. Epurarea apelor uzate orasenesti. Ed.Tehnica, Bucuresti, 1978, 480 p.10. Ognean T., Vaicum L.–M. Modelarea proceselor de epurare biologica. Ed. Academiei RSR, Bucuresti, 1987, 225 p.11. Lidia-Maria Vaicum. Epurarea apelor uzate cu namol activ. Bazele biochimice. Editura Academiei RSR, Bucuresti, 1981, 218 p.12. Epurarea apelor uzate industriale (vol. 1), Coordonator Mircea Negulescu), Ed. Tehnica, Bucuresti, 1987, 359 p.13. Epurarea apelor uzate industriale (vol. 2). Coordonator Mircea Negulescu. Ed. Tehnica, Bucuresti, 1989, 435 p.14. Negulescu M. Canalizari (pentru subingineri). Ed. didactica si pedagogica, Bucuresti, 1978, 392 p.15. Dima M. Epurarea apelor uzate urbane. Ed. Junimea Iasi, 1998, 526 p.16. Dima M. s.a. Bazele epurarii biologice a apelor uzate. Ed. ETP Tehnopress, Iasi, 2002, 269p.17. Robesen D. s. a. Tehnologii, instalatii si echipamente pentru epurarea apei. Ed. Tehnica, bucuresti, 2000, 415 p.18. Vismara R. Depurazione biologica. Teoria i processi (seconda edizione). Edutora Ulrico Hoepli, Milano, 1988, 576 p.19. Edeline F. L’epuration biologique des eaux. Theorie et technologie des reacteurs (4e edition). CEBEDOC Editeur, TecDoc, Liegc, 1997, 298p.20. W.W. Eckenfelder Jr., J.C. Musterman. Activated Sludge Treatment of Industrial Wasterwater Technomic Publishing. Co. Inc., 1995, 281 p.21. www.edwards.ro22. www.greenagenda.org/eco-aqua/epurare23. www.rowater.ro24. www.aquamundus.ro25.www.earthpace.com26. www.calorsev.ro27.www.adiss.ro28.www.cv-water.ro

15