Gestionarea Deseurilor Industriale

350
Moşneguţu Emilian Florin GESTIONAREA DEŞEURILOR INDUSTRIALE Curs didactic pentru uzul studenţilor Bacău - 2007

description

Gestionarea deseurilor industriale

Transcript of Gestionarea Deseurilor Industriale

Page 1: Gestionarea Deseurilor Industriale

Moşneguţu Emilian Florin

GESTIONAREA DEŞEURILOR INDUSTRIALE

Curs didactic pentru uzul studenţilor

Bacău - 2007

Page 2: Gestionarea Deseurilor Industriale

CURPINS Capitolul 1 Deşeuri industriale categorii de deşeuri, noţiuni, definiţii 1.1. Generalităţi 1.2. Gestionarea deşeurilor în lume 1.3. Gestionarea deşeurilor în romania 1.4. Evaluarea nivelului resurselor destinate protecţiei mediului 1.5. Cadrul legislativ 1.5.1. Cerinţele Agendei 21 (Dezvoltarea Durabila) cu privire la gestionarea deşeurilor

1.5.2. Strategia protecţiei mediului 1.5.3. Situaţia existentă în domeniul gestionării deşeurilor 1.6. Principii şi obiective strategice privind gestionarea deşeurilor în românia 1.6.1. Instrumente pentru realizarea obiectivelor strategice 1.6.2. Factori implicaţi Capitolul 2 Surse de poluare 2.1. Surse de poluare 2.2. Natura şi originea deşeurilor industriale 2.2.1. Reziduuri industriale în turnătorie 2.2.2. Deşeuri industriale rezultate la forjare 2.2.4. Deşeuri industriale din secţiile de construcţie a şasiului şi caroserie de autovehicule

2.2.6. Deşeuri industriale rezultate într-o vopsitorie pentru caroserii auto 2.2.7. Deşeurile industriale într-un atelier de tapiţerie Capitolul 3. Deşeuri industriale 3.1. Înscrierea/clasificarea deşeurilor 3.2. Catalogul tipurilor de deşeuri valabil in comunitatea europeană 3.3. Definirea deşeurilor în România 3.4. Directiva privind deşeurile periculoase (91/689/cee) 3.5. Deşeuri periculoase conform Ordonanţei de Urgentă nr. 78/2000 (legea 426/2001)

3.6. Nomenclatorul deşeurilor industriale Capitolul 4. Deşeuri solide 4.1. Deşeuri feroase 4.1.1. Materialele feroase de la sectorul furnale 4.1.2. Materiale feroase de la sectorul oţelărie 4.1.3. Materiale feroase de la sectorul de laminare 4.1.4. Materiale feroase de la sectorul forjă 4.1.5. Materiale feroase din industria prelucrătoare 4.1.6. Materiale feroase din alte ramuri industriale 4.1.7. Materiale feroase vechi rezultate în afara proceselor tehnologice

Page 3: Gestionarea Deseurilor Industriale

4.2. Deşeuri neferoase 4.2.1. Terminologia deşeurilor neferoase 4.3. Deşeuri nemetalice 4.3.1. Hârtia 4.3.2. Spărturilor din sticlă 4.3.3. Masele plastice 4.3.4. Materiale textile 4.3.5. Cauciuc Capitolul 5. Colectarea şi recuperarea reziduurilor solide 5.1. COLECTAREA REZIDUURILOR 5.1.1. Recipiente 5.1.2. Sisteme de colectare 5.1.2.1. Metode de colectare 5.1.2.2. Moduri de colectare 5.1.2.3. Proceduri de colectare 5.2. UMPLEREA AUTOVEHICULELOR DE COLECTARE 5.2.1. Instalaţia de umplere a vehiculelor de colectare 5.2.2. Sistem de comprimare în autovehiculele de colectare • 5.3. TRANSPORTUL DEŞEURILOR 5.3.1. Sisteme de transport 5.4. Distanţa până la locul de procesare sau de eliminare finală. 5.4.1. Consideraţii sanitare şi de mediu privind transferul deşeurilor 5.4.2. Calculul capacităţii de transport 5.5. Colectarea şi recuperarea deşeurilor solide 5.5.1. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile feroase prăfoase 5.5.2. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile feroase sub formă de bucăţi

5.5.3. Colectarea şi recuperarea aşchiilor metalice 5.5.4. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile provenite din casarea autovehiculelor

5.5.5. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile feroase 5.5.6. Colectarea şi recuperarea materialelor metalelor neferoase 5.5.6.1. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile din cupru şi aliaje de cupru

5.5.6.2. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile din aluminiu 5.5.6.3. Colectarea şi recuperarea materialelor din zinc şi aliajelor de zinc 5.5.6.4. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile din plumb şi din aliaje de plumb

5.5.7. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile nemetalice 5.5.7.1. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile din hârtie 5.5.7.2. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile din sticlă 5.5.7.2. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile din mase plastic 5.5.7.3. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile din materiale textile 5.5.7.4. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile din cauciuc

Page 4: Gestionarea Deseurilor Industriale

Capitolul 6. Clasificarea, sortarea şi verificarea calităţii deşeurilor 6.1. Reglementări privind clasificarea, sortarea şi verificarea calităţii materialelor refolosibile feroase

6.1.1. Clasificarea materialelor refolosibile feroase 6.1.2. Categorii de materiale refolosibile feroase 6.1.3. Clasele dimensionale ale materialelor refolosibile feroase 6.1.4. Condiţii de verificare a loturilor de materiale refolosibile feroase 6.1.5. Sortarea materialelor refolosibile feroase în bucăţi 6.2. Sortarea materialelor refolosibile metalice neferoase 6.2.1. Sortarea materialelor refolosibile din aluminiu 6.3. Sortarea materialelor refolosibile nemetalice 6.3.1. Materialele refolosibile din hârtie 6.3.1.1. Condiţii tehnice de calitate a materialelor refolosibile din hârtie 6.3.1.2. Reguli pentru verificarea calităţii 6.3.2. Materialele refolosibile din sticlă 6.3.3.Materialele refolosibile din mase plastice 6.3.3.Materialele refolosibile din textile 6.3.4.Materialele refolosibile din cauciuc 6.3.5.Materialele refolosibile din camerelor de aer uzate Capitolul 7. PREGĂTIREA ŞI PRELUCRAREA DEŞEURILOR SOLIDE 7.1. TEHNICI DE MĂRUNŢIRE A DEŞEURILOR SOLIDE 7.1.1. Mărunţire prin lovire 7.1.1.1. Morile cu ciocane 7.1.1.2. Concasoare percutante 7.1.2. Mărunţire prin taiere 7.1.2.1. Mori cu cuţite sau tocătoare 7.1.2.1. Raspel cu sită 7.1.3. Tehnici de sortare a deşeurilor 7.1.3.1. Sortarea dimensională 7.1.3.2. Sortarea densimetrică 7.1.3.3. Separatorul rotativ cu curent de aer 7.1.3.4. Instalaţie de aspiraţie 7.1.3.6. Sortarea magnetică 7.1.3.7. Sortare optică 7.1.3.8. Sortarea manuală 7.1.3.9. Flotarea 7.1.4. Tehnici de curăţare a deşeurilor 7.1.4.1. Purificare mecanică 7.1.4.2. Spălare în tamburi 7.2. PRELUCRAREA DEŞEURILOR SOLIDE 7.2.1. Prelucrarea deşeurilor feroase grele 7.2.2. Prelucrarea deşeurilor feroase uşoare 7.2.3. Prelucrarea deşeurilor din fontă veche 7.2.4. Prelucrarea aşchiilor metalice 7.2.5. Prelucrarea deşeurilor provenite din casarea autovehiculelor

Page 5: Gestionarea Deseurilor Industriale

7.2.6. Pregătirea deşeurilor din cupru 7.2.7. Pregătirea deşeurilor din aluminiu 7.2.8. Pregătirea deşeurilor din zinc 7.2.9. Pregătirea deşeurilor din plumb 7.3. TEHNICI DE COMPACTARE ŞI BALOTARE A DEŞEURILOR Capitolul 8. DEŞEURI LICHIDE 8.1 APELOR REZIDUALE INDUSTRIALE 8.1.1. Ape reziduale din industria carbonifera 8.1.2. Apele reziduale din industria siderurgică, metalurgica şl a construcţiilor de maşini

8.1.3. Apele reziduale de la extracţia şi prelucrarea petrolului 8.1.4. Apele reziduale din industria chimică 8.1.5. Apele reziduale din industria alimentară 8.1.6. Apele reziduale din industria uşoară 8.1.7. Apele reziduale din industria lemnului, hârtiei şl celulozei 8.2. TRATAREA APELOR REZIDUALE 8.2.1. Tratamentul primar 8.2.2. Tratamentul secundar 8.2.3. Tratament terţiar (avansat) 8.3. EGALIZAREA APELOR UZATE, UNIFORMIZAREA DEBITELOR ŞI A COMPOZIŢIEI APELOR REZIUDALE INDUSTRIALE

8.4. PROCESE FIZICE DE TRATARE A APELOR INDUSTRIALE 8.4.1. Separare gravitaţională 8.4.2. Filtrarea 8.4.3. Procese unitare care utilizează transferul între faze 8.5. PROCESE CHIMICE 8.5.1. Neutralizarea 8.5.2. Oxidarea şi reducerea 8.5.3. Precipitarea 8.5.4 Coagularea şi flocularea 8.5.5. Schimbul ionic 8.6. PROCESE BIOLOGICE 8.6.1 Procese aerobe 8.6.2. Procese anaerobe 8.7. DEZINFECŢIA Capitolul 9. PROCESE UNITARE PENTRU TRATAREA NĂMOLURILOR

PROVENITE DIN EFLUENŢII LICHIZI INDUSTRIALI

9.1. FORMAREA ŞI CARACTERISTICILE NĂMOLURILOR 9.2. CARACTERISTICILE FIZICO-CHIMICE ALE NĂMOLURILOR 9.2.1. Caracteristici biologice şi bacteriologice 9.3. PROCESE ŞI PROCEDEE DE PRELUCRARE A NĂMOLULUI 9.3.1. Sitarea nămolurilor 9.3.2. Mărunţirea nămolurilor 9.3.3. Deznisiparea nămolurilor

Page 6: Gestionarea Deseurilor Industriale

9.4. CONDIŢIONAREA CHIMICĂ A NĂMOLURILOR 9.5. CONCENTRAREA (ÎNGROŞAREA) NĂMOLURILOR 9.5.1. Îngroşarea gravitaţională 9.5.2. Concentrarea (îngroşarea) mecanică a nămolurilor 9.6. STABILIZAREA NĂMOLURILOR 9.6.1. Fermentarea anaerobă a nămolului 9.6.1.1. Factorii care influenţează procesul de fermentare anaerobă 9.6.1.2. Aplicabilitate 9.6.1.2.1. Fermentarea anaerobă de mică încărcare 9.6.1.2.2. Fermentarea anaerobă de mare încărcare, într-o singură treaptă 9.6.1.2.3. Fermentarea anaerobă de mare încărcare în două trepte 9.6.1.3. Dimensionarea rezervorului de fermentare anaerob 9.6.1.4 Colectarea şi stocarea biogazului 9.6.1.5. Necesarul de reactivi chimici 9.6.1.6 . Clasificarea rezervoarelor de fermentare după formă 9.6.2. Fermentarea aerobă a nămolului 9.6.2.1. Stabilizarea aerobă 9.6.2.2. Teoria stabilizării aerobe 9.6.2.3. Dimensionarea stabilizării aerobe 9.6.2.4. Reducerea substanţelor volatile 9.6.2.5 Alte metode de stabilizare aerobă 9.6.2.6 Aerarea cu oxigen pur 9.6.3. Stabilizarea alcalină 9.6.3.1. Teoria stabilizării alcaline 9.6.3.2. Stabilizarea cu var lichid 9.6.3.3. Stabilizarea cu var uscat 9.7. CONDIŢIONAREA NĂMOLULUI 9.8. DESHIDRATAREA NĂMOLULUI 9.9. USCAREA 9.9.1. Fazele procesului 9.9.2 Teoria uscării nămolului 9.9.3. Principalele sisteme de uscare a nămolului 9.10. INCINERAREA NĂMOLULUI 9.10.1. Procese de incinerare 9.10.2. CONTROLUL EMISIILOR Capitolul 10. ARDEREA DEŞEURILOR INDUSTRIALE 10.1. Deşeuri industriale incinerabile 10.2. Ape reziduale 10.3. Tipuri de instalaţii specifice pentru arderea deşeurilor industriale şi a apelor reziduale

10.3.1. Consideraţii tehnice generale, caracteristici determinate pentru arder 10.3.2. Instalaţii de ardere 10.4. PRELUAREA DEŞEURILOR 10.5. TRATAREA ŞI ELIMINAREA CENUŞEI REZIDUALE 10.6. Tratarea şi valorificarea altor emisii

Page 7: Gestionarea Deseurilor Industriale

10.7. Epurarea gazelor reziduale 10.8. Piroliza si gazarea deşeurilor 10.9. Coincinerarea deşeurilor 10.10. Procedee de uscare a deşeurilor Capitolul 11. Depozitarea deşeurilor industriale 11.1. CLASIFICARE 11.2. DEPOZITAREA DESCHISĂ 11.3. DEPOZITAREA ÎNCHISĂ 11.3.1. Amplasarea 11.3.2. Proiectarea 11.3.3. Monitorizarea şi controlul scurgerilor 11.3.4. Planuri de închidere/post-închidere 11.4. CONSTRUCŢII ŞI SPAŢII TEHNOLOGICE DE PRELUCRARE, DEPOZITARE ŞI TRANSPORT A MATERIALELOR REFOLOSIBIL

11.4.1. Spaţii tehnologice 11.4.2.Calculul suprafeţelor necesare centrelor de colectare 11.4.2.1. Suprafeţe tehnologice 11.5. DEPOZITAREA MATERIALELOR NEFEROASE 11.5.1. Depozitarea materialelor refolosibile din hârtie 11.5.2. Depozitarea materialelor refolosibile din sticlă 11.5.3. Depozitarea materialelor refolosibile din mase plastice 11.5.4. Depozitarea materialelor refolosibile din textile 11.5.5. Depozitarea materialelor refolosibile din cauciuc

Page 8: Gestionarea Deseurilor Industriale

1

Capitolul 1

DEŞEURI INDUSTRIALE CATEGORII DE DEŞEURI, NOŢIUNI, DEFINIŢII

1.1. GENERALITĂŢI În ţara noastră, noţiunea de deşeu, este definită în anexa nr. 1 A la Ordonanţa de Urgenţă a Guvernului nr. 78/2000 privind regimul deşeurilor, aprobată cu modificări prin Legea nr. 426/2001: ca fiind orice substanţă, un material sau obiect apărut în urma unui proces biologic (defecaţie, excreţie, respiraţie, căderea frunzelor etc.) sau tehnologic (fabricarea unor piese, prepararea cimentului, a negrului de fum, spălarea cărbunilor etc.), care prin el însuşi, fără a fi supus unei transformări, nu mai poate fi utilizat ca atare. Sursele de poluare specifice sunt cele industriale, activităţile menajere, mijloacele de transport auto, etc . Deşeurile, de orice fel, rezultate din multiple activităţi umane, constituie o problemă de o deosebită actualitate, atât datorită creşterii continue a cantităţii şi varietăţii acestora, cât şi datorită importanţei cantităţii de materii prime nefolosite ce pot fi recuperate şi reintroduse în circuitul economic. Dezvoltarea urbanistică şi teritorială a oraşelor şi creşterea nivelului de trai antrenează producerea unei cantităţi tot mai mari de deşeuri menajere, stradale şi industriale. Efectele dăunătoare ale deşeurilor constau în:

- răspândirea de infecţii prin agenţi patogeni; - înmulţirea unor insecte şi rozătoare (răspândirea unor maladii); - poluarea solului, apelor de suprafaţă şi subterane, atmosferei; - aspectul inestetic al mediului.1

Până în prezent, acelaşi obiectiv este prezentat sub diverse denumiri, cum ar fi: deşeuri solide urbane şi industriale, deşeuri organice sau anorganice, deşeuri menajere, stradale şi industriale, rebuturi, refuzuri, gunoi menajer şi stradal etc.2 În domeniul industrial apar trei noţiuni: deşeuri, rebuturi şi reziduuri, care se definesc astfel:

1 Bularda Gheorghe, Bularda Doru-Cristian şi Catrinescu Theodor – Reziduuri menajere, stradale şi industriale. Colectarea, depozitarea şi valorificarea materialelor refolosibile, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1992, ISBN 973-31-0418-3 ; pag 9 2 Bularda Gheorghe, Bularda Doru-Cristian şi Catrinescu Theodor – Reziduuri menajere, stradale şi industriale. Colectarea, depozitarea şi valorificarea materialelor refolosibile, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1992, ISBN 973-31-0418-3 ; pag 11

Page 9: Gestionarea Deseurilor Industriale

2

- deşeuri: material sau obiect care prin el însuşi, fără a fi supus unei transformări, nu mai poate fi utilizat. După destinaţie, deşeurile se pot structura la rândul lor în două subgrupe:

recuperabile; irecuperabile,

iar după origine pot fi grupate, de asemenea în două subgrupe: rebut: o maşină, un utilaj sau un produs care nu mai poate fi

folosit direct. Produsele, la rândul lor, la faza de control tehnic se separă în produse bune pentru folosinţă şi rebuturi care nu mai pot fi folosite direct.

reziduuri: materii prime, materiale sau produse care sunt respinse în cursul unei fabricaţii sau a unor activităţi umane (menaj, comerţ etc.). La rândul lor reziduurilor pot fi:

• specifice: sunt deşeuri caracteristice unei anume prelucrări, ca exemplu: aşchiile de metal şi lichidul de răcire pentru atelierele mecanice, nisipul şi bavurile pentru turnătorii etc.;

• curente: sunt deşeurile caracteristice în mod net unei producţii: hârtiile, ambalajele, cauciucurile, plasticul, sticla şi altele care se găsesc în mod curent în diferite industrii dar nu sunt specifice cu natura acestora.3

Deşeurile pot fi:

a) Din punct de vedere al originii şi al administrării (tabelul 1.1.): I. deşeuri urbane;

II. deşeuri industriale; b) Funcţie de natura şi locul de producere, deşeuri pot fi clasificate ca în tabelul

1.1. c) După durata (timpul) de producere, deşeuri se regăsesc într-un triplu flux:

I. de scurtă durată, adică în momentul în care se consumă sau prelucrează materia, şi aici intră deşeurile menajere de fiecare zi şi deşeurile industriale pentru producţie sau pentru comercializare;

II. de durată medie, provenite din obiectele uzate de uz personal sau gospodăresc;

III. de lungă durată, care apar în momentul când se elimină, degradează materialul.

d) Funcţie de gradul de descompunere: I. biodegradabile, care sunt descompuse de bacterii aerobe şi anaerobe;

II. nonbiodegradabile, care nu sunt afectate de procesele biologice. 3 Bularda Gheorghe, Bularda Doru-Cristian şi Catrinescu Theodor – Reziduuri menajere, stradale şi industriale. Colectarea, depozitarea şi valorificarea materialelor refolosibile, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1992, ISBN 973-31-0418-3 ; pag 11-12

Page 10: Gestionarea Deseurilor Industriale

3

Tabelul 1.1 Clasificarea deşeurilor.

Nr. crt.

Denumirea deşeului Provenienţa

1. deşeuri menajere Locuinţe individuale sau colective Instituţii publice (grădiniţe, şcoli, internate, cămine, creşe, hoteluri, restaurante, cantine, instituţii administrative, unităţi militare etc.) Întreprinderi comerciale Unităţi alimentare Întreprinderi industriale (exclusiv cele tehnologice)

2. deşeuri stradale Deşeuri aruncate sau depuse pe căile publice (şosele, străzi, alei, incinte, scări, căi ferate etc.)

3. deşeuri industriale Deşeuri provenite din activitatea industrială (resturi din materia primă, materiale de bază şi cele auxiliare)

4. deşeuri din construcţii Provenite din demontarea sau construirea de obiective industriale sau civile

5. deşeuri comerciale Deşeuri provenite din activitatea de comerţ (ambalare, perisabilitate etc.)

6. deşeuri agricole Deşeuri provenite din unităţile agricole şi zootehnice (inclusiv dejecţiile animaliere)

7. deşeuri sanitare (patologice)

Deşeuri provenite din instituţii de sănătate (spitale, dispensare, sanatorii etc.)

8. deşeuri speciale (periculoase)

Deşeuri explozive, radioactive etc., care necesită măsuri speciale de tratament

Deşeuri industriale sunt generate de procedeele de fabricaţie şi pot fi încadrate în trei mari categorii:

- deşeuri organice precum deşeurile de hidrocarburi, solvenţi, gudroane; - deşeuri minerale lichide precum cele provenite de la băile de captare şi de

tratare la suprafaţă a metalelor; - deşeuri minerale solide precum nisipurile de topitorie, sărurile de călire

cianurică. Cantitatea de deşeuri generată de o ţară este influenţată de o serie de factori, cum ar fi4:

- sfera industriilor şi nivelul de industrializare; - numărul de locuitori şi gradul lor de civilizaţie; - poziţia geografică, clima etc.

1.2. GESTIONAREA DEŞEURILOR ÎN LUME

4 xxx - http://www.societatedurabila.ro/index.php?id=32

Page 11: Gestionarea Deseurilor Industriale

4

Cantitatea de deşeuri generată în lume variază de la an la an ţinând cont de factorii prezentaţi anterior. În figura 1.1 sunt prezentate cantităţile de deşeuri pentru câteva ţările din Europa. 5

Belgia

010000200003000040000

1995

1997

1999

2001

2003

Anul

Can

titat

ea d

e de

seur

i (x

100

0 t)

Republica Ceha

01000020000300004000050000

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

Anul

Can

titat

ea d

e de

seur

i (x

1000

t)

Danemarca

1000011000120001300014000

1995

1997

1999

2001

2003

Anul

Can

titat

ea d

e de

seur

i (x

100

0 t)

Germania

0100000200000300000400000500000

1995

1997

1999

2001

2003

Anul

Can

titat

ea d

e de

seur

i (x

100

0 t)

Estonia

05000

100001500020000

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

Anul

Can

titat

ea d

e de

seur

i (x

100

0 t)

Polonia

120000

130000

140000

150000

1995

1997

1999

2001

2003

Anul

Can

titat

ea d

e de

seur

i (x

100

0 t)

Portugalia

05000

10000150002000025000300003500040000

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

Anul

Can

titat

ea d

e de

seur

i (x

1000

t)

Republica Slovaca

0

10000

20000

30000

1995

1997

1999

2001

2003

Anul

Can

titat

ea d

e de

seur

i (x

100

0 t)

5 xxx - http://reports.eea.europa.eu/environmental_assessment_report_2003_10/en/kiev_chapt_07.pdf

Page 12: Gestionarea Deseurilor Industriale

5

Bulgaria

050000

100000150000200000250000

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

Anul

Can

titat

ea d

e de

seur

i (x

1000

t)

Romania

0100000200000300000400000500000

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

Anul

Can

titat

ea d

e de

seur

i (x

1000

t)

Islanda

0100200300400500

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

Anul

Can

titat

ea d

e de

seur

i (x

100

0 t)

Norvegia

650070007500800085009000

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

AnulC

antit

atea

de

dese

uri

(x 1

000

t)

Fig. 1.1. Cantitatea totală de deşeuri pentru câteva ţări din Europa.

Pentru o parte dinte ţările prezentate anterior‚ în continuare, este prezentată distribuţia deşeurilor pe ramurile generatoare (fig. 1.2).

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

Anul

Can

titat

ea d

e de

seur

i (x

1000

t) Altele

Deseuri municipale

Canalizare

Constructii

Purif icarea apei

Producerea energiei

Industrie

Minerit

Agricultura

a)

Page 13: Gestionarea Deseurilor Industriale

6

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

Anul

Can

titat

ea d

e de

seur

i (x

1000

t) AlteleDeseuri municipaleCanalizareConstructiiPurificarea apeiProducerea energieiIndustrieMineritAgricultura

b)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

Anul

Can

titat

ea d

e de

seur

i (x

1000

t) AlteleDeseuri municipaleCanalizareConstructiiPurificarea apeiProducerea energieiIndustrieMineritAgricultura

c)

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

Anul

Can

titat

ea d

e de

seur

i (x

1000

t) AlteleDeseuri municipaleCanalizareConstructiiPurificarea apeiProducerea energieiIndustrieMineritAgricultura

d) Fig. 1.2 Distribuţia deşeurilor pe ramuri pentru următoarele ţări:

a) Republica Cehă; b) Polonia; c) Portugalia; d) România.

Page 14: Gestionarea Deseurilor Industriale

7

Pentru aceleaşi ţări, în figura 1.3 s-a prezentat distribuţia deşeurilor industriale ţinându-se cont de ramura industrială generatoare (fig. 1.3).

a)

b)

c)

Page 15: Gestionarea Deseurilor Industriale

8

d)

Fig. 1.3. Distribuţia deşeurilor industriale pe ramurile generatoare pentru următoarele ţări: a) Republica Cehă; b) Polonia; c) Portugalia; d) România.

1.3. GESTIONAREA DEŞEURILOR ÎN ROMANIA

Din cele 77 milioane tone de deşeuri solide generate în cursul anului 1999, circa 69 milioane tone au fost deşeuri industriale (inclusiv steril minier). Cantitatea de steril minier a fost de 36 milioane tone (circa 52%), iar cantitatea de alte deşeuri industriale a fost de 33 milioane tone.

Cantităţile de deşeuri industriale au variat de la an la an; în 1995 s-a înregistrat cea mai mare cantitate (353 milioane tone) datorită generării unei mari cantităţi de steril – 288 milioane tone; cea mai scăzută cantitate a fost înregistrată în 1999 (69 milioane tone), datorită reducerii drastice a activităţilor miniere, dar şi a activităţilor din metalurgie şi producerea de energie.

Cantitatea globala de deşeuri industriale, altele decât sterilul minier, a scăzut an de an; dacă în 1992 se produceau 111 milioane tone, în 1996 - doar 47,1 milioane tone, iar în anul 1997 - 39,2 milioane tone deşeuri industriale.

Faţă de 1997, cantitatea de deşeuri industriale a scăzut cu 1,5 milioane tone în 1998, iar cea de steril minier a scăzut cu 5,8 milioane tone.

Cantitatea de steril minier a avut o evoluţie fluctuantă în decursul anilor, în funcţie de natura activităţilor extractive; ca tendinţă generala se poate afirma că şi cantitatea de steril a înregistrat o scădere continuă.

Judeţele care au generat cantităţi mari de deşeuri industriale în 1999 au fost Vâlcea, Mehedinţi şi Hunedoara, în care exploatările miniere mai constituie încă una din activităţile industriale de bază. Alte judeţe mari producătoare de deşeuri sunt Alba, Prahova Bacău, Sălaj, Covasna, Galaţi, în care generarea de deşeuri este influenţată de deşeurile provenite din activităţile de tratare a minereurilor, de producere a energiei pe baza de combustibili fosili, din metalurgie sau prelucrarea ţiţeiului.

Unele judeţe, cum ar fi Giurgiu, Botoşani, Vaslui, Brăila, Călăraşi, Vrancea au raportat cantităţi mici de deşeuri industriale produse şi gospodărite. Cantităţile mici se datorează fie restrângerii activităţilor industriale din aceste zone, fie faptului ca aceste judeţe sunt mai puţin industrializate.

Page 16: Gestionarea Deseurilor Industriale

9

Principalele categorii de deşeuri industriale generate în 1999 sunt (figura 1.6.): - steril minier 36,0 milioane tone; - cenuşă şi zgură de termocentrală 64 milioane tone; - deşeuri metalurgice 2,6 milioane tone; - nămoluri reziduale 2,5 milioane tone; - deşeuri chimice 2,2 milioane tone; - deşeuri feroase 1,9 milioane tone; - deşeuri din construcţii 3,0 milioane tone.

Fig. 1.4.Distribuţia principalelor categorii de deşeuri industriale generate în anul 1999.

Activităţile economice mari generatoare de deşeuri sunt următoarele:

- industria extractivă 48,0 milioane tone; - producerea energiei 8,1 milioane tone; - metalurgie 3,6 milioane tone; - rafinarea ţiţeiului 2,2 milioane tone; - industria chimică 2,1 milioane tone; - industria de maşini, produse metalice 1,4 milioane tone; - agricultură, zootehnie 1,2 milioane tone; - industria alimentară 0,9milioane tone.

O categorie aparte de deşeuri industriale este reprezentată de deşeurile periculoase. În 1999, în România, au fost identificate 145 de tipuri de deşeuri periculoase, din totalul de 237 înscrise în Catalog European de Deşeuri. Toate aceste tipuri au însumat o cantitate generata de peste 2,2 milioane tone de deşeuri, ceea ce reprezintă 3% din totalul deşeurilor produse în 1999, inclusiv sterilul minier, sau 6,5% - dacă se exclude sterilul.

Cantităţi considerabile de deşeuri periculoase au fost înregistrate în judeţele Vâlcea, Prahova, Alba, Dolj, Bacău, Constanta, Olt. Majoritatea deşeurilor periculoase provin din industria chimică (anorganică şi organică), de la rafinarea petrolului şi din procesele termice.

Principalele tipuri de deşeuri periculoase generate în 1999 au fost: - deşeuri de sodă calcinată (leşii caustice); - fosfogips; - deşeuri petroliere; - zguri din metalurgia neferoasă (a plumbului);

Page 17: Gestionarea Deseurilor Industriale

10

- deşeuri halogenate din chimia organică; - nămoluri cianurate cu metale grele; - baterii uzate cu plumb; - deşeuri de la epurarea gazelor; - amestecuri de grăsimi şi uleiuri de la separarea grăsimilor din apele uzate.

Cea mai mare cantitate de deşeuri periculoase s-a generat, aşa cum era de aşteptat, în cadrul industriei chimice – predominând deşeurile de sodă calcinată (judeţele Alba, Dolj şi Vâlcea) şi fosfogips (judeţul Bacău). Metalurgia este o altă activitate industrială care produce cantităţi mari de deşeuri periculoase, cu preponderenţă zguri din metalurgia aluminiului (judeţul Olt) şi altor metale neferoase (judeţul Maramureş). În cadrul industriei de prelucrare a ţiţeiului, deşeurile periculoase (nămoluri din rezervoarele de petrol) s-au produs mai ales în judeţele Constanta, Olt şi Bacău. Industria de echipamente electrice şi optice a produs în special nămoluri cu crom, nămoluri cianurate şi uleiuri uzate neclorurate. În 1999 industria mijloacelor de transport (judeţele Argeş, Dolj, Constanţa) a generat deşeuri periculoase ca uleiuri uzate, emulsii, hidroxizi, solvenţi etc. Cantitatea totală de deşeuri industriale generate în România pe perioada anului 2002 (tone) pentru fiecare judeţ (fig. 1.7.) 6, 7, 8.

0

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

3000000

3500000

4000000

SATU

MA

RE

MA

RA

MU

RES

SALA

J

BIH

OR

CLU

J

ARA

D

ALB

A

TIM

IS

CA

RA

S SE

VER

IN

HU

NED

OA

RA

GO

RJ

VA

LCEA

MEH

EDIN

TI

DO

LJ

OLT

BIS

TRIT

A N

ASA

UD

SUC

EAV

A

BOTO

SAN

I

NEA

MT

IASI

MU

RES

HA

RGH

ITA

BA

CA

U

VA

SLU

I

SIB

IU

BR

ASO

V

VR

AN

CEA

COV

ASN

A

GA

LATI

ARG

ES

DA

MBO

VIT

A

PRA

HO

VA

BU

ZAU

BR

AIL

A

TULC

EA

IALO

MIT

A

BU

CU

RES

TI

TELE

OR

MA

N

GIU

RGIU

CA

LAR

ASI

CON

STA

NTA

a)

010000

200003000040000

500006000070000

8000090000

SATU

MA

RE

MA

RA

MU

RES

SALA

J

BIH

OR

CLU

J

AR

AD

ALB

A

TIM

IS

CA

RA

S SE

VER

IN

HU

NED

OA

RA

GO

RJ

VA

LCEA

MEH

EDIN

TI

DO

LJ

OLT

BIS

TRIT

A N

ASA

UD

SUC

EAV

A

BO

TOSA

NI

NEA

MT

IASI

MU

RES

HA

RG

HIT

A

BA

CA

U

VA

SLU

I

SIBI

U

BR

ASO

V

VR

AN

CEA

CO

VA

SNA

GA

LATI

AR

GES

DA

MB

OV

ITA

PRA

HO

VA

BU

ZAU

BR

AIL

A

TULC

EA

IALO

MIT

A

BU

CU

RES

TI

TELE

OR

MA

N

GIU

RG

IU

CA

LAR

ASI

CO

NST

AN

TA

b)

6 xxx - http://infoterra.mappm.ro/integrare/comp2/pdf_planuri_implementare_etapa1/fig_3_2_1.pdf 7 xxx - http://infoterra.mappm.ro/integrare/comp2/pdf_planuri_implementare_etapa1/fig_3_2_2.pdf 8 xxx - http://infoterra.mappm.ro/integrare/comp2/pdf_planuri_implementare_etapa1/fig_3_2_3.pdf

Can

titat

ea d

e deşe

uri (

tone

) C

antit

atea

de

deşe

uri (

tone

)

Judeţul

Judeţul

Page 18: Gestionarea Deseurilor Industriale

11

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

SATU

MA

RE

SALA

J

CLU

J

ALB

A

CA

RA

SSE

VER

IN

GO

RJ

MEH

EDIN

TI

OLT

SUC

EAV

A

NEA

MT

MU

RES

BA

CA

U

SIB

IU

VR

AN

CEA

GA

LATI

DA

MB

OV

ITA

BU

ZAU

TULC

EA

BU

CU

RES

TI

GIU

RG

IU

CO

NST

AN

TA

c)

Fig. 1.5. Cantitatea totală de deşeuri generată în anul 2002 (tone): a) deşeuri industriale; b) deşeuri industriale periculoase; c) deşeuri industriale

periculoase uşor incinerabile. Din datele transmise de Comisia Naţională de Reciclare a Materialelor (CNRM) din cadrul Ministerului Economiei şi Comerţului, pentru anul 2002, au fost prelucrate datele referitoare la următoarele tipuri de deşeuri9:

- deşeuri metalice feroase (tabelul 1.2); - deşeuri metalice neferoase (tabelul 1.2) - deşeuri de sticlă (tabelul 1.3); - deşeuri de hârtie şi carton (tabelul 1.3); - deşeuri de plastic (tabelul 1.3).

Tabelul 1.2

Cantităţile totale de deşeuri metalice feroase şi neferoare colectate, prelucrate si livrate în anul 2002.

Tip deşeu Cantitate colectată şi

prelucrată (tone)

Cantitate livrată la intern (tone)

Cantitate livrată la export (tone)

Deşeuri metalice feroase 3 200 000 800 000 2 100 000

Deşeuri metalice neferoase

Aluminiu si aliaje 42 500 34 500 7 000 Cupru si aliaje 39 300 17 200 19 500 Plumb si aliaje 14 300 12 200 1 500 Acumulatori uzati 33 000 22 000 9 000 Alte deşeuri neferoase 8 900 8 900

TOTAL 138 000 85 500 37 000

9 xxx - http://www.mmediu.ro/dep_mediu/strategie_deseuri.htm

Can

titat

ea d

e deşe

uri (

tone

)

Judeţul

Page 19: Gestionarea Deseurilor Industriale

12

Tabelul 1.3 Cantităţi totale de deşeuri de sticlă, hârtii-cartoane şi mase plastice colectate,

prelucrate şi livrate în anul 2002

Tip deşeu Cantităţi colectate şi

prelucrate (tone)

Cantităţi livrate la intern

(tone)

Cantităţi livrate la export

(tone) Deşeuri de sticlă 16 608 16 130

Deşeuri de hârtii-carton 173 000 172 500 Deşeuri de mase plastice 7 171 5 740 856

Sursa: baza de date CNVM

Din datele obţinute pe baza chestionarelor de ancheta elaborate de ICIM şi MMGA pentru anul 2002, au fost prelucrate si date referitoare la următoarele tipuri de deşeuri:

- cenuşi (tabelul 1.4); - nămoluri de la epurarea apelor industriale uzate (tabelul 1.5 şi tabelul 1.6); - deşeuri de lemn (tabelul 1.7).

Tabelul 1.4

Tipuri de cenuşi pentru anul 2002.

Tip deşeu Cantitate generată

(tone)

Cantitate valorificată

(tone)

Cantitate eliminată

(tone) Cenuşă de vatră, zgură şi praf de cazan (cu excepţia prafului de cazan specificat la 10 01 04) 7.284.989 4.514 7.280.474

Cenuşă zburătoare de la arderea cărbunelui 1.290.124 818 1.289.305Cenuşă zburătoare de la arderea turbei şi lemnului netratât 3.202 10 3.193

Cenuşă de vatră, zgură şi praf de cazan de la co-incinerarea altor deşeuri decât cele specificate la 10 01 14

414 80 335

Cenuşă zburătoare de la co-incinerare, alta decât cea specificată la 10 01 16 1 0 1

Cenuşă de zinc 1.940 1.935 4Materiale feroase din cenuşile de ardere 3 3 0Cenuşi de ardere şi zguri, altele decât cele menţionate la 19 01 11 31.110 741 30.370

Cenuşi zburătoare, altele decât cele menţionate la 19 01 13 5 0 5

TOTAL 8.611.788 8.101 8.603.687

Page 20: Gestionarea Deseurilor Industriale

13

Tabelul 1.5 Tipuri de nămoluri pentru anul 2002.

Tip deşeu Cantitategenerată

(tone)

Cantitate valorificată

(tone)

Cantitateeliminată

(tone) Nămoluri din agricultură şi industria alimentară 214.287 12.552 201.735Nămoluri de la prelucrarea lemnului şi producerea celulozei şi hârtiei 323.173 312.175 10.998

Nămoluri din industria pielăriei şi industria textilă 1.222 0 1.222Nămoluri de la rafinarea petrolului şi purificarea gazelor naturale 1.785 105 1.680

Nămoluri din procese chimice anorganice 8.437 40 8.397Nămoluri din procese chimice organice 1 1 0Nămoluri de la producerea şi utilizarea straturilor de acoperire 1.926 1.006 920

Nămoluri din procese termice 116.593 113.568 3.025Nămoluri de la tratarea chimică a suprafeţelor şi acoperirea metalelor 2.514 5 2.509

Nămoluri de la tratarea mecanică şi fizică a suprafeţelor 224 43 181

Nămoluri de la epurarea apelor uzate industriale 1.026.313 22.932 1.003.381TOTAL 1.696.475 462.427 1.234.048

Tabelul 1.6

Nămoluri şi deşeuri solide de la epurarea apelor industriale uzate pentru anul 2002

Tip deşeu Cantitate generată

(tone)

Cantitate valorificată

(tone)

Cantitate eliminată

(tone) Nămoluri de la epurarea, efluenţilor proprii 24.006 407 23.599Nămoluri de la epurarea efluenţilor proprii 12.398 6 12.392Nămoluri de la epurarea efluenţilor proprii 26.170 0 26.170Nămoluri de la epurarea efluenţilor proprii 37 0 37Nămoluri de la epurarea efluenţilor proprii 6.377 6.376 1Nămoluri de la epurarea efluenţilor în incinta 1.051 288 763Nămoluri de la epurarea efluenţilor proprii, altele decât cele specificate la 03 03 10 5.328 0 5.328

Nămoluri, în special de la epurarea efluenţilor în incintă cu conţinut de crom 984 0 984

Nămoluri, în special de la epurarea efluenţilor în incintă, fără conţinut de crom 29 0 29

Nămoluri de la epurarea efluenţilor în incintă, altele decât cele specificate la 04 02 19 209 0 209

Nămoluri de la epurarea efluenţilor în incintă, altele decât cele specificate la 05 01 09 1.785 105 1.680

Nămoluri de la epurarea efluenţilor în incintă, altele decât cele specificate la 06 05 02 8.437 40 8.397

Nămoluri de la epurarea efluenţilor în incintă, altele decât cele specificate la 07 01 11 1 1 0

Page 21: Gestionarea Deseurilor Industriale

14

Nămoluri de la epurarea efluenţilor în incintă, altele decât cele specificate la 10 01 20 441 0 441

Nămoluri şi turte de filtrare, altele decât cele specificate la 10 02 13 113.545 113.525 20

Nămoluri şi turte de filtrare de la epurarea gazelor de ardere, altele decât cele specificate la 10 11 17 108 0 108

Deşeuri solide de la epurarea efluenţilor proprii, altele decât cele specificate la 10 11 19 40 0 40

Nămoluri de la epurarea efluenţilor proprii 2.383 18 2.365Nămoluri de la epurarea biologica a apelor reziduale industriale, altele decât cele specificate la 19 08 11 11.263 658 10.606

Nămoluri provenite din alte procedee de epurare a apelor reziduale industriale decât cele specificate la 19 08 13

8.848 255 8.594

Nămoluri de la epurarea efluenţilor proprii, altele decât cele specificate la 19 11 05 1.005 20 985

TOTAL 224.447 121.699 102.748

Tabelul 1.7 Tipuri de deşeuri de lemn pentru anul 2002

Tip deşeu Cantitate generată

(tone)

Cantitate valorificată

(tone)

Cantitateeliminată

(tone) Deşeuri de scoarţă şi de plută 46.678 26.795 19.883Rumeguş, talaş, aşchii, resturi de scândură şi furnir, altele decât cele specificate la 03 01 04 754.170 724.109 30.061

Deşeuri de lemn şi de scoarţă de la producerea şi procesarea pastei de hârtie, hârtiei şi cartonului

183.175 135.626 47.549

Lemn de la tratarea mecanică a deşeurilor, altul decât cel specificat la 19 12 06 18 18 0

Alte tipuri de deşeuri din lemn 8.631 8.549 82TOTAL 992.672 895.097 97.575

În anul 2004, cantităţile totale de deşeuri generate în România au fost de

aproximativ 363.315 mii tone, din care 99,4% reprezintă deşeurile nepericuloase şi 0,6% deşeurile periculoase (tabelul 1.8.).

Tabelul 1.8. Cantităţile de deşeuri generate pe principalele categorii, în anul 2004

Cantităţi de deşeuri Periculoase

– mii tone – %

Nepericuloase – mii tone –

%

Total – mii tone

%

Deşeuri generate de industria extractivă

1.214,4 0,4 325.386,4 99,6 326.600,8 100,0

Deşeuri generate 1.048,4 3,7 27.2467,2 96,3 28.515,6 100

Page 22: Gestionarea Deseurilor Industriale

15

de alte activităţi industriale (exclusiv industria extractivă) Deşeuri municipale

- - 8.198,8 100 8.198,8 100

Total deşeuri 2.262,8 0,6 361.052,4 99,4 363.315,2 100

În anul 2004, cantitatea de deşeuri municipale generată pe cap de locuitor a fost de aproximativ 380 kg/locuitor, în creştere faţă de anul 2003 (în care s-au înregistrat aproximativ 365 kg/locuitor) (fig. 1.8).

Procentul de valorificare a deşeurilor municipale colectate a fost de aproximativ 1,2 %. În categoria deşeurilor menajere şi asimilabile, aproximativ 50% din acestea reprezintă deşeurile biodegradabile.

Cantitatea de deseuri menajere colectate = 5161,0 mii tone

49%

6%

13%

11%

4%

3%

9%5%

Deseuri biodegradabile Deseuri textile Alte deseuri Deseuri inerteTextile Materiale plastice Sticla Metale

Fig. 1.6. Compoziţia deşeurilor menajere şi asimilabile, colectate în anul 2004.

Ca urmare a transpunerii legislaţiei europene în domeniul gestionării deşeurilor şi conform prevederilor Ordonanţei de Urgenţă a Guvernului 78/2000 privind regimul deşeurilor, modificată şi aprobată prin Legea 426/200, în România a fost elaborată Strategia Naţională de Gestionare a Deşeurilor (SNGD), care are ca scop crearea cadrului necesar pentru dezvoltarea şi implementarea unui sistem integrat de gestionare a deşeurilor, eficient din punct de vedere ecologic şi economic.

Prevederile SNGD se aplică pentru toate tipurile de deşeuri definite conform Ordonanţei de Urgenţă a Guvernului 78/2000 privind regimul deşeurilor, modificată şi aprobată prin Legea 426/2001. 1.4. EVALUAREA NIVELULUI RESURSELOR DESTINATE PROTECŢIEI MEDIULUI

Page 23: Gestionarea Deseurilor Industriale

16

La nivelul anului 1985 cheltuielile totale efectuate de agenţii economici pentru protecţia mediului reprezentau aproximativ 1,3% din PIB. După o creştere continuă a ponderii acestora în perioada 1985-1989, până la aproximativ 2,2% din PIB, acestea se reduc la numai 1,0% din PIB în anii 1990 şi 1991.(fig.1.9)10, calculat pe baza datelor din Anuarul Statistic al României, CNS, Bucureşti, 1992.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991

Anul

% in PIB a cheltuielilor cu protectia mediului efectuate de agentii economici

Fig. 1.7 Evoluţia ponderii în PIB a cheltuielilor cu protecţia mediului efectuate de agenţii economici, în perioada 1985 -1991(%).

Respectivele evoluţii s-au înregistrat pe fondul unor modificări importante în

structura cheltuielilor (fig. 1.10): - reducerea la aproximativ jumătate a ponderii sumelor destinate investiţiilor :

de la 72,2% în anul 1985, la numai 38,5% în anul 1991; - creşterea ponderii cheltuielilor incluse în costurile de producţie: de la 25,9%

în anul 1985, la 33,7% în anul 1989 si respectiv 57,9% în anul 1991; - apariţia unei noi categorii de cheltuieli, începând cu anul 1990, respectiv

cheltuielile destinate activităţilor de cercetare în domeniu; ponderea acestor cheltuieli a fost de 2,3% în anul 1990 şi respectiv 1,8% în anul 1991.11

10 Constantin Ciutacu şi Lumiţinita Chivu - FONDUL DE MEDIU ÎN ROMÂNIA, aprilie 2001; 11 xxx - Calculat pe baza datelor din Anuarul Statistic al României, CNS, Bucuresti, 1992., exprimate în EURO, în anul 1991, cheltuielile totale efectuate pentru protectia mediului de către agenţii economici reprezentau aproximativ 230,3 milioane, revenind circa 10 EURO anual/locuitor.

Che

ltuie

lile

tota

le e

fect

uate

de

agenţii

eco

nom

ici p

entru

pr

otecţia

med

iulu

i (%

din

PIB

)

Page 24: Gestionarea Deseurilor Industriale

17

0102030405060708090

100

1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991

Anul

Valo

are

proc

entu

ala

Investitii (%) Cheltuieli incluse in costurile de productie (%)

Cheltuieli pt. cercetare (%) Alte cheltuieli (%)

Fig. 1.8 Evoluţia structurii cheltuielilor efectuate pentru protecţia mediului de agenţii

economici, în perioada 1985 -1991.

Ponderea în PIB a cheltuielilor totale pentru protecţia mediului a crescut încontinuu în perioada 1992-1998: de la 1,1% la 1,6%, reducându-se apoi la nivelul anului 1999 la 1,5%.(fig. 1.1112).

00.20.40.60.8

11.21.41.6

1992 1993 1995 1996 1998 1999

Anul

Fig. 1.9 Evoluţia ponderii în PIB a cheltuielilor totale pentru protecţia mediului, în perioada 1992 – 1999.

Exprimate în EURO acestea au evoluat de la 169,1 mil. în anul 1992, 571,7 în

anul 1998 şi 489,8 mil. în anul 1999. În medie s-au cheltuit pentru protecţia mediului 7,4 EURO/locuitor în 1992, 25,9 EURO/locuitor în 1998 şi 22,3 EURO/locuitor în 1999.

12 Xxx - Calculat pe baza datelor din Anuarul Statistic al României, CNS, Bucureşti, Mediul înconjurător în România, ediţia 2000, INSSE.

Che

ltuie

lilor

tota

le p

entr

u pr

otecţia

med

iulu

i (%

din

PIB

)

Page 25: Gestionarea Deseurilor Industriale

18

Ponderea cea mai mare de-a lungul întregului interval analizat au deţinut-o cheltuielile curente – aproximativ 70,0% - investiţiile depăşind numai în anii 1998 şi 1999 cu puţin 30,0%.(fig.1.12).

0102030405060708090

100

1992 1993 1995 1996 1998 1999

Anul

Pond

ere

(%)

Cheltuieli curente (%) Cheltuieli de investitii (%)

Fig. 1.10 Evoluţia structurii pe categorii a cheltuielilor totale pentru protecţia mediului,

în perioada 1992-1999. Reducerea accentuată a ponderii investiţiilor în cheltuielile totale pentru mediu,

cumulată cu gradul ridicat de uzură avansată a instalaţiilor şi sistemelor de protecţia mediului achiziţionate în anii anteriori şi lipsa resurselor financiare necesare realizării reparaţiilor corespunzătoare acestora, indică existenţa unor riscuri ridicate de poluare.

Analiza modului de repartizare a cheltuielilor totale pentru protecţia mediului pe tipuri de măsuri şi categorii, în perioada 1992 -1999, relevă următoarele tendinţe:

- menţinerea ponderii majoritare de-a lungul întregului interval analizat a cheltuielilor destinate prevenirii şi combaterii polarii: 84,6% în anul 1992 pi respectiv 89,8% în anul 1999;

- reducerea la aproximativ o treime a ponderii cheltuielilor destinate administrării generale a mediului: 9,1% în anul 1992 şi respectiv 2,5% în anul 1999;

- tendinţa de reducere a ponderii cheltuielilor destinate activităţilor de cercetare, dezvoltare, instruire: de la 3,3% în anul 1992 la 1,9% în anul 1999;

- evoluţia oscilantă, dar cu tendinţă generală de creştere a ponderii cheltuielilor destinate protecţiei mediului natural (fig. 1.13) 13.

13 Xxx - Calculat pe baza datelor din Anuarul Statistic al României, CNS, Bucureşti şi Mediul înconjurător în România, ediţia 2000, INSSE

Page 26: Gestionarea Deseurilor Industriale

19

75

80

85

90

95

100

1992 1993 1995 1996 1998 1999

Anul

Pond

ere

(%)

Prevenirea si combaterea poluarii Protectia mediului naturalCercetare, dezvoltare, instruire Administrarea generala a mediului

Fig. 1.11 Modul de repartizare a cheltuielilor totale pentru protecţia mediului pe tipuri

de măsuri, în perioada 1992 -1999 (%).

Imaginea oferită de structurile prezentate anterior poate fi completată şi cu analiza destinaţiei pe sectoare a acestor categorii de cheltuieli (fig. 1.14).

Din aceasta perspectivă, în intervalul analizat, putem remarca următoarele: - creşterea însemnată înregistrată de proporţia cheltuielilor cu protecţia

mediului destinate sectorului energie electrică şi termică: de la 8,7% în anul 1992 la 46,2% în anul 1999;

- tendinţa de reducere a proporţiei industriei prelucrătoare în total cheltuieli: de la 48,7% în anul 1992, la 19,1% în anul 1999;

- diminuarea la aproximativ jumătate a proporţiei cheltuielilor pentru protecţia mediului realizate în sectorul gospodăririi comunale: de la 23,4% în anul 1992 la 11,1% în anul 1999;

- micşorarea la aproximativ jumătate a ponderii cheltuielilor cu aceeaşi destinaţie din agricultura: de la 1,9% la 0,8%;

- tendinţa de creştere a ponderii cheltuielilor destinate recuperării deşeurilor: 6,8% în anul 1996 şi 7,6% în anul 1999 14.

14 xxx - Calculat pe baza datelor din Anua rul Statistic al României, CNS, Bucuresti, Mediul înconjurator în România, editia 2000, INSSE.

Page 27: Gestionarea Deseurilor Industriale

20

0102030405060708090

100

1992 1993 1995 1996 1998 1999

Anul

Pond

ere

(%)

Agricultura Silvicultura Inductrie extractiva Industrii prelucratoare

Recuperarea deseurilor Energie electrica si termica Transporturi Administratie conumala

Gospodarie comunala Cercetare stiintifica Alte ramuri

Fig. 1.12 Evoluţia modului de repartizare a cheltuielilor destinate protecţiei mediului, pe sectoare, în intervalul 1992 -1999.

1.5. CADRUL LEGISLATIV 1.5.1. Cerinţele Agendei 21 (Dezvoltarea Durabila) cu privire la gestionarea deşeurilor

Agenda 21 este programul de acţiune pentru secolul XXI, aprobat unanim, în iunie 1992, de către cele peste 170 de state, participante la Conferinţa pentru Mediu şi Dezvoltare a Naţiunilor Unite, aşa-numitul „summit planetar”, de la Rio de Janeiro. Şefii de guvern ai 120 de naţiuni, şi-au luat angajamentul de a acţiona continuu în vederea îndeplinirii măsurilor propuse pentru atingerea obiectivelor Agendei 21.

Prima Conferinţă ONU despre mediu a avut loc încă în 1972. Comisia mondială a Naţiunilor Unite înfiinţată în 1984 a prezentat în 1987 raportul „Our common future” (.Viitorul nostru comun.). Noţiunea definită în acel raport, „sustainable development” (dezvoltare durabilă), este considerată ca fiind o dezvoltare economică, care ia în considerare atât protecţia socială, cât şi protecţia mediului înconjurător.

În Agenda 21, gestionarea durabilă a deşeurilor este tratată având în vedere următoarele aspecte:

- îndepărtarea ecologică a deşeurilor periculoase; - împiedicarea folosirii ilegale a unor astfel de deşeuri pe plan internaţional; - gestionarea compatibilă cu mediul a deşeurilor solide şi a nămolurilor de

la staţia de epurare; - gestionarea sigură şi ecologică a deşeurilor radioactive.

Agenda 21 formulează obiective concrete, cuprinzătoare privind gestionarea

bunurilor de consum şi a reziduurilor, în spiritul unei gospodăriri ciclice, după cum urmează:

Page 28: Gestionarea Deseurilor Industriale

21

- Obiectivul comun al acţiunilor în cadrul unei evaluări integrative a ciclului de viaţă este evitarea formării deşeurilor periculoase, diminuarea cantităţii de reziduuri, ca şi tratarea unor astfel de reziduuri într-un mod care să nu dăuneze nici sănătăţii, nici mediului.

- O gestionare a deşeurilor compatibilă cu mediul trebuie să plece de la înlăturarea sau valorificarea deşeurilor generate şi să fie orientată spre a descoperi cauza problemei, prin încercări de schimbare a modelului de producţie şi de consum.

Prin Agenda 21, reprezentanţii naţiunilor au afirmat, că îşi asumă obligaţia ca până în anul 2000, 75% din deşeurile solide din oraşe să fie colectate şi valorificate sau salubrizate, astfel încât mediul înconjurător sa fie cat mai puţin afectat.15 1.5.2. Strategia Protecţiei Mediului

Programul guvernamental stabileşte principiile de bază ale politicii de mediu a

României, în conformitate cu prevederile europene şi internaţionale, asigurând protecţia şi conservarea naturii, a diversităţii biologice şi utilizarea durabilă a componentelor acesteia.

În anul 1999, Guvernul a adoptat Strategia Naţională pentru Dezvoltare Durabilă, iar în anul 2002 a fost elaborată Strategia Protecţiei Mediului. Acest document stabileşte ca principii generale:

- conservarea şi îmbunătăţirea condiţiilor de sănătate a oamenilor; - dezvoltarea durabilă; - evitarea poluării prin măsuri preventive; - conservarea diversităţii biologice şi reconstrucţia ecologică a sistemelor

deteriorate; - conservarea moştenirii valorilor culturale şi istorice; - principiul “poluatorul plăteşte”; - stimularea activităţii de redresare a mediului.

Criteriile pe bază cărora au fost stabilite obiectivele Protecţiei mediului sunt:

- menţinerea şi îmbunătăţirea sănătăţii populaţiei şi a calităţii vieţii; - menţinerea şi îmbunătăţirea capacităţii productive şi de suport a

sistemelor ecologice naturale; - apărarea împotriva calamităţilor naturale şi accidentelor; - respectarea prevederilor Convenţiilor internaţionale şi ale Programelor

internaţionale privind protecţia mediului; - maximizarea raportului beneficiu / cost; - integrarea ţării noastre în Uniunea Europeană.

Au fost stabilite obiective pe termen scurt până în anul 2004 şi obiective pe

termen mediu până în anul 2010. 1.5.3. Situaţia existentă în domeniul gestionării deşeurilor 15 Xxx - Manual privind activitatile specifice din domeniul gestiunii deseurilor municipale, http://www.gestiuneadeseurilor.ro/

Page 29: Gestionarea Deseurilor Industriale

22

Cadrul legislativ general pentru protecţia mediului în România este reprezentat

prin: - Legea Protecţiei mediului 256/2006, care aproba Ordonanţa de Urgenţă

195/2005; - Legea apelor 107/1996, completată cu legea 322/2005 şi 112/2006; - Ordonanţa de Urgenţă a Guvernului 243/2000 privind protecţia

atmosferei, aprobată prin Legea 655/2001; - Ordonanţa de Urgenţă a Guvernului 78/2000 privind regimul deşeurilor,

modificată şi aprobată prin Legea426/2001; - Hotărârea de Guvern 918/2002 privind stabilirea procedurii-cadru de

evaluare a impactului asupra mediului şi pentru aprobarea listei proiectelor publice sau private supuse acestei proceduri;

- Ordonanţa de Urgenţă 34/2002 privind prevenirea, reducerea şi controlul integrat al poluării;

- Hotărârea de Guvern 856/2002 privind evidenta gestiunii deşeurilor şi pentru aprobarea listei cuprinzând deşeurile, inclusiv deşeurile periculoase.

Acquis-ul Comunitar în domeniul gestionării deşeurilor cuprinde un număr de 11 acte normative, dintre care cele mai multe au fost deja transpuse în legislaţia română, conform cu cele prezentate în tabelele 1.9 şi 1.10 16, 17.

Faţă de conţinutul Aquis-ului Comunitar şi de legislaţia – cadru pentru protecţia mediului, legislaţia română mai cuprinde o serie de acte normative ce conţin prevederi referitoare la gestionarea deşeurilor, după cum urmează:

- Ordonanţa Guvernului 87/2001 privind serviciile publice de salubrizare a localităţilor, aprobată prin Legea 139/2002;

- Ordonanţa Guvernului 21/2002 privind gospodărirea localităţilor urbane şi rurale;

- Hotărârea de Guvern 188/2002 pentru aprobarea unor norme privind condiţiile de descărcare în mediul acvatic a apelor uzate;

- Ordinul 536/1997 al Ministrului Sănătăţii, pentru aprobarea Normelor de igienă şi a recomandărilor privind mediul de viaţă al populaţiei;

- Ordinul 219/2002 al Ministrului Sănătăţii şi Familiei pentru aprobarea Normelor tehnice privind gestionarea deşeurilor rezultate din activităţile medicale şi a Metodologiei de culegere a datelor pentru baza Naţională de date privind deşeurile rezultate din activităţile medicale;

- Legea 98/1994 privind stabilirea şi sancţionarea contravenţiilor la normele legale de igienă şi sănătate publică.

În tabelul 1.9 este prezentată legislaţia românească pentru deşeuri în concordanţă cu legile europene, fiind descrise şi provederile legale şi atribuţiile altor autorităţi competente.

16 xxx - http://www.mediuvaslui.ro/Plan%20Judetean%20de%20Gestiune%20a%20Deseurilor.doc 17 XXX - http://www.arpmsv4.ro/legi/legislatie.htm

Page 30: Gestionarea Deseurilor Industriale

23

Tabelul 1.9 Legislaţia de mediu.

Legislaţie europeana Legislaţie romaneasca Prevederi legale Atributii ale altor autoritati competente

Directiva Cadru privind deşeurile nr.75/442/EEC, amendata de Directiva nr.91/156/EEC

Legea nr. 426/2001 pentru aprobarea Ordonanţei de Urgenta nr.78/2000 privind regimul deşeurilor

Reglementează activităţile de gestionare a deşeurilor în condiţii de protecţie a sănătăţii populaţiei şi a mediului

Ministerul Sănătăţii – evaluează impactul produs de deşeuri asupra sănătăţii populaţiei

Directiva nr.91/689/EEC privind deşeurile periculoase

Legea nr. 426/2001 pentru aprobarea Ordonanţei de Urgenţă nr.78/2000 privind regimul deşeurilor

Reglementează activităţile de gestionare a deşeurilor periculoase în condiţii de protecţie a sănătăţii populaţiei şi a mediului

Ministerul Transporturilor, Construcţiilor şi Turismului participă la elaborarea reglementarilor specifice gestionării deşeurilor. Ministerul Administraţiei şi Internelor participă la elaborarea planurilor de gestionare a deşeurilor în domeniul serviciilor publice de gospodărie comunală şi urmăreşte îndeplinirea obiectivelor din Planul Naţional de Gestionare a Deşeurilor

Directiva nr.75/439/EEC privind uleiurile uzate, amendată de Directiva nr.87/101/EEC şi de Directiva nr.91/692/EEC

Hotărârea de Guvern nr.662/2001 privind gestionarea uleiurilor uzate, completată şi modificată de Hotărârea de Guvern nr.441/2002; Hotărârea de Guvern nr.1159/2003 pentru modificarea Hotărârii de Guvern nr.662/2001 privind gestionarea uleiurilor uzate.

Reglementează activităţile de gestionare a uleiurilor uzate, pentru evitarea efectelor negative asupra sănătăţii populaţiei şi asupra mediului. Se referă la condiţiile de colectare a anumitor tipuri de uleiuri uzate

Directiva nr.91/157/EEC privind bateriile şi acumulatorii care conţin

Hotărârea de Guvern nr.1057/2001 privind regimul

Reglementează condiţiile de introducere pe piaţa a bateriilor

Ministerul Economiei şi Comerţului va propune Ministerului Educaţiei

Page 31: Gestionarea Deseurilor Industriale

24

anumite substanţe periculoase şi Directiva nr.93/86/EC privind etichetarea bateriilor

bateriilor şi acumulatorilor care conţin substanţe periculoase

şi acumulatorilor care conţin substanţe periculoase, precum şi modalităţile de gestionare a bateriilor şi acumulatorilor uzaţi

şi Cercetării programe de cercetare pentru reducerea conţinutului de metale grele şi substanţe periculoase din baterii şi acumulatori

Directiva nr.99/31/EC privind depozitarea deşeurilor

Hotărârea de Guvern nr.349/2005 privind depozitarea deşeurilor Ordinul Ministrului Mediului şi Gospodăririi Apelor nr.95/2005 privind stabilirea criteriilor de acceptare şi procedurilor preliminare de acceptare a deşeurilor la depozitare şi lista naţională de deşeuri acceptate în fiecare clasa de depozit de deşeuri Ordinul Ministrului Mediului şi Gospodaririi Apelor nr.757/2004 pentru aprobarea Normativului tehnic privind depozitarea deşeurilor

Stabileşte cadrul legal pentru desfăşurarea activităţii de depozitare a deşeurilor, atât pentru realizarea, exploatarea, monitorizarea, închiderea şi urmărirea postinchidere a depozitelor existente Aprobă procedurile preliminare pentru acceptarea deşeurilor la depozitare, criteriile pentru acceptarea deşeurilor la depozitare şi lista naţională de deşeuri acceptate în fiecare clasă de depozit de deşeuri Aprobă Normativul tehnic privind depozitarea deşeurilor

Autorităţile administraţiei publice locale vor iniţia acţiuni pentru deschiderea unui nou depozit în situaţia în care depozitul existent atinge 75% din capacitatea proiectată.

Directiva nr.2000/76/EC privind incinerarea deşeurilor

Hotărârea de Guvern nr.128/2002 privind incinerarea deşeurilor modificată şi completată de Hotărârea de Guvern nr.268/2005

Reglementează activităţile de incinerare şi coincinerare şi măsurile de control şi urmărire a instalaţiilor de incinerare şi coincinerare

Page 32: Gestionarea Deseurilor Industriale

25

Ordinul Ministrului Mediului şi Gospodăririi Apelor nr.756/2004 pentru aprobarea Normativului tehnic privind incinerarea deşeurilor

Aproba Normativul tehnic privind incinerarea deşeurilor

Directiva nr.94/62/EC privind ambalajele şi deşeurile de ambalaje

Hotărârea de Guvern nr.621/2005 privind gestionarea ambalajelor şi deşeurilor de ambalaje modificată Ordinul Ministrului Mediului şi Gospodăririi Apelor nr.927/2005 privind procedura de raportare a datelor referitoare la ambalaje şi deşeuri de ambalaje Ordinul nr.1229/2005 pentru aprobarea Procedurii şi criteriilor de autorizare a operatorilor economici în vederea preluării responsabilităţii privind realizarea obiectivelor anuale de valorificare şi reciclare a deşeurilor de ambalaje

Reglementează gestionarea ambalajelor şi a deşeurilor de ambalaje Aprobă procedura de raportare a datelor referitoare la ambalaje şi deşeuri de ambalaje Aprobă procedura de autorizare a operatorilor economici

Ministerul Economiei şi Comerţului propune programe de cercetare având ca obiect fabricarea şi compoziţia ambalajului

Directiva nr.96/59/EC privind eliminarea bifenililor şi trifenililor policlorurati (PCB şi PCT)

Hotărârea de Guvern nr.173/2000 pentru reglementarea regimului special privind gestionarea şi controlul bifenililor policlorurati şi a altor compuşi similari modificată de Hotărârea de Guvern 291/2005 Ordinul MAPM nr.1018/2005

Reglementează regimul special privind gestionarea şi controlul bifenililor policlorurati şi a altor compuşi similari Aprobă înfiinţarea

Autorităţile de prevenire şi stingere a incendiilor trebuie să-şi actualizeze inventarele şi evidenţa cantităţilor, tipului şi locurilor unde există compuşi desemnaţi

Page 33: Gestionarea Deseurilor Industriale

26

privind înfiinţarea în cadrul Direcţiei Deşeuri şi Substanţe Chimice Periculoase a Secretariatului pentru compuşi desemnaţi

Secretariatului tehnic pentru gestionarea şi controlul compuşilor desemnaţi în cadrul Direcţiei de gestionare a deşeurilor şi substanţelor chimice periculoase

Decizia nr.2000/532/CE, amendată de Decizia nr.2001/119 privind lista deşeurilor (care înlocuieşte Decizia nr.94/3/CE privind lista deşeurilor şi Decizia nr.94/904/CE privind lista deşeurilor periculoase)

Hotărârea de Guvern nr.856/2002 privind evidenţa gestionării deşeurilor şi aprobarea listei cuprinzând deşeurile, inclusiv deşeurile periculoase

Reglementează evidenţa gestionării deşeurilor colectate, transportate, depozitate temporar reciclate şi eliminate

Regulamentul nr.259/93 privind controlul transportului deşeurilor în, dinspre şi înspre Comunitatea Europeana

Hotărârea de Guvern nr.1357/2002 pentru stabilirea autorităţilor publice responsabile de controlul şi supravegherea importului, exportului şi tranzitului de deşeuri Hotărârea de guvern nr.228/2004 privind controlul introducerii în ţară a deşeurilor nepericuloase în vederea importului, perfecţionării active şi a tranzitului, completată prin HG 514/2005 Legea 6/1991 pentru aderarea României la Convenţia de la Basel privind controlul transportului peste frontiere al deşeurilor periculoase şi al eliminării acestora

Reglementează controlul şi supravegherea importului, exportului şi tranzitului de deşeuri Reglementează controlul introducerii în ţară a deşeurilor nepericuloase în vederea importului, perfecţionării active şi a tranzitului; Reglementează transportul peste frontiere al deşeurilor periculoase şi al eliminării acestora

Ministerul Economiei şi Comerţului autorizează agenţii economici pentru a realiza operaţiuni de import a deşeurilor şi de reciclare a acestora Autoritatea Vamală permite introducerea în ţară a mijloacelor de transport încărcate cu deşeuri nepericuloase

Page 34: Gestionarea Deseurilor Industriale

27

Legea 265/2002 pentru acceptarea amendamentelor la Convenţia de la Basel privind controlul transportului peste frontiere al deşeurilor periculoase Ordinul MAPAM nr.2/2004 pentru aprobarea Procedurii de reglementare şi control a transportului deşeurilor pe teritoriul României

Adoptă amendamente la Convenţia de la Basel privind controlul transportului peste frontiere al deşeurilor periculoase Stabileşte Procedura de reglementare şi control a transportului deşeurilor pe teritoriul României

Directiva nr.86/278/EEC privind protecţia mediului şi în particular a solului, atunci când nămolul de la staţiile de epurare este utilizat în agricultură

Ordinul MMGA nr.344/2004 pentru aprobarea normelor tehnice privind protecţia mediului în special a solurilor, când se utilizează nămoluri de epurare în agricultură

Aprobă normele tehnice privind protecţia mediului în special a solurilor, când se utilizează nămoluri de epurare în agricultură

Autoritatea teritorială agricolă – cooperează cu autoritatea de mediu în vederea acordării permisului de aplicare a nămolurilor de epurare în agricultură

Directiva nr.2000/53/EC privind vehiculele uzate

Hotărârea de Guvern nr.2406/2004 privind gestionarea vehiculelor uzate; Ordinul MMGA 88/2005 privind materialele şi componentele vehiculelor exceptate de la aplicarea art.4 alin. (1) din Hotărârea de Guvern nr.2406/2004 Ordinul 87/2005 privind aprobarea modelului şi a certificatului de distrugere la preluarea vehiculelor scoase din uz

Reglementează gestionarea vehiculelor uzate Aprobă Lista materialelor şi componentelor exceptate de la aplicarea art.4 alin. (1) din Hotărârea de Guvern nr.2406/2004 Aprobă modelul certificatului de distrugere emis la preluarea vehiculelor scoase din uz.

Page 35: Gestionarea Deseurilor Industriale

28

Directiva nr.2002/96/EC privind deşeurile de echipamente electrice şi electronice (DEEE)

HG 448/2005 privind deşeurile de echipamente electrice şi electronice (DEEE) Ordinul 1225/2005 privind aprobarea Procedurii şi criteriilor de evaluare şi autorizarea organizaţiilor colective în vederea preluării responsabilităţii privind realizarea obiectivelor anuale de colectare, reutilizare, reciclare şi valorificare a deşeurilor de echipamente electrice şi electronice (DEEE) Ordinul 1223/2005 privind procedura de înregistrare a producătorilor, modul de evidenţă şi raportare a datelor privind EEE şi DEEE

Reglementează gestionarea deşeurilor de echipamente electrice şi electronice (DEEE)

Directiva nr.78/176/CEE privind deşeurile din industria dioxidului de titan Directiva nr.82/883/CEE privind procedeele pentru supravegherea şi monitorizarea mediului datorită deşeurilor din industria de dioxid de titan Directiva nr.92/112/CEE privind procedeele pentru armonizarea programelor pentru reducerea şi eventual eliminarea poluării cauzate de deşeurile din industria dioxidului de titan

Ordinul MMGA 751/2004 privind gestionarea deşeurilor din industria dioxidului de titan

Reglementează gestionarea deşeurilor din industria dioxidului de titan

Page 36: Gestionarea Deseurilor Industriale

29

Tabelul 1.10. LEGISLAŢIE CONEXĂ.

Reglementare Principalele prevederi Legea nr.326/2001 privind serviciile publice de gospodărie comunală modificată prin OUG 9/2002 şi OUG 197/2002

Stabileşte cadrul juridic unitar, înfiinţarea, organizarea, monitorizarea şi controlul serviciilor publice de gospodărie comunală în oraşe şi comune.

Legea nr.139/2002 pentru aprobarea OG 87/2001 privind serviciile publice de salubrizare a localităţilor

Stabileşte cadrul necesar organizării, gestionării, reglementării şi monitorizării serviciului public de salubrizare în localităţi.

Ordinul MSF nr. 219/2002 pentru aprobarea Normelor tehnice privind gestionarea deşeurilor rezultate din activităţile medicale .

Reglementează modul în care se colectează, ambalează, depozitează temporar, transportă şi elimină deşeurile rezultate din activităţile medicale.

Legea nr.515/2002 pentru aprobarea Ordonanţei nr.21/2002 privind gospodărirea localităţilor urbane şi rurale.

Stabileşte obligaţiile şi răspunderile care revin autorităţilor publice locale, instituţiilor publice, agenţilor economici şi cetăţenilor pentru instaurarea unui climat de curăţenie în localităţi.

Ordinul MEC nr.128/2004 privind aprobarea Listei cuprinzând standardele române care adoptă standarde europene armonizate ale căror prevederi se referă la ambalaje şi deşeuri de ambalaje.

Aprobă Lista cuprinzând standardele române care adoptă standarde europene armonizate ale căror prevederi se referă la ambalaje şi deşeuri de ambalaje

Ordinul MAPAM nr.723/2003 pentru aprobarea Normei sanitare veterinare ce Stabileşte reguli de sănătate cu privire la subprodusele de la animale

Aprobă Normele sanitar-veterinare ce stabilesc reguli de sănătate cu privire la subprodusele de la animale .

Page 37: Gestionarea Deseurilor Industriale

30

1.6. PRINCIPII ŞI OBIECTIVE STRATEGICE PRIVIND GESTIONAREA DEŞEURILOR ÎN ROMÂNIA

Principiile care stau la baza activităţilor de gestionare a deşeurilor sunt enunţate

în cele ce urmează. - principiul Protecţiei resurselor primare – este formulat în contextul mai

larg al conceptului de “dezvoltare durabilă” şi stabileşte necesitatea de a minimiza şi eficientiza utilizarea resurselor primare, în special a celor neregenerabile, punând accentul pe utilizarea materiilor prime secundare.

- principiul măsurilor preliminare , corelat cu principiul utilizării BATNEEC (“Cele mai bune tehnici disponibile care nu presupun costuri excesive”) – stabileşte ca, pentru orice activitate (inclusiv pentru gestionarea deşeurilor), trebuie să se ţină cont de următoarele aspecte principale: stadiul curent al dezvoltării tehnologiilor, cerinţele pentru protecţia mediului, alegerea şi aplicarea acelor măsuri fezabile din punct de vedere economic.

- principiul prevenirii – stabileşte ierarhizarea activităţilor de gestionare a deşeurilor, în ordinea descrescătoare a importanţei care trebuie acordată: evitarea apariţiei, minimizarea cantităţilor, tratarea în scopul recuperării, tratarea şi eliminarea în condiţii de siguranţă pentru mediu.

- principiul poluatorul plăteşte, corelat cu principiul responsabilităţii producătorului şi cel al responsabilităţii utilizatorului – stabileşte necesitatea creării unui cadru legislativ şi economic corespunzător, astfel încât costurile pentru gestionarea deşeurilor să fie suportate de generatorul acestora.

- principiul substituţiei – stabileşte necesitatea înlocuirii materiilor prime periculoase cu materii prime nepericuloase, evitându-se astfel apariţia deşeurilor periculoase.

- principiul proximităţii, corelat cu principiul autonomiei – stabileşte că deşeurile trebuiesc să fie tratate şi eliminate cât mai aproape de sursa de generare; în plus, exportul deşeurilor periculoase este posibil numai către acele ţări care dispun de tehnologii adecvate de eliminare şi numai în condiţiile respectării cerinţelor pentru comerţul internaţional cu deşeuri.

- principiul subsidiarităţii (corelat şi cu principiul proximităţii şi cu principiul autonomiei) – stabileşte acordarea competentelor astfel încât deciziile în domeniul gestionării deşeurilor să fie luate la cel mai scăzut nivel administrativ faţă de sursa de generare, dar pe baza unor criterii uniforme la nivel regional şi naţional.

- principiul integrării – stabileşte că activităţile de gestionare a deşeurilor fac parte integrantă din activităţile social-economice care le generează.

Opţiunile de gestionare a deşeurilor urmăresc următoarea ierarhizare a priorităţilor, în conformitate cu strategia Uniunii Europene (fig. ):

- prevenirea apariţiei – prin aplicarea “tehnologiilor curate” în activităţile care generează deşeuri;

- reducerea cantităţilor – prin aplicarea celor mai bune practici în fiecare domeniu de activitate generator de deşeuri;

Page 38: Gestionarea Deseurilor Industriale

31

- valorificarea – prin refolosire (reutilizare), reciclare materială şi recuperare energetică;

- eliminarea finală – prin depozitare.

Fig. 1.13. Priorităţi în abordarea gestionării deşeurilor.

Obiectivele Strategiei Naţionale de Gestionare a Deşeurilor sunt prezentate în tabelele 1.11 – 1.14 după cum urmează:

Tabelul 1.11 Obiective strategice generale pentru gestionarea deşeurilor Tabelul 1.12 Obiective strategice specifice anumitor fluxuri de deşeuri Tabelul 1.13 Obiective strategice generale pentru gestionarea deşeurilor

periculoase Tabelul 1.14 Obiective strategice specifice anumitor fluxuri de deşeuri

periculoase

Page 39: Gestionarea Deseurilor Industriale

32

Tabelul 1.11 Obiective strategice generale pentru gestionarea deşeurilor

Obiective principale Obiective subsidiare 1.1. Armonizarea politicii şi legislaţiei naţionale în domeniul gestionării deşeurilor cu politicile şi prevederile legislative europene, precum şi cu prevederile acordurilor şi convenţiilor internaţionale la care România este parte.

1.1.1. Crearea cadrului legislativ adecvat pentru întreg sistemul de gestionare a deşeurilor cu specificarea clară a tuturor “părţilor implicate (asoc. prof., patronate,ONG-uri, sindicate, soc. civilă etc.)”, responsabilităţilor şi obligaţiilor acestora.

1.2. Integrarea problematicii de gestionare a deşeurilor în politicile sectoriale şi de companie.

1.2.1. Corelarea politicii şi a actelor normative interne cu prevederile legislative europene şi internaţionale în domeniul gestiunii deşeurilor.

1.3.1. Creşterea importanţei acordate aplicării legislaţiei şi controlului acesteia. 1.3.2. Întărirea capacităţii instituţionale

1. Politica şi cadrul legislativ

1.3. Creşterea eficienţei de aplicare a legislaţiei în domeniul gestiunii deşeurilor.

1.3.3. Încurajarea iniţiativei private în domeniul gestionării deşeurilor 2.1.1. Crearea condiţiilor pentru eficientizarea structurilor instituţionale şi a sistemelor aferente activităţilor de gestionare a deşeurilor.

2. Aspecte instituţionale şi organizatorice

2.1 Adaptarea şi dezvoltarea cadrului instituţional şi organizatoric în vederea îndeplinirii cerinţelor naţionale şi compatibilizarea cu structurile europene. 2.1.2. Întărirea capacităţii administrative a instituţiilor

guvernamentale la toate nivelele (naţional, regional, judeţean, local) cu competenţe şi responsabilităţi în aplicarea legislaţiei

3. Resursele umane 3.1. Asigurarea resurselor umane ca număr şi pregătire profesională

3.1.1. Asigurarea de personal suficient şi bine pregătit profesional şi cu dotări corespunzătoare la toate nivelele atât în sectorul public, cât şi în sectorul privat.

4. Finanţarea sistemului de gestionare a deşeurilor

4.1. Crearea şi utilizarea de sisteme şi mecanisme economico-financiare pentru

4.1.1. Stimularea creării şi dezvoltării unei pieţe viabile de deşeuri reciclabile

Page 40: Gestionarea Deseurilor Industriale

33

4.1.2. Optimizarea utilizării tuturor fondurilor disponibile (fondul de mediu, fonduri private, fonduri structurale, etc) pentru cheltuielile de capital în domeniul gestionării deşeurilor 4.1.3. Îmbunătăţirea mecanismelor economico-financiare pentru gestionarea deşeurilor municipale (calculare taxe, programe naţionale speciale de la buget) 4.1.4. Îmbunătăţirea mecanismelor economico-financiare pentru gestionarea deşeurilor industriale (deşeuri rezultate direct din activităţi industriale), inclusiv a celor industriale periculoase. 4.1.5. Crearea şi susţinerea unor mecanisme economico-financiare adecvate pentru gestionarea fluxurilor de deşeuri speciale: acumulatori şi baterii, uleiuri uzate, anvelope uzate, ambalaje, electrice şi electronice, vehicule scoase din uz etc. (sisteme depozit, responsabilizarea producătorului, mecanisme de eco-finanţare) 4.1.6. Utilizarea completă şi eficientă a fondurilor naţionale şi internaţionale disponibile (ISPA, etc) 4.1.7. Finanţarea sistemului naţional de monitorizare în domeniul gestionării deşeurilor

gestionarea deşeurilor în condiţiile respectării principiilor generale, cu precădere a principiului poluatorul plăteşte

4.1.8. Finanţarea securizării intermediare şi a reabilitării finale a zonelor contaminate orfane 5.1.1. Intensificarea comunicării între toate părţile implicate 5.1.2. Organizarea şi susţinerea de programe de educare şi conştientizare a populaţiei

5. Conştientizarea părţilor implicate

5.1 Promovarea unui sistem de informare, conştientizare şi motivare pentru toate părţile implicate

5.1.3. Stimularea agenţilor economici ce finanţează acţiuni de educare şi conştientizare a populaţiei, prin deduceri din sumele datorate la Fondul pentru Mediu

Page 41: Gestionarea Deseurilor Industriale

34

5.1.4. Elaborarea de ghiduri legislative şi documente informative 6.1.1. Îmbunătăţirea sistemului naţional de colectare, prelucrare şi analizare a datelor şi informaţiilor privind gestionarea deşeurilor

6. Colectarea şi raportarea de date şi informaţii privind gestionarea deşeurilor

6.1. Obţinerea de date şi informaţii complete şi corecte care să corespundă cerinţelor de raportare la nivel naţional şi european

6.1.2. Îmbunătăţirea sistemului de raportare la nivel european şi internaţional a datelor privind gestiunea deşeurilor 7.1.1. Promovarea şi aplicarea principiului prevenirii în industrie

7. Prevenirea generării deşeurilor

7.1. Maximizarea prevenirii generării deşeurilor

7.1.2. Promovarea şi aplicarea principiului prevenirii la consumator 8.1.1. Dezvoltarea pieţii pentru materiile prime secundare şi susţinerea promovării utilizării produselor obţinute din materiale reciclate

8.1. Exploatarea tuturor posibilităţilor de natură tehnică şi economică privind valorificarea deşeurilor

8.1.2. Decuplarea generării deşeurilor de creşterea economică şi realizarea unei reduceri globale a volumului de deşeuri. 8.2.1. Promovarea prioritară a valorificării materiale în măsură posibilităţilor tehnice şi economice în condiţii de siguranţă pentru sănătatea populaţiei şi mediu

8. Valorificarea potenţialului util din deşeuri

8.2. Dezvoltarea activităţilor de valorificare materială şi energetică

8.2.2. Promovarea valorificării energetice în instalaţii cu randament energetic ridicat în cazul în care valorificarea materială nu este fezabilă din punct de vedere tehnico-economic, beneficiul energetic rezultat în urma incinerării este pozitiv şi exista posibilitatea utilizării eficiente a energiei rezultate

9. Colectarea şi transportul deşeurilor

9.1. Asigurarea deservirii unui număr cât mai mare de generatori de deşeuri de către

9.1.1. Extinderea sistemelor de colectare a deşeurilor în mediul urban şi rural

Page 42: Gestionarea Deseurilor Industriale

35

sistemele de colectare şi transport a deşeurilor

9.1.2. Optimizarea schemelor de transport

9.2.1. Stabilirea unor principii şi cerinţe unitare care să stea la baza funcţionării tuturor companiilor de salubritate 9.2.2. Separarea fluxurilor de deşeuri periculoase de cele nepericuloase 9.2.3. Introducerea şi extinderea colectării selective la sursa a deşeurilor 9.2.4. Controlul activităţii de transport deşeuri pe plan intern: - întărirea capacităţii instituţionale de control ;

9.2. Asigurarea celor mai bune opţiuni pentru colectarea şi transportul deşeurilor, în vederea unei cât mai eficiente valorificări

9.2.5. Eficientizarea controlului activităţii de transport deşeuri peste frontiera:

- stabilirea cadrului legal şi instituţional care să permită aplicarea directă a Regulamentului 259/93/CEE;

- stabilirea autorităţii competente; - întărirea capacităţii instituţionale de

control; - implementarea Regulamentului

259/93/CEE. 10. Tratarea deşeurilor 10.1. Promovarea tratării deşeurilor în

vederea asigurării unui management ecologic raţional

10.1.1. Încurajarea tratării deşeurilor în vederea: - valorificării; - facilitării manipulării; - diminuării caracterului periculos; - diminuării cantităţilor de deşeuri

eliminate final în condiţii de siguranţă pentru sănătatea populaţiei şi mediu.

Page 43: Gestionarea Deseurilor Industriale

36

11.1.1. Asigurarea capacităţilor necesare pentru eliminarea deşeurilor prin promovarea cu prioritate a instalaţiilor de eliminare la nivel zonal.

11. Eliminarea 11.1. Eliminarea deşeurilor în conformitate cu cerinţele legislaţiei în domeniul gestiunii deşeurilor în scopul protejării sănătăţii populaţiei şi a mediului 11.1.2. Închiderea depozitelor de deşeuri neconforme cu

cerinţele UE 12.1.1. Adaptarea la condiţiile locale a unor tehnologii curate de producţie.

12.1.2. Elaborarea de tehnologii noi pentru neutralizarea şi eliminarea deşeurilor periculoase. 12.1.3. Creşterea disponibilităţii pentru dezvoltarea de noi soluţii pentru prevenire, minimizare, reciclare şi eliminare a acestora.

12. Cercetare-dezvoltare 12.1 Încurajarea şi susţinerea cercetării româneşti în domeniul gestionării integrate a deşeurilor.

12.1.4. Diseminarea informaţiilor privind noi soluţii precum şi noi tehnologii

Tabel 1.12.

Obiective strategice specifice anumitor fluxuri de deşeuri. SUB-CATEGORIA Obiectiv principal Obiectiv subsidiar

1.1.1. Eficientizarea controlului privind depozitarea deşeurilor netratate

1.1.2. Ţncurajarea valorificării prin procedee aerobe şi anaerobe

1. Deşeuri din agricultura, creşterea animalelor, silvicultură şi industria lemnului, industria alimentară

1.1. Deşeuri vegetale, dejecţii, rumeguş, deşeuri de la industrializarea lemnului

1.1.3. Susţinerea valorificării energetice acolo unde valorificarea materială nu este fezabilă d.p.d.v. tehnico-economic, în condiţii de siguranţă pentru sănătatea populaţiei şi mediu.

2. Deşeuri de la producerea energiei termice şi electrice,

2.1. Zgură, cenuşă de vatră, cenuşă zburătoare, gips de

2.1.1. Susţinerea valorificării materiale şi energetice

Page 44: Gestionarea Deseurilor Industriale

37

incinerare şi co-incinerare la centrale termoelectrice 2.2. Zgură, cenuşă de vatră,

cenuşă zburătoare, gips de la instalaţii de incinerare şi co-incinerare

2.2.1. Tratare înaintea depozitarii în cazul în care recuperarea nu este posibila

3.1.1. Susţinerea reutilizării şi reciclării deşeurilor din construcţii şi demolări necontaminate

3.1.1.1. Recuperarea şi valorificarea materială şi/sau energetică a deşeurilor rezultate din demolări

3.1.2. Tratarea deşeurilor contaminate din construcţii şi demolări în vederea recuperării sau eliminării

3.1. Deşeuri din construcţii şi demolări (contaminate şi necontaminate)

3.1.3. Dezvoltarea sistemului de facilităţi în vederea eliminării corespunzătoare

3.2.1. Reutilizarea şi reciclarea, în măsură în care acestea nu sunt contaminate

3.2. Deşeuri din excavarea solurilor (contaminate şi necontaminate) 3.2.2. Dezvoltarea sistemului de facilităţi

pentru tratarea deşeurilor contaminate de la excavarea solurilor în vederea recuperării sau eliminării şi eliminarea corespunzătoare

3.3.1. Reutilizarea şi reciclarea , în măsură în care acestea nu sunt contaminate

3. Deşeuri din construcţii şi demolări

3.3.Deşeuri din construcţia drumurilor

3.3.2. Tratarea deşeurilor contaminate din construcţia drumurilor în vederea recuperării sau eliminării şi eliminarea corespunzătoare

Page 45: Gestionarea Deseurilor Industriale

38

4.1.1. Asigurarea, în măsură posibilităţilor, a recuperării şi utilizării ca fertilizant sau amendament agricol, a nămolurilor ce corespund calităţii stabilite în cerinţele legale

4.1.2. Deshidratarea şi pre-tratarea în vederea eliminării prin co-incinerare în cuptoarele din fabricile de ciment

4.1.3. Prevenirea eliminării necontrolate pe soluri

4. Deşeuri provenite de la staţiile de epurare

4.1. Nămoluri provenite de la staţiile de epurare

4.1.4. Prevenirea eliminării nămolurilor în apele de suprafaţă

5. Deşeuri biodegradabile 5.1. Deşeuri biodegradabile: menajere, deşeuri asimilabile din comerţ, servicii, industrie, instituţii, deşeuri stradale, nămoluri orăşeneşti

5.1.1. Reducerea cantităţii de deşeuri biodegradabile prin reciclare şi procesare (minimizarea materiei organice pentru reducerea poluanţilor emişi prin levigat şi gazul de depozit)

6.1.1. Creşterea gradului de reutilizare şi reciclabilitate a ambalajelor

6.1. Ambalaje

6.1.2. Optimizarea cantităţii de ambalaje pe produs ambalat (prin reproiectare)

6.2.1. Reducerea cantităţii de deşeuri de ambalaje prin valorificare

6.2.2. Creşterea cantităţilor de deşeuri de ambalaje colectate precum şi a eficienţei colectării selective a acestora

6. Deşeuri de ambalaje

6.2. Deşeuri de ambalaje

6.2.3. Crearea şi optimizarea schemelor de valorificare materială

Page 46: Gestionarea Deseurilor Industriale

39

6.2.4. Crearea şi optimizarea schemelor de valorificare energetică a deşeurilor de ambalaje (“neadecvate” pentru valorificare materială)

7. Anvelope 7.1. Anvelope 7.1.1. Creşterea gradului de valorificare materială şi energetică a anvelopelor uzate

8.1.1. Asigurarea unei reţele de colectare a vehiculelor scoase din uz corespunzător repartizate în teritoriu

8.1.2. Asigurarea posibilităţii ca ultimul deţinător al vehiculului îl poate preda gratuit unei unităţi de colectare/valorificare

8.1.3. Restricţionarea utilizării metalelor grele la fabricarea vehiculelor

8. Vehicule scoase din uz 8.1. Vehicule scoase din uz

8.1.4. Extinderea reutilizării şi reciclării materialelor din vehiculele uzate, precum şi a valorificării energetice a acelora care nu se pretează la valorificare materială

9. Echipamente electrice şi electronice

9.1. Echipamente electrice şi electronice (EEE)

9.1.1. Reproiectarea EEE în scopul de a facilita repararea, îmbunătăţirea, reutilizarea, dezasamblarea şi reciclarea lor

9.1.1.1. Încurajarea proiectării şi producerii de EEE care facilitează repararea, îmbunătăţirea, reutilizarea , dezasamblarea şi reciclarea lor

Page 47: Gestionarea Deseurilor Industriale

40

9.1.2. Reducerea componentelor periculoase din EEE

9.1.2.1. Încurajarea cercetării în vederea înlocuirii materialelor periculoase cu materiale cu un impact redus asupra sănătăţii omului şi mediului

9.2.1. Elaborarea actului normativ naţional cu privire la gestionarea DEEE

9.2.2.1. Colectarea deşeurilor de echipamente electrice şi electronice într-o cantitate de cel puţin 4 kg/loc/an începând cu 2007

9.2.2. Încurajarea colectării separate şi a valorificării materiale a deşeurilor de echipamente electrice şi electronice

9.2.2.2. Încurajarea consumatorilor în vederea returnării DEEE

9.2. Deşeuri de echipamente electrice şi electronice (DEEE)

9.2.3. Încurajarea apariţiei de noi facilităţi de reciclare şi tratare a deşeurilor de echipamente electrice şi electronice

Tabelul 1.13.

Obiective strategice generale privind gestionarea deşeurilor periculoase. Obiective principale Obiective subsidiare

1. Politica şi cadrul legislativ

1.1. Dezvoltarea unei politici naţionale care să conducă la crearea/apariţia unui sistem de gestionare a deşeurilor periculoase eficient din punct de vedere ecologic, economic şi just din

1.1.1. Crearea de sisteme administrative şi mecanisme financiare care să stimuleze deţinătorii de deşeuri periculoase de a se conforma obligaţiilor legale de gestiune a acestora

Page 48: Gestionarea Deseurilor Industriale

41

punct de vedere social (Ex.: aplicarea principiului poluatorul plăteşte)

1.1.2. Pregătirea transpunerii şi implementării constante pas cu pas a directivelor UE

2. Aspecte instituţionale şi organizatorice

2.1. Întărirea capacităţii administrative a instituţiilor guvernamentale

2.1.1. Întărirea capacităţii administrative a instituţiilor guvernamentale cu responsabilităţi în aplicarea legislaţiei, privind gestionarea deşeurilor periculoase la toate nivelurile (naţional, regional, judeţean,)

3. Resurse umane 3.1. Asigurarea resurselor umane ca număr şi pregătire profesională la toate nivelele.

3.1.1. Asigurarea de personal suficient şi bine pregătit profesional la toate nivelele, atât în sectorul public, cât şi în sectorul privat:

- întărirea capacităţii personalului APM-urilor în ceea ce priveşte aplicarea prevederilor legale referitoare la deşeurile periculoase.

- întărirea capacităţii generatorilor de deşeuri în vederea gestionării ecologice raţionale a deşeurilor periculoase.

4.1. Promovarea şi aplicarea principiului prevenirii generării deşeurilor periculoase şi pe cât posibil, a principiului proximităţii în tratarea/eliminarea deşeurilor periculoase

4.1.1. Susţinerea aplicării tehnicilor de minimizare a deşeurilor şi tratare îmbunătăţită specifice diferitelor deşeuri periculoase

4. Prevenirea şi minimizarea generării deşeurilor

4.2. Minimizarea impactului deşeurilor periculoase asupra sănătăţii şi mediului.

4.2.1. Instruirea şi responsabilizarea agenţilor economici privind întreprinderile şi instalaţiile care intră sub incidenţa legii 645/2002 pentru aprobarea şi modificarea OU 34/2002 5.1.1. Promovarea reciclării materialelor neferoase folosind topitoriile existente

5. Recuperarea materiala (reciclarea) şi recuperarea energiei din deşeurile periculoase

5.1. Minimizarea impactului deşeurilor periculoase asupra sănătăţii populaţiei şi mediului. 5.1.2. Promovarea valorificării termoenergetice a

deşeurilor periculoase în cuptoarele de ciment

Page 49: Gestionarea Deseurilor Industriale

42

6.1.1. Înfiinţarea unui sistem de colectare şi transport al deşeurilor periculoase care să satisfacă necesităţile generatorilor

6. Colectarea şi transportul deşeurilor

6.1. Înfiinţarea de servicii de colectare şi transport pentru deşeurile periculoase

6.1.2. Monitorizarea transportului şi colectării deşeurilor periculoase în conformitate cu cerinţele UE şi dezvoltarea bazei existente. 7.1.1. Încurajarea tratării deşeurilor periculoase în vederea:

- valorificării (dacă este posibil) - facilitării manipulării - favorizării eliminării - diminuării caracteristicilor periculoase

7.1.2. Asigurarea de condiţii adecvate pentru facilităţile de tratare şi eliminare a deşeurilor 7.1.3. Crearea condiţiilor ca noile instalaţii şi facilităţi să fie proiectate, construite şi să opereze la nivelul cerinţelor Uniunii Europene

7. Tratarea şi eliminarea deşeurilor

7.1. Eliminarea deşeurilor periculoase într-un mod ecologic raţional şi eficient economic şi acceptabil social.

7.1.4. Facilitarea exportului corespunzător al anumitor deşeuri periculoase pentru o gestionare ecologic raţionala 8.1.1. Atingerea obiectivelor de calitate privind apele de suprafaţă, apă subterană şi asigurarea îndeplinirii obligaţiilor internaţionale ale României în domeniul conservării biodiversităţii şi prevenirii accidentelor ecologice pe Fluviul Dunărea (Convenţia Cadru a Dunării)

8.1. Asigurarea sănătăţii publice prin prevenirea/minimizarea expunerii populaţiei la riscurile generate de terenurile contaminate, apa contaminata şi contaminanţii în sine

8.1.2. Punerea la dispoziţia publicului a informaţiilor privind terenurile contaminate

8. Gestionarea terenurilor contaminate

8.2 Prevenirea apariţiei de noi terenuri contaminate

8.2.1. Aplicarea tehnologiilor adecvate de tratare/eliminare a deşeurilor periculoase produse în mod curent

Page 50: Gestionarea Deseurilor Industriale

43

9.1. Dezvoltarea şi utilizarea eficienta de sisteme şi mecanisme economico-financiare pentru gestionarea deşeurilor periculoase în condiţiile respectării principiilor generale, cu precădere a principiului poluatorul plăteşte.

9.1.1. Dezvoltarea şi implementarea eficientă a unor instrumente economico-financiare care să asigure o piaţa viabilă a deşeurilor de producţie periculoase prin aplicarea principiului poluatorul plăteşte şi a principiului responsabilităţii producătorului

9. Finanţarea sistemului de gestionare a deşeurilor periculoase

9.2. Îmbunătăţirea accesului industriei la finanţarea necesară pentru investiţii eficiente şi justificate economic în domeniul protecţiei mediului, a tehnologiilor de producţie curate şi modernizării instalaţiilor

9.2.1. Capacitatea băncilor comerciale pentru a finanţa (oferi credite pentru) proiecte de mediu în condiţii avantajoase

10.1.1. Îmbunătăţirea sistemului de autorizare şi control în domeniul deşeurilor periculoase 10.1.2. Îmbunătăţirea sistemului de informare şi prelucrare date la nivel regional şi naţional în vederea planificării în domeniul gestionării deşeurilor periculoase (dezvoltarea strategiei)

10.1. Dezvoltarea sistemului informatic privind deşeurile periculoase în concordanţă cu cerinţele internaţionale şi ale UE

10.1.3. Punerea la dispoziţia publicului a informaţiilor referitoare la gestionare deşeurilor periculoase

10. Sistem informaţional pentru gestionarea deşeurilor

10.2. Implementarea unui sistem de raportare a datelor privind gestionarea deşeurilor în concordanţă cu cerinţele UE

11.1.1. Creşterea conştientizării asupra consecinţelor practicilor necorespunzătoare în domeniul gestionării deşeurilor periculoase din punct de vedere al protecţiei mediului

11.1. Creşterea conştientizării publicului privind impactul deşeurilor periculoase asupra sănătăţii populaţiei şi a mediului

11.1.2. Creşterea conştientizării asupra necesitaţii bunelor practici în domeniul gestionării deşeurilor periculoase

11. Creşterea gradului de conştientizare

11.2. Creşterea conştientizării întreprinderilor privind beneficiile aplicării practicilor şi tehnologiilor curate

11.2.1. Creşterea conştientizării la nivelul industriei privind producţia curată şi respectarea prevederilor IPPC

Page 51: Gestionarea Deseurilor Industriale

44

11.2.2. Creşterea conştientizării la nivelul APM-urilor şi administraţiei centrale privind producţia curată şi prevederile IPPC

11.3. Creşterea conştientizării privind “obligaţia de asumare a responsabilităţii producătorului” şi “principiul poluatorului plăteşte”

11.3.1. Îmbunătăţirea performantei industriale prin ”asumarea responsabilităţii producătorului”

Tabelul 1.14.

Obiective strategice specifice anumitor fluxuri de deşeuri periculoase Categoria de deşeuri

periculoase Sub-categorii Obiective principale Obiective subsidiare

1.1.1. Actualizarea periodică a inventarului naţional de deşeuri cu conţinut de PCB/PCT 1.1.2. Responsabilizarea agenţilor economici în vederea interzicerii utilizării echipamentelor care conţin PCB/PCT 1.1.3. Depozitarea în condiţii de siguranţă pentru sănătatea populaţiei şi mediu a deşeurilor cu conţinut de PCB/PCT 1.1.4. Eliminarea stocurilor existente utilizând cele mai bune condiţii tehnice şi economice în cel mai scurt timp posibil

1. Deşeuri cu conţinut de PCB/PCT

- Uleiuri uzate cu conţinut de PCB/PCT

- Echipamente cu conţinut de PCB/PCT

1.1. Gestionarea în conformitate cu prevederile legislaţiei naţionale armonizata cu cea a UE

1.1.5. Interzicerea utilizării uleiurilor şi a echipamentelor care conţin PCB/PCT

2. Pesticide expirate - Pesticide expirate identificate pana la 30 mai 2002 care fac obiectul

2.1. Gestionarea în conformitate cu cerinţele legale

2.1.1 Actualizarea periodică a inventarului naţional de pesticide expirate şi inspectarea locurilor de stocare

Page 52: Gestionarea Deseurilor Industriale

45

2.1.2 Colectarea separată şi depozitarea în condiţii de siguranţă pentru sănătatea populaţiei şi mediu a tuturor deşeurilor periculoase (existente şi viitoare)

proiectului PHARE 2002 al MAAP

- Alte deşeuri de pesticide şi ambalaje de pesticide care au fost/vor fi identificate în afară proiectului PHARE 2002

aplicabile

2.1.3 Eliminarea stocurilor existente în cele mai bune condiţii tehnice şi economice cel mai curând posibil 3.1.1 Reducerea consumului de solvenţi şi a generării de deşeuri prin utilizarea tehnologiilor curate

3.1. Reducerea cantităţii de deşeuri generate şi a emisiilor în mediu 3.1.2. Reducerea cantităţii de deşeuri de

solvenţi organici cloruraţi generate prin recuperarea şi reutilizarea acestora

3.2. Reducerea emisiilor în mediu

3.2.1 Reducerea deversărilor de deşeuri de solvenţi în mediu

3. Solvenţi organici cloruraţi

Toate grupele de solvenţi organici utilizate

3.3. Eliminarea deşeurilor în condiţii corespunzătoare

3.3.1. Stabilirea unei gestionari şi eliminări corespunzătoare a deşeurilor de solvenţi organici cloruraţi

4.1. Creşterea gradului de colectare a uleiurilor uzate de la utilizatori/ populaţie

4.1.1. Eliminarea pieţei ilegale a uleiurilor uzate a căror utilizare generează un impact negativ asupra sănătăţii populaţiei şi mediului

4. Uleiuri uzate

4.2. Reducerea impactului asupra sănătăţii populaţiei şi mediului prin îmbunătăţirea gestionării uleiurilor uzate

4.2.1. Încurajarea utilizării uleiurilor intr-o maniera ecologic raţionala în cuptoarele de ciment

Page 53: Gestionarea Deseurilor Industriale

46

5.1. Colectarea separată a deşeurilor infecţioase şi periculoase (altele decât cele infecţioase)

5.1.1. Reducerea cantităţii de deşeuri medicale infecţioase şi periculoase de către spitale prin colectarea separată (pe categorii de deşeuri) şi eliminarea finală a acestora într-o manieră ecologic raţională şi eficienţă economic

5.2. Colectarea separată a deşeurilor nepericuloase

5.3.1. Realizarea unei depozitări temporare ecologic sigure a deşeurilor infecţioase şi periculoase

5. Deşeuri rezultate din activitatea medicala şi din instituţii de cercetare

- Deşeuri infecţioase (codurile 18.01.01; 02 şi 03) din unităţi medicale şi de cercetare

- Deşeuri periculoase, altele decât deşeurile infecţioase

5.3. Eliminarea în siguranţă a deşeurilor medicale fără afectarea sănătăţii personalului medico-sanitar şi a populaţiei

5.3.2. Interzicerea depozitarii finale a deşeurilor periculoase fără pretratare, în vederea inertizării totale. În cazul deşeurilor infecţioase şi periculoase vor fi excluse metodele de pretratare care transferă poluanţi în alţi factori de mediu. 6.1.1. Restricţionarea introducerii pe piaţă a bateriilor şi acumulatorilor, care conţin anumite substanţe periculoase 6.1.2. Colectare separată pentru bateriile şi acumulatorii uzaţi 6.1.3. Eliminarea în condiţii de siguranţă pentru sănătatea populaţiei şi mediu a componentelor periculoase nevalorificabile din baterii şi acumulatori uzaţi

6.Baterii şi acumulatori

- Baterii şi acumulatori

6.1. Gestionarea bateriilor şi acumulatorilor uzaţi în concordanţă cu cerinţele specifice legislaţiei naţionale armonizată cu cea europeană

6.1.4. Recuperarea materialelor valoroase conţinute în baterii şi acumulatori

Page 54: Gestionarea Deseurilor Industriale

47

Page 55: Gestionarea Deseurilor Industriale

48

1.6.1. INSTRUMENTE PENTRU REALIZAREA OBIECTIVELOR STRATEGICE

Instrumente de reglementare – va fi completat şi îmbunătăţit cadrul legislativ

referitor la activităţile de gestionare a deşeurilor prin: - acte de reglementare a impactului asupra mediului; - acte de reglementare a activităţilor de recuperare materială şi energetică; - acte de reglementare vizând responsabilităţile generatorilor de deşeuri; - acte de reglementare vizând responsabilităţile autorităţilor publice şi

relaţiile ce trebuie definite între acestea şi ceilalţi factori implicaţi.

Instrumente economice care să încurajeze reflectarea costurilor activităţilor de gestionare a deşeurilor atât în preţul produselor, cât şi în statutul pe piaţă al producătorului. Aplicarea corectă a stimulentelor financiare pe de o parte, şi a penalităţilor pe de altă parte, va încuraja activităţile de gestionare prin prevenire, reducere şi recuperare, conducând în acelaşi timp la eliminarea practicilor de gestionare cu impact asupra mediului sau care vin în contradicţie cu principiul “poluatorul plăteşte”.

Instrumente statistice pe baza cărora să se obţină date corecte referitoare la generarea şi gestionarea deşeurilor şi care să permită evaluarea situaţiei actuale şi stabilirea obiectivelor de îndeplinit. Este necesară îmbunătăţirea şi adaptarea sistemului actual de colectare, validare şi raportare a datelor la nivel judeţean şi naţional.

Alte instrumente - aplicarea şi controlul aplicării legislaţiei existente; - elaborarea planurilor de gestionare a deşeurilor; - crearea unor comitete care să cuprindă reprezentanţi ai tuturor factorilor

implicaţi în activităţile de gestionare a anumitor tipuri de deşeuri; - introducerea acordului voluntar între patronate şi autorităţile centrale de

resort pentru fixarea şi atingerea ţintelor, stabilite de comun acord. - analiza ciclului de viaţă al produselor şi realizarea “bilanţurilor

ecologice”, în scopul implementării celor mai bune practici de gestionare a deşeurilor. 1.6.2. FACTORI IMPLICAŢI

Pentru îndeplinirea obiectivelor naţionale şi europene în domeniul gestionării

deşeurilor este necesară implicarea, practic, a întregii societăţi, reprezentata prin: - autorităţi publice centrale şi locale (mediu, administraţie, sănătate,

industrie, finanţe); - generatori de deşeuri (persoane fizice şi juridice de stat sau private); - asociaţii profesionale şi institute de cercetare; - societate civilă (consumatori de bunuri, organizaţii non-guvernamentale

etc.).18 18 xxx - http://www.mmediu.ro/dep_mediu/strategie_deseuri.htm

Page 56: Gestionarea Deseurilor Industriale

51

Capitolul 2

SURSE DE POLUARE

2.1. Surse de poluare

Marile cantităţi anuale rezultate, gradul de toxicitate sau de infestare asupra factorilor mediului ambiant, şi în consecinţă, asupra vieţuitoarelor şi oamenilor, fac din deşeuri, de orice fel ar fi ele, o mare şi complexă problemă a acestui început de mileniu.

Principalele cauze al degradării factorilor mediului ambiant sunt legate de sporul demografic accelerat (fig. 2.1 şi fig. 2.2), de perfecţionarea proceselor tehnologice productive (mari consumatoare de materii prime) şi accentuarea procesului de urbanizare, adesea dificil de controlat, cauze care merită să fie privite şi prin inter-relaţia lor1.

0

100

200

300

400

500

600

1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020

Anul

Num

arul

ora

selo

r mar

Fig. 2.1. Prognoza numărului de oraşelor cu număr mare de locuitori. 2

05

1015202530

Toky

o

Mex

ico

City

Sao

Paul

o

New

Yor

k

Bom

bay

Shan

ghai

Los A

ngel

es

Calc

utta

Buen

os A

ires

Seou

l

Beiji

ng

Lago

s

Osa

ka

Del

hi

Rio

de Ja

neiro

Kar

achi

Orasul

Num

ar lo

cuito

ri (m

ilioa

ne

1970 1996 2015

Fig. 2.2. Prognoza creşterii numărului de locuitori din câteva metropole ale lumii.3

1 Bold O.V. şi Mărăcineanu G.A. – Managementul deşeurilor solide urbane şi industriale, Ed. MATRIX ROM, 2003; 2 xxx - http://www.un.org/esa/population/pubsarchive/urb/urbcht2.htm 3 xxx - http://www.un.org/esa/population/pubsarchive/urb/urbcht1.htm - World's urban agglomerations with populations of 10 million or more inhabitants in 1996: 1970, 1996 and 2015

Page 57: Gestionarea Deseurilor Industriale

52

Procesul de urbanizare conceput ca o sumă de procese economice şi sociale

mereu mai performante, afectează profund mediul ambiant în care se desfăşoară. Implicaţiile ecologice ale urbanizării diferă, funcţie de condiţiile economice ale ţărilor în cauză. Astfel dacă ţările subdezvoltate sau în curs de dezvoltare nu-şi pot rezolva problemele mediului înconjurător decât, abordând problemele de alimentaţie, sanitare, ale şomajului şi lipsei de servicii, în ţările dezvoltate eforturile principale se îndreaptă spre problemele aferente poluării solului, apelor subterane şi de suprafaţă şi aerului.

Efectele nocive ale deşeurilor4 (poluare, impurificare), dar mai ales depozitarea necorespunzătoare a deşeurilor sunt determinate de:

- emanaţiile de gaze nocive generate de procesul descompunerii deşeurilor (gazele produse de fermentare) au ca efect poluarea aerului;

- scurgerile şi infiltraţiile din precipitaţii şi a substanţelor în diluţie transportate cu acestea şi din umiditatea proprie a deşeurilor (levigat) - au ca efect poluarea apelor de suprafaţă şi a solurilor din zonele adiacente, sau ale solurilor de sub amplasamentul depozitului şi, implicit, al apelor subterane.

În acest context, se poate vorbi şi de "resurse secundare" ce apar dintr-un proces tehnologic primar ca produse secundare ale acestuia, făcând parte din categoria de pierderi ale procesului sau deşeuri şi care din considerente tehnice şi de eficienţă economică nu sunt utilizate decât în parte. Cota parte din resursele secundare care pot fi folosite eficient economic este dependentă de potenţialul energetic sau de substanţele utile pe care acestea le conţin, de stadiul de dezvoltare a tehnologiei recuperării şi de nivelul de referinţă al costurilor energiei şi al materialelor utilizate.

Rezultă că valoarea resurselor secundare refolosibile prezente în deşeuri, ca anumite resurse secundare, are un caracter dinamic în timp, cea ce azi nu este posibil tehnic sau nu se justifică economic a fi recuperat, mâine poate deveni posibil tehnic şi eficient economic sau invers.

Apariţia resurselor secundare este cauzată de caracteristicile calitative ale materiei prime şi de imperfecţiunile de natură tehnologică sau energetică ale proceselor care au loc în prelucrările primare şi care sunt reliefate sintetic de randamentul obţinut5.

Pierderile energetice se pot datora naturii procesului tehnologic şi caracteristicilor tehnico-constructive ale agregatelor unde are loc prelucrarea.

Procesarea resurselor de origine minieră reprezintă un exemplu tipic pentru cele expuse mai sus, în cazul când se valorifică zăcăminte complexe de substanţe minerale utile, din care nu se extrag decât unul sau doi componenţi minerali, ceilalţi situându-se sub limita de rentabilitate datorită conţinuturilor scăzute de mineral sau element util6.

Ca şi consecinţă a celor anterior menţionate sursele /agenţii de poluare, cei mai importanţi atât prin cantităţile evacuate, cât şi prin gradul lor de toxicitate, pot fi grupate astfel (fig. 2.3.) 7:

- activitatea industrială, cu precădere cea aferentă industriei energetice, siderurgice (marile halde de zguri, şlamuri, cenuşi, fenoli, cianuri, amoniu, ape acide,

4 Dumitrescu I. – Poluarea mediului, Ed. Focus, Petroşani, 2002; 5 Bold O.V. şi Ionescu C. – Depozitarea, tratarea şi reciclarea deşeurilor. Îndrumar de lucrări practice, Ed. UNIVERSITAS, Petroşani, 2003; 6 Bold O.V. şi Mărăcineanu G.A. – Managementul deşeurilor solide urbane şi industriale, Ed. MATRIX ROM, 2003; 7 xxx - http://esl.jrc.it/envind/sip/wm/Sip_wm03.htm

Page 58: Gestionarea Deseurilor Industriale

53

acizi, baze, metale grele, etc), industria chimică anorganică /organică (acizi, baze, fenoli, mercur, detergenţi, petrol, etc), industria materialelor de construcţii (ciment, azbest, suspensii minerale, acizi, baze, carburanţi, etc) (fig.2.4.a8, b9);

- industria extractivă (prin haldele de steril sau nămoluri de la flotaţie, noroaie de foraj, materiale de cimentare, petrol brut, metale grele, acizi, baze, cianuri, etc) (fig. 2.4.c10);

- activităţi aferente gospodăriilor comunal - municipale (platformele şi rampele de nămoluri ale staţiilor de epurare sau tratare, rampe de gunoi, reţele de canalizare necorespunzător etanşate sau întreţinute) (fig.2.4.d11);

- activitatea agricolă a culturilor de câmp sau cea zootehnică (îngrăşăminte, pesticide, resturi vegetale, evacuările şi stocările necorespunzătoare ale dejecţiilor animaliere, etc) (fig. 2.4.e12);

- fluxurile rutiere sau feroviare (prin accidente, depozitări necorespunzătoare, depozitele proprii de carburanţi, cimitire auto sau autoschrot-uri, etc) (fig. 2.4.f13).

Fig. 2.3 Sursele generatoare de deşeuri şi direcţiile de prelucrare a acestora.

8 xxx - http://ec.europa.eu/environment/air/stationary.htm 9 xxx - http://www.rematsalaj.ro/net/imagini/span.jpg 10 xxx - http://www.inegi.gob.mx/inegi/contenidos/espanol/prensa/Contenidos/capsulas/2003/economicas/exportacion.asp?c=792 11 xxx - http://www.telegrafonline.ro/1155934800/articol/7673/rampa_de_gunoi_agigea_focar_de_infectie_si_pericol_de_incendiu.html 12 xxx - http://www.banatnova.ro/echipamente_grajduri.php 13 xxx - http://www.foto.md/ro/photo/4655

Activitatea agricolă

Activităţi generatoare de

energie şi rafinarea petrolului

Activitatea industrială

Activitatea de turism

Activităţi casnice

Activităţi de transport

Descărcarea directă a

substanţelor inofensive

Depozit de deşeuri

Incinerator

Tratarea deşeurilor

lichide

Tratarea şi depozitarea

specială

Deş

euri

rezi

dual

e di

n ag

ricul

tură

Deş

euri

rezu

ltate

de

la p

relu

crar

e

Cen

uşă şi

alte

deş

euri

solid

e

Proc

ese

de ră

cire

şi d

e pr

eluc

rare

a

apei

D

eşeu

ri ra

dioa

ctiv

e

Deş

euri

solid

e ne

inci

nera

bile

Deş

euri

solid

e in

cine

rabi

le

Deş

euri

lichi

de

Deşeuri municipale

Apă

men

ajeră

Deş

euri

chim

ice

peric

uloa

se

Com

pone

nte

vech

i ne

recu

pera

bile

şi

cauc

iucu

ri

Page 59: Gestionarea Deseurilor Industriale

54

a) b)

c) d)

e) f) Fig. 2.4. Sursele generatoare de deşeuri:

a) activitate industrială; b) şpan; c) industria extractivă; d) gropi de gunoi; e) dejecţii animaliere; f) cimitir de fier vechi.

Ca urmare a activităţii umane sunt eliberate în atmosferă o serie de noxe (fig.2.5)14.

Vehicule61%

Motoare cu ardere interna

16%

Prelucrarea metalelor

2%

Alte surse21%

a)

Carbune70%

Prelucrarea metalelor

3%

Petrochimie14%

Industria chimica

2%

Alte surse11%

b)

Vehicule28%

Alti combustibili

8%

Prelucrarea metalelor

37% Deseuri17%

Alte surse6%

Motoare cu ardere interna

4%

c)

Solventi27%

Vehicule27%

Alte surse18%

Stocare si transport

8%

Depozite de deseuri

10%

Motoare cu ardere interna

10%

d) 14 xxx - http://www.newsbatch.com/env-airsource.html

Page 60: Gestionarea Deseurilor Industriale

55

Agricultura15%

Alte surse10%

Drum pavat14%

Eroziune naturala

6%

Praf din constructii

27%Drum

nepavat28%

e) Fig. 2.5. Tipuri de noxe generate de activitatea umană:

a) monoxid de carbon; b) dioxid de sulf; c) plumb; d) componente organice volatile; e) particule.

Ciclul de "viaţă" al oricărui material utilizat în activităţile umane15, deci

indubitabil şi producător de deşeuri, este prezentat schematic în figura 2.6, iar din analiza acestui ciclu se pot identifica cu uşurinţă sursele de producere ale deşeurilor.

Fig. 2.6. Ciclul materialelor

Sugestive în acest sens sunt cifrele publicate de către O.E.C.D.16, pentru ţările continentului european, la nivelul anului 1990. Cantitatea totală se ridică la cea 9,0 mld. tone de deşeuri, din care 420 mii. tone au fost deşeuri menajer - municipale, 1,5 mld. tone deşeuri industriale din care 300 mii. tone deşeuri periculoase, iar 7 mld. tone deşeuri provenite din industria energetică, agricultură, minerit, demolări şi nămoluri de canalizare. 15 Wehry A. şi Orlescu M. – Reciclarea şi depozitarea ecologică a deşeurilor, Ed. ORIZONTURI UNIVERSITARE, Timişoara, 2000; 16 xxx – European Environment Agency database, http://www.eea.dk/frdb.htm;

Resurse naturale

Extracţie

Material natural (brut)

Produse de manufactură

Produse

Utilizare produs

Energie Producţia energiei

Emisii şi deşeuri

Emişii şi deşeuri

Emişii şi

deşeuri Recuperare

Emişii şi

deşeuri

Emişii şi

deşeuri

Depozitare

Energie

Page 61: Gestionarea Deseurilor Industriale

56

O prezentare schematică a ciclului de „viaţă” al materialelor este prezentată în figura 2.7, 17

Fig. 2.7. Ciclul de „viaţă” al materialelor.

Ţinându-se cont de cele prezentate anterior, în continuare este prezentat ciclul de viaţă al unei case (fig. 2.8).

Fig. 2.8. Ciclul de viaţă al unei case.

În vederea studiului posibilităţilor de realizare a evaluărilor ambientale 18, trebuie să se urmărească în principal presiunile ecologice şi nocivităţile aferente acestor

17 xxx - Life cycle thinking, http://www.ami.ac.uk/courses/topics/0109_lct/ 18 Irimie I.I. – Abordări termodinamice în vederea stabilităţii şi a gradului de poluare ale unui sistem ambiental. Lucrările ştiinţifice ale Simpozionului Internaţional „Universitaria Ropet 2003 – Ecologie şi protecţia mediului”;

Extracţia materiei prime

Pregătire Prelucrare Utilizare Deşeuri

ReutilizareReprelucrareReciclare

cărămidă tencuială ferestre alte componente

transport 1 transport 2 transport 3 transport

CASĂ

încălzire

activitate casnică

deşeuri

reciclare

casă operaţională

întreţinere

materiale de întreţinere

transport

electricitate demolare

transport

incinerare/depozitare

electricitate

Page 62: Gestionarea Deseurilor Industriale

57

componente, de exemplu în filiera industrială, după cum se poate observa din organigrama prezentată în figura 2.9, exploatarea resurselor naturale constituie obiectul industriei miniere şi agriculturii. Aceste ramuri economice produc materii prime de bază şi materii - suport de energii primare.

Fig. 2.9. Organigrama exploatării resurselor naturale. Industriile chimice şi parachimice (incluzând industriile agro - alimentare)

produc, pornind de la aceste materii de bază, o serie de materii mai elaborate şi materiale, care în continuare sunt utilizate de industriile de proces: mecanice, electrice, textile, ş.a. pentru a fabrica obiecte manufacturate.

Aceste obiecte sunt reluate de industriile de servicii care asigură distribuţia, întreţinerea, repararea şi reutilizarea (reciclarea) după folosirea lor de către fiinţele umane. În paralel, industriile energetice au funcţia de a converti energiile primare în vectori de energie utilizabilă (electricitate, combustibili, vapori de apă, ş.a.) pe care îi distribuie în etapele succesive ale filierei industriale.

Fiecare operaţiune industrială consumă materii şi energie provenind din operaţiunea plasată în amonte şi produce pe de o parte produse funcţionale (deoarece sunt definite prin funcţia pe care o îndeplinesc în operaţiunile plasate în aval), şi pe de

Utilizatori umani

Industrii de servicii distribuţie-întreţinere-reparaţii

Obiecte manufacturate

Industrii de proces, textile, electrice, electronice etc.

Materiale de construcţii

Materiale consumabile

Reciclări

Industrii chimice şi parachimice

Materii prime

Energii primare

Industria minieră şi agricultură

MEDIUL AMBIANT RESURSE NATURALE

Industrii de conversie a energiilor

Vectori energetici: - electricitate; - combustibili; - vapori; - fluide sub presiune.

Deşeuri

Deşeuri

Deşeuri

Deşeuri

Deşeuri

Page 63: Gestionarea Deseurilor Industriale

58

altă parte subproduse, din care o parte este reutilizată chiar în sistem (sau adesea reciclată în altă operaţiune) şi o altă parte este evacuată în mediul ambiant.

Această analiză cantitativă este utilă în vederea stabilirii (cunoaşterii) naturii, calităţii şi cantităţii poluanţilor generaţi prin transformările fizico - chimice şi biologice care se produc în timp, şi implicit pentru găsirea soluţiei de eliminare.

Prin cantităţile imense şi gradul lor de toxicitate, deşeurile rezultate din activităţile economico - sociale reprezintă un real pericol pentru poluarea factorilor mediului ambiant (aer, ape, sistemul sol - ape freatice, etc.) şi producerea dezechilibrelor economice.

Demnă de comentat şi subliniat este masa alarmant de mare a deşeurilor întâmplătoare care prin conţinutul lor se încadrează în categoria deşeurilor periculoase. Definirea şi evidenţa lor este dificilă şi diferită de la o ţară la alta, sau de faptul că până şi deşeurile menajere conţin deşeuri întâmplătoare (baterii, uleiuri, răşini, medicamente expirate, ş.a.) se obţine adevărata dimensiune a pericolului ce decurge de aici (poluarea inconştientă a factorilor mediului ambiant).

Deşeurile periculoase (grad mediu sau ridicat de periculozitate) centralizate pe baza unor statistici naţionale oficiale reprezintă, conform estimărilor O.E.C.D. aproximativ 16% din totalul deşeurilor industriale (338 mii. tone din cea. 2.100 mii, tone) în zona vest europeană se estimează pentru deşeuri întâmplătoare intervalul de 30 - 45 mii. tone/an, iar pentru zona centrala şi estică o "producţie" anuală de aproximativ 6 mii tone. La aceasta se mai adaugă alte 25 - 30 mii. tone de deşeuri întâmplătoare produse în fiecare an pe teritoriul Federaţiei Ruse.

Un clasament, pe ţări, referitor la cantităţile de deşeuri periculoase produse în anul 1980, este prezentat în tabelul 21.19:

Tabelul 2.1. Cantitatea de deşeuri periculoase produse în anul 1980.

Nr. crt.

Ţara Cantitatea de deşeuri periculoase, (mii.

Nr, crt.

Ţara Cantitatea de deşeuri periculoase, (mii. t/an)

1. Rusia 20 9. Marea 2. Slovacia 12 10. Spania 3. Cehia 8,5 11. Grecia <2,0 Germania 6 12. Portugalia 5. Ungaria 4 13. Olanda 6. Franţa 4 14. România 7. Italia 3,5 15. Austria 8. Slovacia 3,5 16. Elveţia

Cantitatea generată pentru aceste tipuri de deşeuri - conform definiţiilor

naţionale, prezintă mari diferenţe între ţări, lucru care reflectă în cele mai multe cazuri, diferenţieri semnificative în modul de încadrare şi interpretare.

Pentru o mai bună înţelegere, în tabelul 2.2, se prezintă lista substanţelor periculoase conţinute în deşeurile menajere.

19 Wehry A. şi Orlescu M. – Reciclarea şi depozitarea ecologică a deşeurilor, Ed. ORIZONTURI UNIVERSITARE, Timişoara, 2000;

Page 64: Gestionarea Deseurilor Industriale

59

Importanţa (gravitatea) acestei probleme constă în faptul că aceste deşeuri sunt depozitate, deci se, impune cu impetuozitate luarea măsurilor de precauţie / protecţie aferente şi specifice deşeurilor periculoase. Prezenţa elementelor întâmplătoare în deşeurile urbane limitează posibilitatea de reciclare a acestora datorită existenţei pericolului de contaminare.

Tabelul 2.2. Lista substanţelor periculoase din deşeurile menajere.

Nr. crt. Denumirea produsului Tipul substanţelor întâmplătoare i1. Plastic - compuşi organoleptici;

- solvenţi organici în PVC.2. Pesticide - compuşi organoclorici;

- compuşi organofosfaţi.3. Medicamente expirate - solvenţi şi reziduuri organice;

- urme de metale grele. 4. Pictura (tablouri, pânze

rebutate, tuburi de vopsele, ş.a.)

- metale grele; - pigmenţi, solvenţi; - reziduuri organice.

5. Baterii - metale grele. 6. Produse petroliere - ulei;

- fenoli, alţi compuşi organici; - metale grele; - amoniac; - sare acidă, sodă caustică.

7. Metale - metale grele; - pigmenţi; - sare galvanică abrazivă; - ulei, fenoli.

8. Piele - metale grele. 9. Textile - metale grele;

- compuşi organ oca lor ici.

Diferenţele de la o ţară la alta, în ceea ce priveşte cantităţile şi caracteristicile deşeurilor, sunt dependente de gradul de dezvoltare industrială, tehnologică, nivel de trai, civilizaţie sau densitate demografică, diferenţe cuprinse între cea 150 - 600 kg/an x cap de locuitor (fig. 2.10).

Page 65: Gestionarea Deseurilor Industriale

60

0

150

300

450

600

Fede

ratia

Rus

aG

erm

ania

de

vest

Italia

U.K

.Tu

rcia

Fran

taPo

loni

aSp

ania

Ucr

aina

Ola

nda

Ger

man

ia d

e Es

tR

oman

iaU

ngar

iaAu

stria

fost

a C

ehos

lova

cia

Belg

iaEl

vetia

Sued

iaG

reci

aPo

rtuga

liaR

epub

lica

Ceh

aBu

lgar

iaD

anem

arca

Mol

dova

Nor

vegi

aR

epub

lica

Slov

aca

Cro

atia

Finl

anda

Irlan

daSl

ovec

iaLi

tuan

iaLu

xem

brug

Isla

nda

0

5

10

15

20

25

Des

euri

/ cap

locu

itor (

kg/a

n)

Tota

l des

euri

(mii.

tone

/an)

Tara

Total deseuri Deseuri / cap locuitor

Fig. 2.10. Cantităţile de deşeuri după 1980 în ţările Europei.

Din punct de vedere cantitativ, compoziţia deşeurilor, deşi alcătuită cam din

aceleaşi categorii, procentul diferă de la o ţară la alta, reliefând indubitabil nivelul tehnologic al economiei şi gradul de civilizaţie. în figura 2.11 se prezintă o analiză comparativă a deşeurilor pe categorii, remarcându-se ponderea relativ mare a deşeurilor industriale în România comparativ cu celelalte state luate în analiză.

0

1

2

3

4

5

Deseuri urbane Deseuri industriale Deseuri agricole

Categoria de deseu

Can

titat

ea (t

/loc/

an)

Romania California Florinda

Fig. 2.11. Analiză comparativă a deşeurilor pe categorii

La scara unei naţiuni, a societăţii în ansamblul ei, nimeni nu mai poate ignora

faptul că asemănătoare unor forme de relief malefice, "munţii" de deşeuri cresc în fiecare an cu câţiva metri, la porţile oraşelor moderne existând adevărate centuri de murdărie. Deşeurile, depozitele neecologice deformează peisajele, poluează factorii mediului ambiant. Sunt surse însemnate de germeni patogeni purtaţi de aer (vânt) şi ape curgătoare sau meteorice, devenind astfel vectori de transport şi dispersie.

Acestora li se adaugă alţi vectori biologici, animale (în special rozătoarele), păsări sau chiar oamenii.

În România, ca şi în alte ţări, impactul deşeurilor asupra mediului a crescut alarmant, administrarea (managementul) necorespunzătoare a acestora generând contaminări ale solurilor şi apelor freatice, atmosferei prin emanaţiile de CO2 şi alte gaze toxice cu efecte directe asupra sănătăţii populaţiei.

Page 66: Gestionarea Deseurilor Industriale

61

Impactul social, se manifestă cu precădere prin creşterea accelerată, de la an la an, ale costurilor unitare de depozitare a deşeurilor, creştere determinată în primul rând de sporurile cantitative ale acestora, de epuizarea spaţiilor existente şi de dificultăţile întâmpinate în acţiunea de găsire a altora noi.

În plus, pentru România, plata serviciului de depozitare până în anul 1989 era inclusă în costurile totale de salubrizare, soluţie păguboasă pentru eficientizarea acestor servicii. Momentan, în foarte puţine situaţii se percep taxe de depozitare (ex.: Constanţa - 8 $/t, Bucureşti 5 $/t, ajungând în unele cazuri la cea. 8,5 $/t).

Prin alinierea la concepţiile şi normativele în domeniu ale ţărilor dezvoltate din Europa, în România costul unitar de depozitare / neutralizare va creşte în funcţie de cerinţele tot mai severe privind protecţia mediului ambiant şi monitorizarea depozitelor, atât în perioada de exploatare cât şi după închidere.

Impactul asupra sănătăţii populaţiei, se manifestă prin epidemiile (boli infecţioase) provocate şi prin speranţa de viaţă la naştere. Faţă de cetăţenii ţărilor dezvoltate (C.E.E.), românii trăiesc, în medie, eu 7 -8 ani mai puţin20, 21.

Eliminarea (înlăturarea) acestor situaţii se poate realiza doar prin elaborarea de planuri strategice corespunzătoare, punerea lor în aplicare (alocare de fonduri) şi urmărirea realizării lor punct cu punct. Alăturat acestei acţiuni se situează, în egală măsură, educarea spre creşterea responsabilităţii sociale şi individuale, în scopul implicării populaţiei la deciziile privind reciclarea materialelor şi acceptarea soluţiilor şi costurilor aferente depozitării.

De aceea, opţiunile de management şi planificare urbană referitoare la deşeuri, trebuie să vizeze:

- în planificare, reducerea cantităţilor/normelor admise şi integrarea managementului;

- în management, implementarea schemelor corespunzătoare de reciclare şi colectare separată;

- în instrumentarea economică, legiferarea sistemului eficient şi normal de taxare;

- în standardizare, prin producţii cât mai puţin poluante şi producătoare de deşeuri, ambalare performantă care să permită reciclarea şi asigurarea colectării selective, pe cât posibil chiar din faza colectării. 2.2. Natura şi originea deşeurilor industriale Natura şi originea deşeurilor industriale sunt în funcţie de materia primă şi materialele introduse în fabricaţie, de specificul atelierelor şi al tehnologiilor de prelucrare şi chiar de utilajele prelucrătoare şi produsele rezultate, dacă acestea sunt casate, respectiv rebutate. Ele apar tot parcursul fluxului tehnologic din cadrul unui atelier, secţie sau întreprindere (fig. 2.12) 22. Ar fi foarte laborios şi chiar excesiv a se întocmi un studiu complet şi sistematic în care să se includă deşeurile industriale ce apar în toate produsele tehnologice. În secţiile sau fabricile în care se realizează un singur material sau o piesă omogenă se simplifică elaborarea studiului iar în acest caz

20 Dumitrescu I. – Poluarea mediului, Ed. Focus, Petroşani, 2002; 21 Traistă E. şi Madear G. – Ingineria mediului. Ingineria solului şi ambientală, Ed. UNIVERSITAS, Petroşani, 2000; 22 xxx - http://www.p2ric.org/TopicHubs/subsection.cfm?hub=26&subsec=2&nav=2

Page 67: Gestionarea Deseurilor Industriale

62

elaboratorul trebuie să fie tehnologul sau specialistul pe problema din cadrul secţiei respective23.

Fig. 2.12. Fluxul tehnologic în cadrul unei atelier, secţii sau întreprinderi. De aceea, în continuare sunt redate unele scheme ghid pentru reziduurile ce apar în cadrul unor secţii de: turnătorie, forje, prelucrări prin aşchiere, tratament termic, debitare-ambutisare-asamblare, vopsitorie, montaj şi tapiţerie. 2.2.1. Reziduuri industriale în turnătorie În structura organizatorică a unei turnătorii (fig. 2.13) se disting sectoare de activitate productivă, sectoare de activitate auxiliară, depozite şi anexele sociale (fig. 2.14.). Dintre acestea sectorul de activitate productivă este producătorul de deşeuri industriale, în atelierele:

- atelierul de topire şi elaborarea metalului lichid, care include şi activităţile de cântărire, pregătire şi preîncălzire a încărcăturii metalice;

- atelierul de miezuire şi pregătirea amestecurilor de miezuire; - atelierul de formare şi de pregătire a amestecurilor de formare şi de

asamblare a formelor; - atelierul de turnare; - atelierul de debitare şi de bavurare a pieselor turnate; - tratamentul termic primar;

23 Bularda Gheorghe, Bularda Doru-Cristian şi Catrinescu Theodor – Reziduuri menajere, stradale şi industriale. Colectarea, depozitarea şi valorificarea materialelor refolosibile, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1992.

INTRARE PROCES IEŞIRE

Material

Substanţe chimice

Apă

Energie

Personal

Aprovizionare

Manipulare/transport

Stocare

Prelucrare

Ambalare

Transport

Distribuţie

Produs

Ieşi care nu reprezintă produs: - emisii - efluenţi - deşeuri solide - deşeuri periculoase - pierderi de energie şi de

căldură

Page 68: Gestionarea Deseurilor Industriale

63

- sablarea pieselor turnare; - controlul pieselor turnate.

Fig. 2.13. Structura organizatorică a unei turnătorii

2.2.2. Deşeuri industriale rezultate la forjare În cazul secţiilor de forjare (fig. 2.14), deşeurile pot proveni de la atelierele de debitare, de la cuptoarele de încălzire, de la forjarea propriu zisă sub ciocane sau prese şi în continuare de la operaţiile le care se supun piesele forjate ca: debavurarea, tratament termic, polizare şi centrul tehnic. Astfel, aşa după cum rezultă din schemă (fig.2.15) deşeurile de forjare au în general următoarea componenţă:

- capete de bară, aşchii metalice, căderi din bare de oţel defecte (fisuri) din laminare, rupturi de scule etc., care apar la operaţia de debitare;

- cenuşe şi praf de cărbune (huilă), cocs metalurgic, mangal şi căptuşeli bazice provenite de la cuptoarele de încălzire a metalelor;

- calamină care se depune pe metalul încălzit, rezultată din arderea combustibililor folosiţi pentru încălzire şi înlăturată prin decalaminare;

- ţunder, pulberi arsuri scorii, pierderi prin oxidare, care sunt considerate normale între 0,5 – 1 % din greutatea materialului şi care apar ca deşeuri în timpul operaţiei de forjare;

- bavuri şi debuşeuri la operaţia de debavurare a pieselor forjate cu bavuri; - alice, nisipuri sau părţi de metal dur folosite la sablarea pieselor forjate; - pulbere metalică şi de materiale abrazive care apar ca deşeuri la

polizarea pieselor forjate; - piesele rebutate la control cu defecte iremediabile cele arse, rupte sau

fisurate în adâncime).

Toate aceste deşeuri, în general, nu sunt reciclabile la intern (în cadrul forjării). În secţia de forje se produc deşeuri curente numai din materiale de întreţinere cu ulei uzat de la ungerea utilajelor, cârpe de şters murdare etc24. 24 Bularda Gheorghe, Bularda Doru-Cristian şi Catrinescu Theodor – Reziduuri menajere, stradale şi industriale. Colectarea, depozitarea şi valorificarea materialelor refolosibile, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1992.

Page 69: Gestionarea Deseurilor Industriale

64

Fig. 2.14. Schema deşeurilor industriale în turnătorie.

metal nou fier vechi fero aliaje adaosuri şi amestecuri turnate

Topire metal lichid

scursuri, scoarţe, halde, zgură, pulbere, căptuşeli de cuptoare

Miezuri

Formare

Uscare Nisip nou

Regenerare nisip uzat

Confecţionarea armăturilor

nisip nou

răşini

nisip uzat

arderea răşinilor şi peliculizarea

nisipurilor

nisip miezuri arse

armături

Prepararea oalelor de

turnare

Prepararea materialelor

refractare

cărămizi mortare argile şamote nisipuri cuarţate

Turnare

Dezbatere vibrare

Debitare debavurare

Tratament termic

Sablare

Polizare şlefuire

Control

amestec de nisip şi pulbere din forme arse

căptuşeli de turnare

nisip ars de miezuri

maselote bavuri

alice alice pulbere metalică

pietre polizor emulsie

aşchii metalice praf abraziv

Piese rebuturi

MATERIALE

lianţi organici şi anorganici

amestecuri de formare

ATELIERE AUXILIARE

ATELIERE PRODUCTIVE DEŞEURI

Page 70: Gestionarea Deseurilor Industriale

65

Fig. 2.15. Schema deşeurilor industriale într-o secţie de forje.

bare, tagle, emulsii capete de bară, tagle rupturi de scule bucăţi defecte aşchii metalice

Debitare

Încălzire

Curăţire, ţundăr, oxizi

Forjare

Debavurare

Tratament termic

Sablare

Calibrare

Polizare-şlefuire

Control tehnic

combustibili solizi, lichizi sau gazoşi

lubrefianţi

MATERIALE OPERAŢII TEHNOLOGICE DEŞEURI

praf de cărbune căptuşeli, cărămizi

Ţunder (arsuri) Oxizi (rugină)

ţunder pulberi metalice arsuri - scorii arsuri - oxizi

bavuri debuşeuri

ţunder (arsuri) oxizi (rugină)

alice nisip - griblură alice, nisip

pulbere metalică spărturi, praf abraziv abrazive

piese defecte utilaje, scule casate

cârpe, bumbac, ulei de întreţinere cârpe murdare ulei uzat

Page 71: Gestionarea Deseurilor Industriale

66

2.2.3. Deşeuri industriale în secţiile de prelucrări mecanice Prelucrările prin aşchiere ca: strunjirea, frezarea, rebutarea, mortezarea, găurirea, alezarea şi pilirea (fig. 2.16) sunt operaţii tehnologice care se regăsesc în toate întreprinderile constructoare de maşini şi în atelierele mecanice de sculărie, matriţerie şi întreţinere (mecano-energetice).

a) b)

c) d)

e) f)

g) h) Fig. 2.16. Diferite operaţii de prelucrare mecanică:

a) strunjirea; b) găurirea; c) tăierea ; d) şlefuirea; e) îndoirea talelor; f) filetarea; g) tăierea cu pânza de bomfaier; h) tăierea cu foarfecul aligator.

Aceste operaţii pot porni de la metale laminate în bare sau de la piese turnate sau forjate. Unele piese au prevăzute în tehnologia lor de fabricaţie şi operaţiile de tratament termic intermediar de îmbunătăţire, între operaţiile de strunjire-degrasare şi

Page 72: Gestionarea Deseurilor Industriale

67

strunjire-finisare, sau tratament termic de călire după care urmează operaţia de rectificare şi şlefuire (fig. 2.17).

Fig. 2.17. Schema deşeurilor industriale într-o secţie mecanică.

bare laminate piese turnate lichid de răcire (emulsie de petrol, săpun, bactericide)

capete de bară, aşchii metalice particule metalice ulei uzat rebuturi

Strunjire

Frezare - rabotare

Găurire - alezare

Suflare - spălare

Tratament termic

Spălare

Rectificare

Spălare

Control tehnic

piese forjate, turnate lichide de răcire (emulsie desăpun, bactericide)

aer comprimat

MATERIALE PRELUCRARE PRIN AŞCHIERE DEŞEURI

aşchii metalice particule metalice ulei uzat piese respinse

emulsie cu ulei uzat

hidraţi, mâl

sare ulei apă

spumă nămol - mâl

apă detergent

piese defecte scule, dispozitive maşini casate

cârpe, bumbac, ulei de întreţinere a maşinilor deşeuri

Decantare - filtrare

Control

Decantare - filtrare

Control

apă detergent

Decantare - filtrare

ulei solubil petrol bactericide

Control

particule de metal abrazive ulei uzat

piese finite

Page 73: Gestionarea Deseurilor Industriale

68

Execuţia mecanică a pieselor se mai face şi prin extrudere din pulbere metalică însă, în general, pentru piese de dimensiuni reduse nu are o prea largă răspândire. Reziuduurile industriale în cadrul prelucrărilor mecanice sunt în cea mai mare cantitate de natură metalică, feroase şi neferoase şi sub diferite forme şi dimensiuni: capete de bară, aşchii, pulbere metalică, şi tot felul de rebuturi constatate la posturile de control inter-faze sau la controlul final. Acestea pot fi din turnare, laminare şi forjare care fiind ascunse n-au putu fi descoperite decât la faza de aşchiere: dacă aceste defecte sunt iremediabile, piesele se rebutează şi devin deşeuri industriale25. 2.2.4. Deşeuri industriale din secţiile de construcţie a şasiului şi caroserie de autovehicule Deşeurile industriale mai substanţiale ce rezultă în atelierele de construire a şasiurilor şi caroseriilor de autoturisme şi autobuze sunt capete de ţeavă rectangulară şi căzături din tabla de grosime variabilă de la 0,5 la 1,2 mm (fig. 2.18). Aceste deşeuri, îndeosebi cele de tablă pot fi reutilizate pentru execuţia unor piese mai mici, fie direct, fie prin asamblarea lor prin sudură. În tinichigerie căderile sunt puţin importante, mai ales că tabla sosind după planurile combinate acestea este în cantitatea mică şi se foloseşte pentru operaţiuni secundare. Ca deşeuri principale poate fi considerat electrodul de bronz. Celelalte deşeuri de lemn, fâşii de la diferite garnituri, ambalaje rămase de la şuruburi de asamblare etc., reprezintă deşeurile diverse care sunt de mai mică importanţă decât deşeurile metalice. Deşeurile metalice (căzăturile de tablă sau ţeavă) sunt compactate în baloturi de 30 la 80 kg şi-şi urmează destinaţia la cubilou sau la cuptoarele electrice de turnat piese unde sunt acceptate baloturi mai uşoare decât în siderurgie. Prin balotare se creează posibilitatea de a fi evacuate şi transportate mai uşor la destinaţii de ordinul zecilor şi sutelor de km. În schema din fig. 2.4 este reprezentat fluxul tehnologic pentru construcţia şasiului şi caroseriei de autobuze26. 2.2.6. Deşeuri industriale rezultate într-o vopsitorie pentru caroserii auto Într-o vopsitorie apar multe deşeuri industriale dar foarte puţine pot fi recuperate. În general acestea se prezintă sub formă de nămol sau diverse resturi solide (fig. 2.19). Nămolurile pot avea două origini.

- din materialele necesare preparării caroseriei înainte de vopsire şi după vopsire;

- nămolurile au în conţinutul lor lichide alcaline sau acide.

25 Bularda Gheorghe, Bularda Doru-Cristian şi Catrinescu Theodor – Reziduuri menajere, stradale şi industriale. Colectarea, depozitarea şi valorificarea materialelor refolosibile, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1992. 26 Bularda Gheorghe, Bularda Doru-Cristian şi Catrinescu Theodor – Reziduuri menajere, stradale şi industriale. Colectarea, depozitarea şi valorificarea materialelor refolosibile, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1992.

Page 74: Gestionarea Deseurilor Industriale

69

Fig. 2.18. Schema reziduurilor industriale rezultate într-o secţie de construcţii metalice

pentru şasiu şi carcasă de autovehicule.

MATERIALE FLUX TEHNOLOGIC REZIDUURI

ţevi rectangulare

Tablă în pachete

Ambutisare tablă

Sudura elementelor carcasă

Pansonare

Asamblare carcasă

lubrefianţi

Sudare

Redresare

Prindere în şuruburi

electrozi

şuruburi

Debitare

Sudare piese

Ansamblare şasiu

electrozi

electrozi

Grunduit şasiu

Asamblare carcasă

Redresare

Montaj diverse

Montaj diverse

Montaj general învelit

cu tablă

Montaj capace laterale

capete de ţevi

electrozi fâşii de tablă perie de lemn lubrefianţi bucăţi ţeavă electrozi

debuşeuri

reziduuri de electrozi

resturi diferite - metalice - nemetalice

şuruburi ambalaje

Diverse căzături de metal, lemn, cârpe de şters

Page 75: Gestionarea Deseurilor Industriale

70

Fig. 2.19. Schema deşeurilor industriale într-o secţie de vopsitorie auto.

emulsie apă + solvenţi

mastic hârtie carton pânză de sifon

pânză abrazivă burete

hârtie de protecţia vopselei

MATERIAL FLUXUL TEHNOLOGIC DEŞEURI

CAROSERIE

Polizat suduri

Degresat

Clătire - spălare

Ştergere cu lavete

Fosfatare

Spălare

Uscare

Chituire

Vopsire electroforeză

Degazare

Polimerizare în etuvă

Lustruit

Vopsire prin pulverizare

Etanşare

Lustruire fină - lăcuire

Control final

piatră abrazivă apă

detergent apă

apă

lavete, cârpe

apă produse chimice

apă

aer, cârpe

chit

praf abraziv

apă

apă

emulsie

emulsie

detergenţi grăsimi pământ

filtre nămol

solvenţi hârtie vopsea chit

vopsea apă

înlăturarea pigmenţilor

Spumă de vopsea

apă

pânză abrazivă + apă

mastic

Spălare automată

apă apă+abraziv

noroi resturi solide

Page 76: Gestionarea Deseurilor Industriale

71

Deşeurile de nămol sunt puţin toxice însă aspectul lor este dezagreabil iar manevrarea acestora este incomodă. Nămolul apare din cauză că în tot procesul tehnologic se folosesc lichide ca apă, vopsea, lubrefianţi, solvenţă care se amestecă cu praful abraziv şi metalic, chit şi alte resturi solide27. 2.2.7. Deşeurile industriale într-un atelier de tapiţerie În atelierele de tapiţerie se confecţionează îmbrăcămintea autovehiculelor în interior şi a scaunelor. Această îmbrăcăminte poate fi din material plastic pe suport textil sau din pluş (pânză pluşată). Astfel, pentru autobuze tapiţeria are în fluxul său următoarele operaţii:

- pregătirea materialului din plastic pe suport textil (guterspan), pe masa de croitori şi a şabloanelor de croire;

- croirea materialului după şablon; - asamblarea materialului la maşina de cusut; - lipirea materialului prin presare la presele speciale; - îmbrăcarea blatului şi buretelui cu husă; - fasonarea şi fixarea cu agrafe; - tunsul materialului pe margini şi prinsul în colţuri R 25.

Din toate acesta operaţii deşeurile industriale mai substanţiale le formează căzăturile de la croitori şi tundere de material plastic pe suport textil şi de burete. În schema din figura 2.20. rezultă care sunt deşeurile industriale într-o secţie de tapiţerie de confecţionat îmbrăcămintea interioară pentru autoturisme. În cadrul secţiei de tapiţerie sunt mai multe ateliere asemănătoare (ca flux tehnologic) pentru a se putea realiza întreaga producţie necesară unei serii mari de autoturisme din întreaga întreprindere28.

27 Bularda Gheorghe, Bularda Doru-Cristian şi Catrinescu Theodor – Reziduuri menajere, stradale şi industriale. Colectarea, depozitarea şi valorificarea materialelor refolosibile, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1992. 28 Bularda Gheorghe, Bularda Doru-Cristian şi Catrinescu Theodor – Reziduuri menajere, stradale şi industriale. Colectarea, depozitarea şi valorificarea materialelor refolosibile, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1992.

Page 77: Gestionarea Deseurilor Industriale

72

Fig. 2.20. Schema deşeurilor industriale într-o secţie de tapiţerie auto.

ţesături aerifice pvc – imitaţie de piele

MATERIAL FLUXUL TEHNOLOGIC DEŞEURI

Scărmănare

Cardare

Cusut suport pânză cart

Decupare

Pregătiri material

Destrămare

Pre-cardare

vată pâslă saci iută pânză

fire aţă

Asamblat elemente de garnituri de

scaune

particule metalice pământ

fibre scurte deşeuri textile

praf de scame

panglici – sârmă de oţel

praf de scame

deşeuri textile

Cardare praf de scame

Croitorie

pânză de cort

Decupat - tăiat

mochete fetru unsoare

deşeuri textile

Lipire

pluş

Croitori

Decupat - tăiat

clei de lipit

ambalaje de la lipire

ambalaje de la aţă deşeuri textile fibre plastice

Tighelit tapiţat perne

Cusut confecţii

aţă de cusut

aţă de cusut

Îmbrăcăminte scaune

deşeuri, defecte

căzături textile vată

căptuşeală rebuturi ambalaje

Tapiţerie

Tapiţat pavilion (interiorul carcasei)

Tapiţat duşumea

Către îmbrăcare finală

Page 78: Gestionarea Deseurilor Industriale

73

Capitolul 3

DEŞEURI INDUSTRIALE Deşeu industrial – reprezintă acele deşeuri rezultate în urma activităţilor industriale1, 2 3.1. ÎNSCRIEREA/CLASIFICAREA DEŞEURILOR

Prin conceptul „determinare a deşeului” trebuie să se înţeleagă în primul rând încadrarea unui material din deşeu (tip de deşeu) într-o categorie de deşeuri generală. Este raţional să se opereze o încadrare într-o grupă de deşeuri în funcţie de modul de formare (generare şi colectare). Pentru scopuri statistice, este necesară şi o clasificare supraordonată a tipurilor de deşeuri în funcţie de branşe, ramura industrială sau procese, în cadrul cărora este generat deşeul.

În timpul determinării deşeurilor, adică al stabilirii tipului, se constată dacă acestea necesită sau nu necesită o manieră specială de supraveghere, după legislaţia europeană, dacă sunt sau nu periculoase. Ce deşeuri am putea regăsi aici, aflăm din originea lor sau de la elementele caracteristice materialelor. De obicei, deşeurile „periculoase” provin de la întreprinderi industriale.

Pasul următor este identificarea unui metode adecvate de salubrizare. Metodele şi instalaţiile legate de aceasta sunt prezentate în tabelul 3.1.3.

Tabelul 3.1 Metode de salubrizare.

Metoda de salubrizare Prescurtare Depozite pentru gunoi menajer şi alte depozite pentru deşeuri care necesită supraveghere

DGM

Depozite supraterane pentru deşeuri speciale DDS Depozite subterane pentru deşeuri speciale (de exemplu saline) DST Mono-depozite (numai unul sau puţine tipuri de deşeuri sau o grupă) MD Instalaţii de incinerare a gunoiului menajer sau alte Instalaţii de incinerare pentru deşeuri nepericuloase

IGM

Instalaţii de incinerare pentru deşeuri speciale IDS Instalaţii de tratare biologică (compostare, fermentare) ITB Instalaţii de tratare chimică-fizică TFC

1 Rogoff Marc J. şi Willoams John F. – Approaches to implementing solid waste recycling facilities, Nozes Publication, Park Ridge, New Jersey, U.S.A., 1994; 2 Pankratz Thomas M. – Environmental engineering dictionary and directory, Lewis Publishers, S.U.A., 2001 3 Xxx - Manual privind activitatile specifice din domeniul gestiunii deseurilor municipale, http://www.gestiuneadeseurilor.ro/

Page 79: Gestionarea Deseurilor Industriale

74

Pentru domeniul depozitării, la clasificarea deşeurilor trebuie luate în considerare şi alte criterii, care vizează comportarea la depozitare (rezistentă, macerare, emisii de gaze). 3.2. CATALOGUL TIPURILOR DE DEŞEURI VALABIL IN COMUNITATEA EUROPEANĂ

Statele Uniunii Europene au fost de acord pe 12 octombrie 1993 cu propunerea Comisiei Europene asupra unei liste a deşeurilor, conform directivei 75/442/CEE despre deşeuri, modificată prin directiva 91/156/CEE. Comisia a denumit această listă Catalog European de Deşeuri – CED şi a obligat statele membre la introducerea CED in legislaţia proprie. CED creează astfel o bază unitară pentru denumirea deşeurilor în interiorul Comunităţii Europene şi pune la dispoziţia utilizatorului o terminologie comună bogată. Ea trebuie preluată de statele membre în dreptul comunitar şi folosită pentru a întocmi un cadru mai sigur pentru gestionarea deşeurilor – salubrizare, valorificare etc.

La încadrarea deşeului într-un tip anume trebuie avut în vedere faptul că, în cadrul titlurilor capitolului, care fixează primul şi al doilea loc pentru numărul-cheie al deşeului, pot apărea împărţiri după branşă, proces, origine şi tip de deşeu. Dacă s-ar folosi alternativ mai multe titluri de capitole, ar trebui ca al doilea titlu (în funcţie de branşă sau proces) să fie plasat înaintea titlului privind tipul de deşeu.

Într-un capitol trebuie ales titlul mai special înainte celui mai general (locul 1-4) (tabelul 3.2.). În grupă, denumirea mai specială precizează tipul de deşeu (tabelul 3.3.)4.

Tabelul 3.2 Construirea cheii deşeurilor în CED.

Locul 1 Locul 2 Locul 3 Locul 4 Locul 5 Locul 6 Locul 1-2 = titlu de capitol

Observaţie: este preferabil să se aleagă un titlu de capitol în funcţie de branşă sau proces!

Locul 1-4 = grupa de deşeu Este valabil titlul de grupă mai special!

Locul 1-6 = tipul de deşeu după denumirea deşeului

Exemplul 1:

CED – Grupa 15 01 = ambalaje CED – Denumirea… 01 = hârtie şi carton CED – Denumirea… 02 = plastic

Tabelul 3.3

Tipul de deşeu. Cheia CED Denumirea CED a tipului de deşeu Grupa CED

15 01 01 Hârtie şi carton Ambalaje

4 Xxx - Manual privind activitatile specifice din domeniul gestiunii deseurilor municipale, http://www.gestiuneadeseurilor.ro/

Page 80: Gestionarea Deseurilor Industriale

75

15 01 01 Hârtie şi carton Ambalaje 15 01 02 Plastic Ambalaje

20 01 01 hârtie şi carton fracţiuni colectate selectiv 20 01 02 sticlă fracţiuni colectate selectiv 20 01 03 bucăţi mici de plastic fracţiuni colectate selectiv

Exemplul 2

CED – Grupa 20 01 = fracţiuni colectate selectiv (din gunoiul din localităţi)

CED – Denumirea 02 = sticlă CED – Denumirea 03 = bucăţi mici de plastic CED – Denumirea 08 = resturi organice din bucătărie, compostabile

3.3. DEFINIREA DEŞEURILOR ÎN ROMÂNIA Determinarea deşeurilor în România s-a realizat în trecut numai pe baza standardului tehnic SR 13 350/96, prin care se efectua o încadrare foarte generală în grupe de deşeuri. Prima preluare a CED in România s-a realizat în anul 1999, prin emiterea HG nr. 155/1999, publicată pe 23 martie 1999 în Monitorul Oficial nr. 118. Aceasta a fost abrogata recent, prin HG 856/2002 privind evidenta gestiunii deşeurilor şi pentru aprobarea listei cuprinzând deşeurile, inclusiv deşeurile periculoase. HG 856/2002 stipulează obligaţia agenţilor economici:

- să ţină evidenţa gestiunii deşeurilor generate, pe tipuri de deşeuri, inclusiv cele periculoase, pe formulare speciale;

- să raporteze ATPM periodic datele solicitate privind gestiunea deşeurilor;

- să utilizeze codificarea pentru fiecare tip de deşeu, după procedura din hotărâre. Toate datele statistice privind gestionarea deşeurilor transmise anual de agenţii economici se păstrează de către ATPM intr-un registru de evidenţă pe o perioadă de minimum 3 ani. În cazul în care agenţii economici desfăşoară şi activităţi de depozitare, alături de datele despre cantităţile din fiecare tip de deşeu, trebuie să se mai precizeze:

- tipul depozitării; - tipul tratării; - scopul salubrizării (de exemplu la rampă) sau al valorificării (de exemplu

prin REMAT); - cantitatea deşeurilor depozitate definitiv; - locul de depozitare şi tipul depozitului.

3.4. DIRECTIVA PRIVIND DEŞEURILE PERICULOASE (91/689/CEE) Încă din 1978, Comunitatea Europeană a emis o directivă despre deşeurile toxice şi periculoase, care trebuia aplicată de către statele membre. Directiva a fost anulată în 1991 şi înlocuită de „Directiva Consiliului din 12 decembrie 1991 privind deşeurile periculoase (91/689/CEE)”. Pe lângă informaţii despre gestionarea deşeurilor

Page 81: Gestionarea Deseurilor Industriale

76

periculoase, directiva conţine în art. 1.4 definiţia conceptului „deşeuri periculoase”. Pe 22 decembrie 1994 Comunitatea Europeană a introdus „Lista deşeurilor periculoase”. 3.5. DEŞEURI PERICULOASE CONFORM ORDONANŢEI DE URGENTĂ NR. 78/2000 (LEGEA 426/2001)

În România la ora actuală se poate spune, pe baza Ordonanţei de Urgentă nr. 78/2000, aprobata prin Legea nr. 426/2001, dacă un deşeu este periculos, dacă necesită deci măsuri de supraveghere speciale. Conform anexelor Ic până la Ie, deşeul trebuie încadrat în categoria „deşeu periculos” dacă are anumite caracteristici (tabelul 3.4.)5.

Tabelul 3.4 Modul de încadrare a deşeurilor periculoase.

Domeniul de apreciere Criterii / caracteristici Tipuri generale şi categorii de deşeuri periculoase (nr. IC)

Reziduuri din anumite domenii de utilizare şi metode (de exemplu din protecţia plantelor agricole, industria chimică, deşeuri din spitale, pirotehnie).

Elemente specifice deşeurilor periculoase (nr. IE)

Anumite proprietăţi chimice şi fizice ale materialului care pot conferi grad de periculozitate (de exemplu, uşor inflamabile, explozibile) şi care pot produce efecte care dăunează sănătăţii (de exemplu malformaţii genetice, riscul cancerului etc.)

Substanţe conţinute în deşeurile periculoase (nr. ID)

Anumite elemente chimice şi compuşi dăunători, din deşeul periculos, care conţin unul dintre elementele menţionate în anexa.

Este posibilă o încadrare a deşeurilor, în funcţie de gradul lor de periculozitate şi

o dată cu aceasta, de necesitatea de a fi supravegheate, conform sistematizării de mai sus. Totuşi, compatibilitatea cu sistemele de salubrizare ale statelor europene este de abia la început, deşi a fost atinsă conformitatea terminologiei. Lista deşeurilor periculoase specificate în Directiva 94/904/CE furnizează denumirile deşeurilor periculoase ca şi posibilitatea de a le codifica, maniera care a fost preluata şi în dreptul naţional românesc. 3.6. NOMENCLATORUL DEŞEURILOR INDUSTRIALE Din datele statistice rezultă că au fost inventariate peste 700 de sorturi de materiale care se regăsesc în deşeuri şi care pot constitui materii prime sau materiale refolosibile. Până în prezent, nomenclatorul materialelor refolosite are componenţa din tabelele 3.5 şi 3.6., iar în Anexa nr.1 este prezentat Catalogul European al Deşeurilor (H.G. nr. 155 – 1999). Acest nomenclator nu este imuabil, el se lărgeşte pe măsură ce apar noi tehnologii convenţionale sau neconvenţionale de prelucrare şi valorificare a unei game tot mai mari de materiale ce ajung în deşeuri. Chiar şi în cadrul acestui

5 Xxx - Manual privind activitatile specifice din domeniul gestiunii deseurilor municipale, http://www.gestiuneadeseurilor.ro/

Page 82: Gestionarea Deseurilor Industriale

77

nomenclator pentru o parte din materiale s-au stabilit sarcini minimale de colectare întrucât tehnologiile de prelucrare şi valorificare nu sunt perfecţionate din care cauză s-au creat stocuri mari din asemenea materiale fără mişcare cum este cazul unor sortimente de textile sau cauciucuri (anvelope auto care nu mai pot fi reeşapate)6.

Tabelul 3.5. Nomenclatorul materialelor refolosibile din industria metalelor

Nr. crt.

Codul Denumirea materialului Observaţii

1. 18 Oţel din care: 2. 909 Oxizi de fier Elemente de aliere:

3. 829 Nichel Nu sunt incluse materialele

4. 856 Ferowolfram (72 % W) refolosibile din aliaje cu:

5. 838 Feromolibden (60 % Mn) - cobalt 6. 811 Ferocrom (65 % Cr) - stibiu 7. 1005 Fontă - magneziu 8. 2509 Curpu - mercur 9. 2919 Cenuşi de cupru ( inclusiv Cu C – 1) - seleniu 10. 3505 Bronz - tantal 11. 3006 Alamă - titan 12. 7106 Plumb - tungsten 13. 7302 Oxizi de plumb - cu excepţia celor

cuprinse 14. 7507 Staniu – compoziţii antifricţiune, aliaje de

lipit zinc în carburile sudate în

15. 6752 Zinc, inclusiv drojdii capătul uneltelor tăietoare

16. 6903 Cenuşi şi staniu de zinc (cuţite, freze etc.) 17. 5506 Aluminiu 18. 6502 Cenuşi de aluminiu (inclusiv AlC – 1 şi

AlC – 2)

19. 2001 Metale dure (carburi) 20. 9107 Cărămizi refractare silico-aluminoase 21. 9205 Cărămizi refractare magneziene 22. 9508 Corpuri abrazive

Tabelul 3.6.

Nomenclatorul materialelor refolosite nemetalice Nr. crt. Codul Denumirea materialului

11 009 Hârtie cartoane din care valorificate ca atare (intern) 12 005 Textile vechi

6 Bularda Gheorghe, Bularda Doru-Cristian şi Catrinescu Theodor – Reziduuri menajere, stradale şi industriale. Colectarea, depozitarea şi valorificarea materialelor refolosibile, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1992, ISBN 973-31-0418-3 ;

Page 83: Gestionarea Deseurilor Industriale

78

17 003 Cioburi sticlă (pe sortimente: semialbă, colorate, geam) 14 104 Anvelope refolosite din care: 14 113 Anvelope apte pentru reparare 14 309 Camere de aer uzate 15 002 Mase plastice din care: 15 109 Polietilenă de mică densitate 15 207 Polietilenă de mare densitate din care: 15 262 Navete 15 403 PVC 15 501 Polistiren, inclusiv ABS

În afară de nomenclatorul mai există unele materiale – deşeuri – cu caracter pur specific pentru care există alţi coordonatori cum este cazul uleiurilor minerale, folosite de autovehicule ce se colectează de către Centrala PECO, sau a deşeurilor din construcţii ca: tâmplărie metalică, cărămizi şi altele rezultate din demolări pe care le colectează unităţile primăriei.

Page 84: Gestionarea Deseurilor Industriale

79

CAPITOLUL 4

DEŞEURI SOLIDE 4.1. Deşeuri feroase În orice activitate desfăşurată în industrie, în agricultură, în comerţ, în gospodăriile colective sau individuale, se produc reziduuri care au fost definite ca fiind reziduuri industriale, reziduuri menajere şi reziduuri stradale şi că în componenţa acestora există materii prime, materiale refolosibile şi energie potenţială care pot fi colectate, recuperate şi valorificate ca atare sau prin prelucrare. Materialele refolosibile metalice îşi au sursele în reziduurile industriale (refuzuri, resturi, rebuturi), în reziduuri menajere (obiecte metalice de uz casnic uzate) şi în reziduuri stradale (diverse obiecte metalice casate, pierdute sau aruncate). Materialele feroase refolosite apar în reziduurile industriale provenite din industria siderurgică în care se elaborează fonta şi oţelul, conţinând cu toată diversitatea de ramuri industriale în care produsele siderurgice sunt prelucrate (construcţii de maşini) sau utilizate ca atare (în construcţii, căi ferate etc.) şi terminând cu recuperarea părţii feroase din mijloacele fixe casate. În funcţie de sursele industriale unde se formează materialele feroase se poate stabili următoarea clasificare:

- materiale feroase refolosite rezultate din industria siderurgică; - materiale feroase refolosite provenite din activitatea industrială în care se

prelucrează sau se utilizează produse siderurgice; - materiale feroase refolosite provenite din casări de fonduri fixe.

Materialele refolosibile feroase din industria siderurgică. Structura acestei grupe de materiale feroase rezultate în industria siderurgică este complexă şi de aceea clasificarea lor se rezumă numai la următoarele două categorii:

- materiale feroase prăfoase; - materiale feroase sub formă de bucăţi.

Materialele feroase prăfoase. Aceste materiale feroase, sub formă de praf sau mâl, provin de la instalaţiile de epurare a gazelor evacuate şi a apelor uzat rezultate din procesele tehnologice siderurgice. Colectarea lor se face atât sub aspect ecologic, pentru evitarea poluării aerului şi a apei, cât şi sub aspectul economic pentru valorificarea intrinsecă ca materie primă de înlocuite a celei obţinute în ţară sau din import. Cantitatea acestor materiale este de circa 25 % din componenţa gazelor descărcate în atmosferă la secţiile siderurgice, de unde rezultă că la un milion de tone de oţel produs într-un an se pot obţine, din gazele evacuate în atmosferă, între 25 – 30 mii

Page 85: Gestionarea Deseurilor Industriale

80

tone materiale feroase refolosibile cu un conţinut de 60 – 70 % Fe, care raportat la producţia de 1 milion tone oţel totalizează o cantitate de 20 mii tone pe an. În apele uzate, evacuate din sectorul laminoare, se găsesc, de asemenea, cantităţi de materiale feroase cu un conţinut de 60 – 70 % Fe care, raportate la producţia anuală de 40 milioane tone oţel, totalizează o cantitate de circa 20 mii tone pe an. Materiale feroase sub formă de bucăţi rezultă nemijlocit din procesele de elaborare a fontei şi oţelului şi din procesele de laminare şi nu din materiale secundare provenite din epurarea gazelor şi a apei uzate, ca în cazul materialului feros sub formă de praf. Din punct de vedere al cantităţii, materialele feroase în bucăţi depăşesc cu mult cantităţile materialelor feroase sub formă de praf. În cadrul combinatelor siderurgice sursele de materiale feroase sub formă de praf sau bucăţi pot fi grupate în funcţie de sectoarele tehnologice. 4.1.1. Materialele feroase de la sectorul furnale Materialele feroase în bucăţi la sectorul furnale se regăsesc în cantităţi mult mai mici decât materialele feroase sub formă de praf deoarece cele în bucăţi există doar în reziduurile industriale care apar accidental precum scursurile şi lipiturile din fontă. Aceste reziduuri solidificate se mărunţesc şi devin materiale feroase refolosibile, în bucăţi. În schimb materialele feroase sub formă de praf în sectorul de furnale apar la toate operaţiile de pregătire a minereului ca: manipularea în depozite, concasare, sortare, omogenizare, aglomerare, transport pe bandă şi în toate operaţiile în care minereul de fier este manipulat pentru alimentarea furnalelor. Instalaţiile de pregătire a încărcăturii feroase a furnalului, respectiv fabricile de aglomerare şi instalaţiile de paletizare a minereului, sunt surse deosebit de bogat în praf de minereu cu un conţinut de fier între 30 – 40 % Fe. În 24 ore o instalaţie de aglomerare cu o capacitatea anuală de 1 milion de tone aglomerat, produce între 12 – 18 milioane m3 de gaze cu un conţinut de praf de 3 – 6 g/m3. Ca locuri generatoare de reziduuri sub formă de praf de minereu se poate menţiona în primul rând zona de captare a aerului de combustie care antrenează particulele din praful de încărcătură supus aglomerării şi apoi zona de ciuruire a aglomeratului cald sau rece, urmate apoi de locul de transbordare din circuitul transportoarelor cu bandă. La furnale, în cursul procesului de elaborare a fontei, gazele formate antrenează din încărcătura furnalului particule solide, denumite în mod curent praf (gaze) de furnal. Acest praf de furnal (gazele evacuate) conţin particule solide între limite destul de largi (25 g/m3 – 100 g/m3) în funcţie de calitatea încărcăturii (proporţia de material fin) şi de regimul de funcţionare a furnalului (la mersul cu presiune înaltă conţinutul de praf scade în mod sensibil). Mai sunt şi alte locuri unde apar materiale feroase sub formă de praf, însă mai puţin importante, cum sunt: gura de încărcare a furnalului, locurile se sortare a materiilor prime şi de dozare cu alimentatoare, la cântărire etc.

Page 86: Gestionarea Deseurilor Industriale

81

4.1.2. Materiale feroase de la sectorul oţelărie La toate agregatele de elaborare a oţelului ce folosesc oxigenul de mare puritate, care, suflat în baia de oţel pentru accelerarea reacţiilor de afânare măreşte productivitatea acestora, provocând apariţia reziduurilor sub formă de praf. Astfel, la cuptoarele Martin, la care se foloseşte oxigen, se produce un volum de gaze evacuate de 5 – 8 m3/t de oţel cu un conţinut de diferiţi oxizi care ajung în perioada de afânare la 5 – 8 g/m3 de gaz. De asemenea, la cuptoarele electrice (fig. 4.2.) care folosesc oxigenul se ajunge la o concentraţie a conţinutului de praf de până la 8 g/m3, care după epurare, scade la 0,02 8 g/m3, rezultând deci o importantă cantitate de material feros, prăfos, cu un conţinut de circa 40 % Fe.

Fig. 4.1. Cuptor electric.

Convertizoarele (fig. 4.3.) care folosesc oxigenul prin suflarea la partea superioară, cum sunt cele de al Combinatul Siderurgic Galaţi, produc în gazele evacuate o cantitate de praf ce variază între 30 – 50 g/m3, ceea ce revine la 10 – 25 kg praf pe tona de oţel elaborat.

Fig. 4.2. Convertizoare.

Praful obţinut având în proporţie de 80 % o granulaţie de 0,8 – 0,05 μm conţine în jur de 60 % Fe. În ceea ce priveşte materialele feroase în bucăţi, în cadrul oţelăriilor reziduurile industriale solide sunt mai considerate decât în sectorul de furnale, ajungând la o proporţie în medie de 2 – 4 % din producţia de oţel brut elaborată. Oţelul care se solidifică în canalele de furnale, în pâlniile de turnare, în orificii, lingourile turnate incomplet, lingourile cu defecte respectiv rebuturi, lingourile lipite de

Page 87: Gestionarea Deseurilor Industriale

82

lingotieră, oţelul răcit şi solidificat în oalele de turnare, scursurile din oala de turnare, sub formă de scoarţe, stropi etc., sunt reziduurile industriale de turnare care constituie materialele refolosite feroase ce apar în procesul de elaborare şi turnare a oţelului. 4.1.3. Materiale feroase de la sectorul de laminare Sectorul de laminare (fig. 4.4.) dintr-un combinat siderurgic constituie cea mai însemnată sursă de poluare a apei industriale, datorită ţunderului (oxid de fier) şi uleiului în suspensie rezultate în cursul diferitelor operaţii de răcire şi curăţire care au loc în procesul de laminare. Astfel, apele reziduale de la laminare conţin particule de oxid de fier – ţunder – într-o cantitate ce variază între 1 g/l în cazul laminoarelor de benzi la cald şi tablă groasă şi 5 g/l în cazul laminoarelor degresoare. Materialul feros sub formă de praf refolosibil în cazul unui combinat este de circa 20 mii t cu un conţinut de circa 70 % fier, la 1 milion de tone oţel.

Fig. 4.3. Imagini din sectorul de laminare.

La aceasta se mai adaugă şi oxizii de fier ce apar la instalaţiile de flamare în flux, aplicate în scopul asigurării calităţii de suprafaţă a semifabricatelor laminate. Materialele feroase în bucăţi constituie cantitatea cea mai importantă în cadrul sectorului de laminoare. Se începe de la laminorul degresor (bluming sau şleping), se continuă cu laminoarele de semifabricate şi se termină cu laminoarele finisoare de produse plate, profile, ţevi, sârmă etc. În toate aceste secţii de laminoare obţinerea unor produse de calitate impune eliminarea prin tăiere a capetelor sau laturilor, zone în care apar în mod frecvent defectele de laminare. Aceste reziduuri industriale, denumite în siderurgie şutaje, reprezintă în medie circa 27 % din producţia de oţel laminată. Acest procent variază destul de mult în funcţie de tipul produsului laminat. Acest procent variază destul de mult în funcţie de tipul produsului laminat. Astfel, în cazul produselor plate, procentul de şutaje variază între 29 % pentru bandă laminată la cald şi 31 % pentru tablă groasă şi bandă laminată la rece, ca apoi să scadă la 20 % pentru profile grele, sau 22 % pentru profile uşoare. În cazul sârmei acest procent este de 23 – 24 %. Rezultă că, datorită variaţiei mari a procentului pentru determinarea resurselor de materiale feroase, (şutaje) provenite din sectorul laminoare, trebuie avută în vedere structura sectorului respectiv. La turnarea continuă, în loc de laminare, acest procent de şutaje se reduce cu circa 10 %. 4.1.4. Materiale feroase de la sectorul forjă

Page 88: Gestionarea Deseurilor Industriale

83

Din prezentarea detaliată a reziduurilor industriale rezultate la forjă şi din schiţa fluxului tehnologic din figura 2.15. rezultă că majoritatea materialelor refolosibile feroase au în general aceeaşi structură ca a acelora din sectorul siderurgic. Există şi materiale refolosibile prăfoase provenite din pulberi (praf) metalice, din ţunder (oxizi de fier) şi praf metalic combinat cu praful abraziv, dar mai important, cu cantităţi însemnate, sunt materialele refolosibile feroase în bucăţi: capete de bară sau de ţigle, rupturi, bavuri, bucăţi şi piese defecte şi rebutate precum şi aşchii metalice care se regăsesc din abundenţă în sectorul prelucrări prin aşchiere, şi în atelierele de debitare (fig. 4.5).

1

Fig. 4.4. Prezentarea operaţiei de forjare.

4.1.5. Materiale feroase din industria prelucrătoare Industria prelucrătoare este industria constructoare de maşini şi industria construcţiilor metalice care constituie a doua sursă de reziduuri industriale respectiv de materiale refolosibile feroase provenite din prelucrarea produselor siderurgice (laminate sau turnate). Acestea, aşa după cum rezultă şi din schema reziduurilor industriale într-o secţie mecanică de prelucrare a produselor siderurgice laminate sau turnate, se prezintă în general sub forma resturilor rezultate prin tăiere, ştanţare, ambutisare ca şi sub formă de aşchii metalice rezultate de la aşchiere, frezare, rabotare, găurire, alezare, filetare şi alte operaţii de prelucrarea prin aşchiere. Ponderea acestor materiale refolosibile feroase provenite din reziduurile industriale ale industriei prelucrătoare prin aşchiere a produselor siderurgice sau ale construcţiilor metalice este substanţială şi în limite care variază mult. Valorile reprezentative în continuare dovedesc acest lucru: - construcţii metalice 3 %; - fabricarea materialului rulant feroviar 10 %; - fabricarea recipienţilor şi a ambalajelor metalice 12 %; - fabricarea locomotivelor 15 %; - fabricarea maşinilor electrice 16 %; - industria navală 23 %; 1 Xxx - http://www.euskalforging.com/2proceso6.html

Page 89: Gestionarea Deseurilor Industriale

84

- fabricarea de tractoare 24 %; - fabricarea maşinilor electrice 25 %; - fabricarea maşinilor unelte 27 %; - industria autovehiculelor 30 %. Aceste procente reprezintă volumul de reziduuri feroase rezultate raportat la consumul de produse siderurgice pentru fiecare din categoriile industriale analizate. Pentru determinarea volumului materialelor feroase refolosite din reziduurile industriale rezultate în aceste tipuri de industrie trebuie cunoscut consumul intern de produse siderurgice (producţia de laminoare plus importul de laminare minus exportul de laminate) şi repartiţia procentuală pe ramurile industriale consumatoare a acestor produse siderurgice. 4.1.6. Materiale feroase din alte ramuri industriale În rândul surselor pentru obţinerea de materiale refolosibile feroase trebuie incluse şi unele reziduuri prăfoase cu conţinut feros, rezultate în cursul unor procese tehnologice din alte ramuri industriale şi care pot folosi în industria siderurgică după o prelucrare prealabilă. Acestea sunt: cenuşile de pirită şi nămolurile roşii. Cenuşile de pirită rezultă prin prăjirea piritelor în procesul de fabricare a acidului sulfuri şi care conţine 40 – 65 % fier, 0,08 – 1,8 % Zn, 0,01 – 1,2 % Pb, 2,0 – 29,5 argint/t, până la 1,2 aur/t etc. Există diferite metode prin care metalele neferoase pot fi extrase, iar partea reziduală a materialului care constituie un aglomerat feros se poate utiliza în încărcătura furnalelor. Prelucrarea cenuşilor de pirită în scopul valorificării lor este necesară şi sub aspectul evitării poluării mediului înconjurător. Nămolurile roşii. Nămolurile roşii (fig. 4.6) sunt reziduurile industriale care rezultă în procesul de fabricare a oxidului de aluminiu din bauxită. Acest reziduu industrial conţine 45 – 55 % FeO3. Depozitarea controlată a acestor reziduuri industriale ar provoca mari dificultăţi din punct de vedere al poluării apelor. Din această cauză se impune o neutralizare specială.

Fig. 4.5. Nămol roşu.

Există însă metode industriale de fabricare a acestor reziduuri care, în afară de faptul că le neutralizează, la transformă într-un aliaj de fier cu conţinut de carbon de 1 – 3 % ce poate fi utilizat în oţelării.

Page 90: Gestionarea Deseurilor Industriale

85

4.1.7. Materiale feroase vechi rezultate în afara proceselor tehnologice Materialele refolosibile feroase sunt acele materiale provenite din casări, reparaţii sau colectarea de la populaţie. În general, în ţara noastră în terminologia uzinală încă se mai foloseşte noţiunea de „fier vechi” şi aceasta include toate reziduurile feroase care constituie partea feroasă solidă a încărcăturii cuptoarelor de elaborare a oţelului, indiferent de sursele din care provin aceste reziduuri. În conformitate cu STAS-ul 6058 – 88 materialele refolosibile feroase pentru retopire se pot împarte astfel:

- materiale refolosibile feroase “vechi” sunt acele materiale provenite din casări, reparaţii sau colectate de la populaţie (fig. 4.6);

- materialele refolosibile feroase “noi” sunt acele materiale rezultate din activităţile de producţie (metalurgie, construcţii de maşini, confecţii metalice, construcţii-montaj etc.).

Fig. 4.6. Materiale refolosibile feroase vechi.

Deci, materialele refolosibile feroase vechi care se încadrează în denumirea de „fier vechi” (în adevăratul sens al cuvântului) provin din două surse principale: sectorul industrial – prin casările de utilaje, maşini, agregate, instalaţii, construcţii metalice, autovehicule, material rulant, nave etc., şi sectorul particular – prin casarea de obiecte şi aparate de uz casnic realizate integral sau în parte din materiale feroase (fonte sau oţel) şi reziduuri menajere (ambalaje, cutii, bidoane etc.). 4.2. Deşeuri neferoase Colectarea, recuperarea şi valorificarea materialelor refolosibile neferoase a devenit o problemă economică deosebită datorită faptului că resursele de minereu şi concentrate neferoase sunt în scădere, iar preţul de cost al metalelor neferoase este în creştere. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile neferoase din reziduuri (deşeuri, rebuturi) constituie o sursă care are o pondere medie între 20 – 40 % din producţia de metale neferoase (Zn – 20 %, Al – 30 %şi Cu – 40 %). 4.2.1. Terminologia deşeurilor neferoase

Page 91: Gestionarea Deseurilor Industriale

86

Toate standardele, cu excepţia STAS 3017 – 78 – Materiale secundare ;i materiale neferoase -, odată cu înlocuirea celor vechi, au schimbat terminologia din “materiale secundare” şi „deşeuri” în ”materiale refolosibile”. Aşa de exemplu STAS 6058 – 78 – Materialele secundare şi deşeuri feroase – a fost înlocuit cu STAS 6058 – 88 – Materiale refolosibile feroase. La fel şi celelalte STAS- uri din domeniul hârtiei, textilelor, de producţie animalieră etc., au înlocuit denumirea de “materiale secundare” cu ”materiale refolosibile” şi este corect să fie aşa pentru că în trecut aceste deşeuri, resturi, rebuturi şi alte refuzuri din industrii nu erau urmărite ca acum pentru refolosite. Sursa materialelor refolosibile neferoase o constituie reziduurile industriale formate din capete de profile laminate, şutaje, reţele de turnare, aşchii metalice neferoase, rebuturi definitive (iremediabile), scursuri metalice, cenuşi, oxizi, zguri, şlamuri precum şi cele rezultate din mijloace fixe casate, materiale casate, piese sau subansamble de la mijloacele fixe casate sau scoase din uz cu ocazia reparaţiilor şi cele colectate direct de la populaţie sau din rampele de reziduuri menajere, cum sunt obiectele de uz casnic şi de folosinţă îndelungată provenite de la populaţie. 4.3. Deşeuri nemetalice Dintre materialele nemetalice mai importante, care au ca surse de colectare reziduurile industriale, stradale şi menajere şi care figurează în programele de colectare ale unităţilor de recuperare şi valorificare şi în programele de colectare direct de la populaţie, merită a fi menţionate materialele refolosibile ca: hârtie, textile, plastic, cauciuc (anvelope, camere) şi spărturi de sticlă, a căror colectare şi refolosire prezintă avantaje economice deosebite. 4.3.1. Surse de colectare şi recuperare a hârtiei O tonă de hârtie recuperată înlocuieşte o tonă de celuloză sau 4 m3 de masă lemnoasă, 800 Kwh energie electrică şi 250 kg combustibil convenţional (fig. 4.8).

Page 92: Gestionarea Deseurilor Industriale

87

2

Fig. 4.7. Deşeuri din hârtie

4.3.2. Surse de colectare şi recuperare a spărturilor din sticlă Spărturile din sticlă se folosesc la fabricile de sticlă, ca materie primă, denumită material de adăugire în procesul de fabricaţie, în proporţie de 15-20 %, iar în ultimul timp chiar până la 100 %.

Fig. 4.8. Cioburi de sticlă.

Sticla este un materiale dintre cele mai energointensive întrucât consumă în procesul de elaborare în proporţii considerabile sodă precum şi importante cantităţi de gaz metan. Cu o tonă de spărturi de sticlă se pot economisi 630 kg nisip cuarţos, 40 kg feldspat, 112 kg calcar (care nu mai trebuie săpat, transportat, purificat, prelucrat),

2 xxx - http://www.apmot.ro/documente.php?doc_pagini_id=81

Page 93: Gestionarea Deseurilor Industriale

88

implicit mari cheltuieli de energie, 180 kg sodă calcinată şi 700 m3 gaz metan, fără a mai lua în calculul de recuperare şi reintroducerea în circuit a recipienţilor obişnuiţi. 4.3.3. Surse de colectare şi recuperare a materialelor din mase plastice

O cantitate deosebite de deşeuri din mase plastice este generată de populaţie, datorită modul de ambalare a diferitelor produse lichide (fig. 4.).

3

Fig. 4.9. Deşeuri din plastic.

4.3.4. Surse de colectare şi recuperare a materialelor textile Materialele refolosite textile provin din reziduurile industriale, gospodării individuale, unităţi militare, spitale etc. 4.3.5. Surse de colectare şi recuperare a materialelor din cauciuc Materialele refolosibile din cauciuc care intră în obligaţiile de colectare de la întreprinderi şi de la populaţie sunt compuse în general din anvelope şi camere de aer uzate sau sparte. Materialele refolosite provenite din reziduurile industriale în întreprinderile de fabricaţie a produselor, obiectelor şi articolelor din cauciuc au caracterul de materiale circulante pentru care există normative de recuperare cu circuit închis.

3 xxx - http://www.co.greene.oh.us/saneng/EnvServ/Hazardous_Waste.htm

Page 94: Gestionarea Deseurilor Industriale

89

Capitolul 5

COLECTAREA ŞI RECUPERAREA REZIDUURILOR SOLIDE

Prin colectarea reziduurilor se înţelege efectuarea operaţiilor de strângere, prelucrare şi transport a acestor reziduuri în vederea neutralizării sau a valorificării lor. Una din coordonatele fundamentale ale politicii economice o constituie dezvoltarea bazei de materii prime în cadrul cărora un rol deosebit îl are intensificarea colectării, recuperării şi valorificării materialelor refolosibile, astfel încât să se asigure în mai mare măsură din producţia internă, necesarul de resurse materiale, combustibil şi energie1. Colectarea şi transportul deşeurilor şi a materialelor reciclabile reprezintă o componentă importantă în procesul de gestionare a deşeurilor, deşi aceasta este de cele mai multe ori subevaluată, ea reprezintă între 60 – 80 % din costul total de gestionare a deşeurilor şi materialelor reciclabile, de aceea orice îmbunătăţire adusă acestei componente poate reduce mult acest cost. Pentru realizarea eficientă şi organizarea optimă a colectării şi a transportului deşeurilor şi materialelor reciclabile se vor avea în vedere anumite caracteristici de referinţă2:

- mărimea zonei de colectare - structura economică a zonei - nivelul de trai al populaţiei - condiţiile urbanistice - cerinţele clientului - alegerea sistemului adecvat de colectare

Urmare a eforturilor făcute ce colectivele de muncă din fostele întreprinderi, centrale industriale şi ministere în cadrul activităţii de colectare a materialelor refolosibile, între anii 1985 – 1990, s-au colectat şi recuperat, introducându-se în circuitul economic peste 35 milioane tone fier vechi, peste 4 milioane tone fontă veche, 685 mii tone materiale refolosibile neferoase, peste 61 mii tone polietilenă, peste 400 mii tone uleiuri minerale uzate, peste 1300 mii tone maculatură, peste 500 mii tone spărturi de sticlă şi altele. Până în prezent, pentru colectarea materialelor refolosibile rezultate din procesele tehnologice şi de consum ale unităţilor economice precum şi din gospodăriile populaţiei, a existat organizată o reţea de colectare încadrată cu personal retribuit.

1 Bularda Gheorghe, Bularda Doru-Cristian şi Catrinescu Theodor – Reziduuri menajere, stradale şi industriale. Colectarea, depozitarea şi valorificarea materialelor refolosibile, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1992, ISBN 973-31-0418-3 ; 2 Xxx - http://www.arpmnv6.ro/Deşeuri/01.Colectare%20si%20transport.pdf

Page 95: Gestionarea Deseurilor Industriale

90

Această reţea de colectare are formată dintr-o centrală coordonatoare, 41 întreprinderi judeţene de recuperare şi valorificare a materialelor refolosibile, 159 centre de colectare şi recuperare şi 1566 puncte de colectare amplasate pe întreg teritoriul ţării. După modul în care sunt transportate reziduurile există următoarele sisteme de colectare3: - colectarea deschisă este aceea în care descărcarea reziduurilor se face în autovehiculele de transport deschise, prin golirea recipienţilor – în general şi aceştia deschişi sau fără capac (fig. 5.1.a) 4. Acest sistem, care se mai practică în ţara noastră, poluează mediul înconjurător şi ar trebui abandonat. - colectarea închisă sau ermetică se face cu ajutorul recipienţilor (pubele, containere) închişi prevăzuţi cu capac (fig. 5.1.b) 5, prin descărcare direct în autogunoiere care, la rândul lor sunt dotate cu sisteme mecanice de ridicare şi golire a acestora în bene închise; - colectarea prin schimb de recipienţi care constă în schimbarea recipienţilor plini, din punctele (platformele) de precolectare, cu alţii goi (fig. 5.1.c) 6. Este de fapt sistemul cu containere cu capacitatea de 3 şi 4 m3 care se aplică la noi în ţară, descris pe larg în cadrul precolectării. - colectarea în saci (fig. 5.1.d) 7 constă de fapt tot în schimb de recipienţi cu deosebirea că sacii pot fi închişi şi nu mai sunt recuperaţi, existând posibilitatea ca precolectarea să se facă în mod diferenţiat direct la locul de producere.

a) b)

c) d) Fig. 5.0.1. Sisteme de colectare.

3 Bularda Gheorghe, Bularda Doru-Cristian şi Catrinescu Theodor – Reziduuri menajere, stradale şi industriale. Colectarea, depozitarea şi valorificarea materialelor refolosibile, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1992, ISBN 973-31-0418-3 ; 4 xxx - http://www.apmot.ro/documente.php?doc_pagini_id=81 5 xxx - http://www.bizoo.ro/search_process.php?1=1&act=browsecat&ind_id=648&realm=1 6 xxx - http://www.viridor-waste.co.uk/index.php?id=55 7 xxx - http://www.softplastic.ro/saci.htm

Page 96: Gestionarea Deseurilor Industriale

91

5.1. COLECTAREA REZIDUURILOR Tipul de container, volumul acestuia, combinaţia containerelor şi frecvenţa de ridicare a deşeurilor este influenţată atât compoziţia deşeurilor, cât şi de cantitatea şi calitatea materialelor reciclabile colectate separat8. Premergătoare operaţiei de colectare a reziduurilor industriale, care se realizează de către aceste servicii (întreprinderi, unităţi) organizate mai există o fază care poate fi considerată „precolectare” şi care se realizează de către personalul de Servicii al Instituţiilor. Aşadar, precolectarea este operaţia de strângere şi depozitare pe timp limitat a reziduurilor industriale. La rândul ei, precolectarea are două faze:

- precolectarea primară care constă din strângerea reziduurilor şi depozitarea lor în recipienţi mici construiţi special sau improvizaţi (cutii, găleţi) la locul de producere;

- precolectarea secundară care se referă la adunarea reziduurilor rezultate în precolectarea primară şi depozitarea lor în containere – pubele – aşezate în camere, platforme, ghene sau alte locuri. În final, colectarea propriu-zisă este operaţia de ridicare a reziduurilor de la punctele de precolectare secundară şi transportul lor la platforme de depozitare şi neutralizare sau la instalaţiile de valorificare. 5.1.1. Recipiente Principiile de alegere a tipului de containere9:

- Containere confecţionate din materiale reciclate sau uşor accesibile;

- Containere uşor de identificat: fie după formă, fie după culoare sau după inscripţionări speciale;

containerele au culori vii, care contrastează cu mediul înconjurător;

containerele nu trebuie să fie prea atrăgătoare, deoarece ar putea fi sustrase pentru alte utilităţi gospodăreşti;

Ex: folosirea de containere albastre în America de Nord a stimulat cu

succes o mai bună percepţie a reciclării şi a mărit în anumite zone proporţia de recuperare de la 20% la 75%;

- Containere robuste şi/sau uşor de reparat şi de înlocuit: esenţiale pentru viabilitatea pe termen lung a unui sistem de colectare;

- Containere potrivite pentru obiectivele colectării: uşor de deschis şi de golit; suficient de mari pentru stocarea materialelor între zilele de colectare; suficient de mici pentru încărcarea manuală la nevoie.

8 xxx - http://www.arpmnv6.ro/Deşeuri/01.Colectare%20si%20transport.pdf 9 Bold Octavian Valerian şi Mărăcineanu Gelu Agafiel – managementul deşeurilor solide urbane şi industriale, Ed. MATRIC ROM, Bucureşti, 2003;

Page 97: Gestionarea Deseurilor Industriale

92

- Containere adaptate terenului: pe roţi (trasee lungi), impermeabile (acolo unde plouă mult), grele (acolo unde sunt vânturi puternice);

- Se va avea în vedere identificarea containerelor pe generatori prin adresă, nume sau număr de cod.

Coşuri de gunoi şi tomberoane de gunoi (fig.5.2.)10 - Pentru colectarea deşeurilor, drept cea mai mică unitate se utilizează astăzi din ce în ce mai rar, coşurile de gunoi cu un volum de 35 şi 50 1 din tablă de oţel zincată sau din plastic. Acestea sunt incomode, atât din punct de vedere al transportului, dar şi din punctul de vedere al capacităţii disponibile; în cazul unor deşeuri mai voluminoase, aceste coşuri se dovedesc a fi neîncăpătoare, astfel încât deşeurile trebuie depozitate lângă tomberon şi transportate separat.

În coşuri de gunoi de diferite forme şi mărimi sunt adunate deşeuri de mici dimensiuni de pe străzi, din pieţe sau parcuri care apoi sunt golite manual în autovehiculele de colectare.

Fig. 5.0.2. Coşuri de gunoi.

Urmează apoi tomberoanele cu un volum de 70 şi 110 1, care se

realizează tot cu secţiune rotunda, dar numai din material plastic (fig. 5.3.) 11, 12, 13.

10 xxx - http://www.bizoo.ro/search_process.php?1=1&act=browsecat&ind_id=648&realm=1 11 xxx - http://www.monto.qld.gov.au/?pid=12 12 xxx - http://www.ci.des-moines.ia.us/departments/PW/Solid_Waste_Guidlines.htm 13 xxx - http://www.fenland.gov.uk/ccm/content/environmental-services/waste/household-waste-collection-524.en

Page 98: Gestionarea Deseurilor Industriale

93

Fig. 5.0.3. Tomberoane.

Pubele mari şi containere pentru deşeuri (fig. 5.4.) 14, 15, 16 - Datorita

cantităţii crescânde de deşeuri s-au proiectat containere cu volum de 660, 770 şi 1100 1 din tablă de oţel şi pubele de 120 şi 240 1, mai rar de 360 1 din material plastic, care sunt utilizate în special în colectarea deşeurilor menajere şi a materialelor reciclabile din domeniul casnic. Pentru colectarea de cantităţi mici de deşeuri periculoase, pubelele se produc din tablă de oţel.

Pubelele, respectiv containerele, au o secţiune dreptunghiulara şi sunt prevăzute cu 2, respectiv 4 roţi. Ele pot fi mutate de către utilizator şi se pot manipula uşor de către personalul firmelor de salubritate. Containerele de dimensiuni mari cu volum de 660, 770 şi 1100 1 sunt prevăzute cu roţi dirijabile. Containerele .suple proiectate în special pentru utilizarea lor în locuri înguste (precum în subsol) cu volum de 660 şi 770 1 se produc şi din material plastic. Ele necesită un loc special de amplasare de unde personalul de descărcare să le ia şi să le duca la autovehiculul de colectare şi înapoi.

Containerele de 1100 1 îşi găsesc utilizare în special, acolo unde se adună cantităţi mai mari de deşeuri, respectiv în zone intens populate, în întreprinderi industriale, la manifestări sportive, în pieţe şi la târguri în afara greutăţii reduse a pubelelor din material plastic, acestea prezintă avantaje, în special în ceea ce priveşte suprafaţa netedă a pubelei, rezistenta la coroziune a acestora şi nivelul scăzut al zgomotului în cazul procesului de colectare a deşeurilor.

14 xxx - http://www.comtechrom.ro/category.php/Containere-pentru-colectarea-de%C5%9Feurilor/18/ 15 xxx – Metode şi tehnologii de gestionare a deşeurilor. Colectarea şi transportul deşeurilor şi a materialelor reciclabile, Ministerul Mediului şi Gospodăririi Apelor, Institutul Naţional de Cercetare – Dezvoltare pentru Protecţia Mediului – ICIM Bucureşti, http://www.arpmnv6.ro/Deşeuri/01.Colectare%20si%20transport.pdf 16 xxx - http://www.ppli-indo.com/serv_equipment.php

Page 99: Gestionarea Deseurilor Industriale

94

Fig. 5.0.4. Pubele mari şi containere pentru deşeuri.

De regulă, în astfel de pubele se adună deşeurile menajere, deşeurile

asimilabile din comerţ, industrie, instituţii şi parţial deşeuri de producţie şi deşeuri periculoase solide.

În special în cazul colectării deşeurilor de producţie şi acolo unde în perioade scurte se produc regulat cantităţi mari de deşeuri se folosesc pubele mari cu volum de până la 40 m3. Acestea sunt în special recipiente între 4 şi 20 m3 şi containere între 10 şi 40 m3, precum şi recipiente cu instalaţie proprie de comprimare (container cu compactare). Acestea sunt containere mari pentru deşeuri care se descarcă prin procedura de schimbare a pubelei. Transportul containerelor cu deşeuri lichide, nămoluri orăşeneşti şi deşeuri periculoase se va efectua în condiţii tehnice şi de siguranţă speciale.

Datorită faptului că autovehiculele de transport pentru aceste containere trebuie să ajungă până în imediata apropiere a acestora, se pun condiţii speciale pentru amplasamentul lor şi zona de acces. Containerele trebuie astfel amplasate încât să fie un loc gol pentru încă un recipient de acelaşi tip care să poată fi descărcat înainte de a-1 încărca pe celalalt plin. Containerele şi recipientele deschise sau închise se încărcă cu ajutorul sistemelor de ridicare, rulare, alunecare şi aşezare prin răsturnare. Conţinutul containerelor deschise este protejat în timpul transportului cu prelate sau plase.

Containere de colectare pentru sticlă (fig. 5.5.) 17- Sticla este colectată în pubele cu volum între 1,1 şi 5,5 m3 din oţel sau plastic. Colectarea selectivă în funcţie de culoarea sticlei joacă un rol din ce în ce mai important. Din ce în ce mai des se amplasează pubele de colectare a sticlei separat pentru fiecare culoare în parte (albă, verde şi brună). Sticla albă ocupa un procent foarte ridicat din producţia de ambalaje.

17 xxx - http://www.euractiv.ro/uniunea-europeana/articles%7CdisplayArticle/articleID_7696/Colectarea-selectiva-a-ambalajelor-reciclabile-este-obligatorie-in-Bucuresti.html

Page 100: Gestionarea Deseurilor Industriale

95

Fig.5.0.5. Containere de colectare pentru sticlă.

Containerele de colectare au orificii rotunde care în parte sunt protejate ori

de ţevi de ghidare ori de bucăţi de cauciuc. În autovehiculul de colectare aceste containere se golesc prin preluarea cu macaraua de ridicare şi deschiderea clapetei de la baza containerului. Se utilizează autovehicule de colectare cu recipiente mari, de exemplu cu un volum de până la 60 m3 sau containere mai mici, cu volum de până la 28 m3 Deoarece aceste containere sunt plasate în zone intens populate trebuie luate masuri de limitare a zgomotelor (de exemplu, căptuşirea interiorului containerului cu cauciuc).

Containere de colectare pentru hârtie - De obicei se utilizează containere cu volume de 1,1 până la 5,5 m3 din oţel sau material plastic. Acestea sunt prevăzute cu deschideri sub formă de fantă dreptunghiulară, pentru a îngreuna aruncarea altor tipuri de materiale. Acestea se pot goli cu ajutorul macaralelor de la autovehiculul de colectare prin deschiderea clapetei de la baza containerului sau prin schimbarea containerului. Pentru a micşora pericolul de incendiu se recomandă, în cazul utilizării containerelor din plastic, luarea unor măsuri speciale.

Pentru a îmbunătăţi gradul de încărcare a vehiculelor se utilizează şi instalaţii de comprimare. Dat fiind faptul că hârtia se aduce personal în locurile de colectare special amenajate, aceasta este de obicei de foarte bună calitate şi fără să aibă impurităţi. Calitatea hârtiei scade de multe ori prin sortarea necorespunzătoare în locuinţe, adăugându-se şi materialele de legare a acesteia sau chiar aruncarea premeditară în containerele de colectare pentru hârtie a altor materiale. În aceste condiţii, vânzarea hârtiei este greu de realizat.

Containere de colectare pentru dozele de aluminiu si/sau conserve metalice (fig. 5.5.)18, 19 - Colectarea de doze de aluminiu si/sau conserve metalice în containere separate are, spre deosebire de colectarea sticlei şi a hârtiei, o importanta scăzuta. Se poate aduna fie numai aluminiu fie toate tipurile amestecate, uneori şi cu alte deşeuri metalice. Aceasta colectare este problematica datorita costurilor ridicate de preluare, determinate de cantităţile scăzute de materiale colectate şi de greutatea scăzuta a cutiilor din aluminiu comparativ cu volumul ocupat. Vânzarea acestor tipuri de deşeuri este destul de dificila daca nu sunt prelucrate în vederea reciclării în industrie. Se pot folosi pubele din oţel sau plastic cu volum între 1,1 şi 5,5 m\ Golirea are loc după ce pubela a fost preluata de macaraua unui autovehicul de colectare prin

18 xxx - http://www.protectia-mediului.ro/reciclare/colectare/alte.htm 19 xxx - http://www.serpico.com.ro/produse_en.php?sc=9

Page 101: Gestionarea Deseurilor Industriale

96

deschiderea clapetei de la baza containerului în autovehiculul de colectare sau prin schimbarea containerului.

Fig. 5.0.6. Doze de aliminiu şi conserve metalice.

Containere de colectare pentru ambalaje uşoare (fig. 5.7.)20 - În acest tip de container se colectează ambalaje comerciale din materiale plastice, metale şi materiale compozite. Colectarea amestecată a acestora necesită o sortare ulterioară care se face de obicei manual. Cantitatea de deşeuri care rămâne după sortare este destul de mare astfel că pentru creşterea gradului de recuperare este necesar să se dezvolte o procedură mai eficienta de sortare a materialelor plastice precum şi crearea unei pieţe de ambalaje din materiale plastice sortate şi de produse secundare din plastic.

Pentru fiecare tip de ambalaj din material plastic pot fi utilizate containere de 4 m3 capacitate, acestea trebuie poziţionate în zone aglomerate, unde să poată avea acces un număr cât mai mare de oameni.

Acest exemplu de containere prezentate în document sunt utilizate în Germania, la noi în ţară pot f utilizate containerele mari, metalice, de 1,1 m3 la care capacul se poate bloca cu lacăt şi vor fi prevăzute cu fante de forme şi dimensiuni diferite în funcţie de tipul deşeurilor reciclabile ce trebuie introduse

Fig. 5.0.7. Containere de colectare pentru ambalaje uşoare.

Containere cu mai multe compartimente - În containerele cu mai multe

compartimente, cu pereţi despărţitori parţial reglabili, se colectează în compartimente separate deşeuri din sticlă (uneori şi separate pe culori), deşeuri din hârtie, deşeuri metalice, deşeuri din plastic şi textile, precum şi deşeuri municipale periculoase (cum ar fi baterii şi acumulatori uzaţi sau medicamente expirate), în compartimente speciale. Spre deosebire de celelalte containere, acestea se golesc doar prin procedura de schimbare a containerului. Acesta este încărcat după ce a fost descărcat un container similar de pe autovehiculul de

20 xxx - http://www.arpmnv6.ro/Deseuri/01.Colectare%20si%20transport.pdf

Page 102: Gestionarea Deseurilor Industriale

97

colectare şi transport şi este golit într-un loc special amenajat, astfel ca materialele reciclabile să rămână separate. Containerele cu mai multe compartimente au de obicei volume între 7,7 şi 22 m3 (fig. 5.8.). Pentru compartimentele de colectare ale sticlei se pot lua masuri suplimentare de reducere a zgomotului.

În punctele de colectare mai mari se pot asigura containere compartimentate pentru colectarea deşeurilor de echipamente electrice şi electronice (DEEE) voluminoase.

Fig. 5.00.8. Containere cu mai multe compartimente.

5.1.2. Sisteme de colectare 5.1.2.1. Metode de colectare

Metodele de colectare sunt de cele mai multe ori împărţite în scheme cum ar fi: "colectarea în puncte de colectare" (sau aport voluntar) şi "colectarea din poartă în poartă".

Metoda de colectare în puncte de colectare este aceea în care "locatarilor li se cere să ducă deşeurile la unul din punctele de colectare special amenajate" de către autorităţile locale responsabile sau de către firma de salubritate. Pentru aceasta metodă un container sau mai multe containere de deşeuri de capacitate mai mare, sunt poziţionate în stradă sau în locuri special amenajate în apropierea zonelor intens populate. Specific pentru aceasta metodă de colectare este faptul ca aceste containere sunt poziţionate în afara şi nu în interiorul proprietăţii locatarilor. În cazul colectării selective a deşeurilor, într-un astfel de punct de colectare vom regăsi atât containere speciale pentru materialele reciclabile cat şi containere pentru deşeurile în amestec.

În schemele de colectare din poartă în poartă, "locatarii pun deşeurile într-o pubelă/sac plasat într-un anumit loc, într-o anumită zi, în afara locuinţei lor".

De asemenea, în cazul colectării selective a deşeurilor vor exista mai multe astfel de pubele/saci în care se vor depune anumite tipuri de deşeuri şi care vor fi preluate de firmele de salubritate în zile diferite de colectare. Tabelul de mai jos prezintă unele caracteristici comune ale acestor categorii.

Tabelul 5.0.1 Comparaţie între sistemele de colectare.

Caracteristici Metoda de colectare în puncte de

colectare

Metoda de colectare din poartă în poartă

Page 103: Gestionarea Deseurilor Industriale

98

Definiţie: Deşeurile sunt duse de către locatar de la locuinţa sa la punctul de colectare.

Colectarea deşeurilor de la locuinţa/de acasă.

Sortare: Sortarea se face sau nu de către locatar. Pot fi sortate sau nu la centru.

Sortarea se face sau nu de către locatar. Pot fi sortate sau nu la centru.

Materiale colectate: Materiale separate sau materiale în amestec.

Materiale separate sau materiale în amestec.

Containere: Comunal Individual (poate fi comunal în cazul blocurilor de apartamente).

Necesitatea transportării de la consumator:

Redusă până la mare Nu există

Necesitatea transportării pentru colectare:

Redusă Mare

Cantitatea colectata De la mare la mica Mare

Nivelul de contaminare: Scăzut - în cazul colectării selective, Mare - în cazul colectării mixte

Scăzut - în cazul colectării selective, Mare - în cazul colectării mixte

Se poate vedea că unele caracteristici, în special contaminarea, depind mai

mult de faptul că materialul este colectat separat sau nu, decât de metoda de colectare utilizată. 5.1.2.2. Moduri de colectare

Colectarea în amestec - Colectarea în amestec este cea mai simplă metodă de colectare. Totodată, acest mod de colectare limitează posibilităţile ulterioare de reciclare şi tratare a deşeurilor. Colectarea în amestec a deşeurilor nu implică nici un efort din partea generatorului de deşeuri, în ceea ce priveşte selectarea pe tipuri de deşeuri.

Pentru sortarea materialelor reciclabile din deşeuri colectate în amestec este nevoie de o instalaţie de sortare mecanică (fig. 5.9)21. În această instalaţie vor fi sortate, în diferite etape, elementele componente ale deşeurilor, cu utilaje corespunzătoare sau manual. Sortarea ulterioara a materialelor reciclabile din deşeuri implica mai putina atenţie şi mai puţin interes în pregătirea şi colectarea lor din partea celor care produc deşeurile si, de asemenea, implica o munca suplimentara pentru sortare cu consum de energie, forţa de munca şi mijloace

21 xxx - http://www.ttservis.cz/trideni_odpadu/index_en.html

Page 104: Gestionarea Deseurilor Industriale

99

tehnice. Calitatea materialelor reciclabile sortate este inferioara după ce acestea au fost amestecate în recipientele autovehiculelor de colectare uneori chiar comprimate sau mărunţite. Materialele reciclabile sortate pot fi murdare sau umede, ceea ce le face greu de procesat şi valorificat în continuare. Preluarea amestecată a tuturor grupurilor de materiale reciclabile a demonstrat ca hârtia, plasticul şi sticla sunt greu de sortat în j-s, instalaţii de sortare obţinând doar parţial materiale pentru procesul de reciclare.

Fig. 5.0.9. Staţie de sortare:

1 – zona de recepţie; 2 – bandă de alimentare a staţiei de sortare; 3 – bandă de sortare; 4 – separator magnetic; 5 – evacuarea deşeurilor respinse; 6 – zonă de depozitare; 7 – grătar pentru colectare hârtie; 8 – bandă transportoare cu racleţi; 9 – presă; 10 – presă pentru

materiale metalice. Ţinându-se cont de faptul că o parte din deşeuri sunt sau nu folosite ca combustibil, în figura 5.10. este prezentată schema unei staţii de sortare care poate face o astfel de diferenţiere.

22 Fig. 5.0.10. Staţie de sortare a deşeurilor după caracteristici de combustie.

22 xxx - http://www.gec.jp/WASTE/data/waste_C-2.html

Page 105: Gestionarea Deseurilor Industriale

100

În figura 5.11. este prezentată o staţie de sortare pentru sticle.

Fig. 5.0.11. Linie automată de sortare a sticlelor.

În funcţie de gradul de automatizare, procesul de sortare a deşeurilor se poate realiza:

- manual de către muncitori (fig. 5.12.a)23; - automată (fig. 5.12.b)24.

a)

b)

Fig. 5.0.12. Metode de sortare a deşeurilor.

23 xxx - http://www.ezls.fb12.uni-siegen.de/en/EZLS_dateien/Research/projects.htm 24 xxx - http://www.gec.jp/WASTE/data/waste_C-2.html

Page 106: Gestionarea Deseurilor Industriale

101

Colectarea selectivă - În cazul colectării selective a materialelor reciclabile şi a deşeurilor în amestec, intervalele de colectare trebuie să corespundă sistemului de colectare utilizat. Perioadele dintre colectările succesive ale deşeurilor în amestec pot fi scurtate având în vedere condiţiile de igienă, pe baza reducerii cantităţilor de deşeuri prin preluarea în paralel a materialelor reciclabile. În cazul materialelor reciclabile uscate, precum sticla şi hârtia, frecvenţa colectării este determinată doar de dimensiunile pubelelor. Pubelele cu deşeurile biodegradabile colectate separat vor fi golite, pe considerente de igienă, cel puţin o dată pe săptămână.

Prin preluarea materialelor reciclabile se înţelege colectarea elementelor componente din deşeuri din care materialele pot fi recuperate. Obiectivul preluării acestor materiale din deşeuri şi reintroducerea lor în procesele de producţie ca materie primă secundară îi reprezintă economisirea materiilor prime primare şi reducerea cantităţilor de deşeuri eliminate. În acelaşi timp se pot economisi cantităţi mari de energie. De exemplu, pentru topirea cioburilor (materia primă secundară) în cazul producţiei de sticlă sunt necesare numai 2/3 din energia necesară pentru producerea sticlei din materii prime primare. Preluarea acestor materiale face parte din domeniul reciclării deşeurilor şi implică o diminuare a cantităţii de deşeuri depozitate. Alături de economia de energie şi de materii prime se obţine indirect o diminuare a deşeurilor de producţie specifice prin diminuarea cantităţii de materiale auxiliare şi suplimentare. Alături de preluarea materialelor reciclabile din deşeurile menajere este necesar să se colecteze şi să se sorteze materialele reciclabile din deşeurile asimilabile din comerţ, industrie şi instituţii si, de asemenea, din deşeurile de producţie.

Procesul de colectare a deşeurilor cuprinde şi traseul acestora de la umplerea pubelei la umplere vehiculului de colectare şi la umplerea autovehiculelor de transport. în acest context, un sistem de colectare se va baza pe combinaţia mijloacelor tehnice de lucru şi forţa de muncă umană, in special:

- procedura de colectare; - tipurile de pubele folosite; . - autovehiculele folosite; - personalul.

Într-o zonă cu diferite tipuri de construcţii şi o serie de întreprinderi mai

mari şi instituţii, colectarea nu poate fi făcută cu ajutorul unui singur sistem. Corespunzător condiţiilor din spaţii vor trebui utilizate şi diferite tipuri de sisteme de colectare.

Evaluarea unui sistem de colectare şi testarea organizării conform cererilor se poate efectua pe baza următoarelor criterii:

- nivel economic; - siguranţa muncii; - condiţii de igienă; - efectele asupra colectării de materiale reciclabile; - cerinţele impuse de staţiile de reciclare, tratare şi eliminare a

deşeurilor; - aspecte urbanistice; - confortul utilizatorilor; - frecvenţa reparaţiilor necesare;

Page 107: Gestionarea Deseurilor Industriale

102

- gradul de solicitare fizică a personalului de încărcare.

Aceste criterii trebuie analizate întotdeauna împreună şi într-o relaţie echilibrată, pentru a evita neglijarea unor domenii şi prin aceasta prejudicierea întregului sistem. 5.1.2.3. Proceduri de colectare

Există trei feluri de proceduri de colectare: a) procedura de colectare prin golirea pubelei; b) procedura de colectare prin schimbarea pubelei; c) procedura de colectare în saci de unică folosinţă.

La acestea se adaugă colectarea fără un sistem anume, care se utilizează în

transportul deşeurilor voluminoare. Pentru fiecare proces de colectare în parte există sisteme de recipiente şi utilaje speciale, cu sisteme de încărcare corespunzătoare. a) Procedura de colectare prin golirea pubelei

În cazul procedurii de colectare prin golirea pubelei, în special la transportul deşeurilor menajere şi al deşeurilor asimilabile de la întreprinderi, se utilizează pubele prevăzute cu roti, care se golesc prin intermediul unei instalaţii de ridicare şi răsturnare într-un autovehicul de colectare şi apoi se pun înapoi în acelaşi loc. Transportul pubelelor de la locul lor la marginea drumului şi înapoi se va face de către utilizator sau de către angajaţii firmei de salubritate. Sistemul de prindere prevăzut pe pubela uşurează munca personalului de încărcare. Pentru aceasta se utilizează pubele diferite în mare măsura standardizate, care vor fi golite în autovehiculele, prevăzute cu un sistem combinat de prindere pentru mai multe tipuri de pubele.

Fig. 5.0.13. Sisteme de colectare prin golirea pubelei.

În funcţie de cantitatea de deşeuri şi condiţiile de spaţiu se utilizează

pubele de diferite tipuri şi mărimi. În afară de sistemul de prindere autovehiculele de colectare sunt prevăzute la ora actuală cu un mecanism de compactare a deşeurilor, astfel încât să se poată încărcă de două sau trei ori mai multe pubele. Se utilizează autovehicule cu spaţiu de colectare a deşeurilor de până la 23 m3

Tipurile de deşeuri colectate: - deşeuri menajere sau asimilabile acestora, colectate în amestec; - deşeuri menajere pe fracţiuni (sticla, hârtie, plastice,

biodegradabile şi restul); Avantaje:

Page 108: Gestionarea Deseurilor Industriale

103

- uşurinţa în manipulare; - nu necesită un spaţiu vast de desfăşurare; - costuri de exploatare mici.

Dezavantaje:

- costuri de investirii relativ mari; - personal relativ numeros; - durata colectării relativ ridicată.

b) Procedura de colectare prin schimbarea pubelei

Această procedură poate fi utilizată în aceeaşi măsură în cazul deşeurilor cu densitate mare, precum deşeurile din construcţii şi demolări şi nămolul orăşenesc, cât şi al deşeurilor cu densitate mai scăzuta cum ar fi deşeurile menajere şi deşeurile rezultate în întreprinderile industriale, marile hoteluri, instituţii, administraţii şi spatiile de locuit.

În cazul acestei proceduri pubelele pline de la faţa locului se schimba cu pubele goale de acelaş tip. După golirea acestora, pubelele se vor plasa într-un alt loc. Dacă este necesar să se transporte pubele de tipuri şi mărimi diferite, sau dacă golirea se face neregulat numai la cerere, atunci pubelele vor fi readuse după golirea lor în instalaţia de eliminare înapoi de unde au fost luate. În acest caz se vorbeşte despre „transport direct".

Fig. 5.0.14. Sisteme de colectare prin schimbarea pubelei/containerului.

Din motive economice se utilizează containere de peste 4 m3 care se pot manipula cu ajutorul unor sisteme de răsturnare diferite.

Este posibilă comprimarea conţinutului containerului cu o presă fixă sau în containere prevăzute cu un sistem de compactare propriu.

Tipurile de deşeuri colectate: - deşeuri menajere sau asimilabile acestora, colectate în amestec; - deşeuri menajere pe fracţiuni nealterabile(sticla, hârtie, plastice) - deşeuri cu densitate mare din construcţii şi demolări; - nămoluri orăşeneşti;

Avantaje:

- uşurinţa în manipulare şi întreţinere; - personal puţin; - durata colectării relativ mică; - costuri de investiţii relativ mici; - costuri de exploatare mici.

Page 109: Gestionarea Deseurilor Industriale

104

Dezavantaje: - necesită un spaţiu de desfăşurare relativ mare; - riscul de a transporta containerele pe jumătate goale.

c) Procedura de colectare în saci de unica folosinţa

În cazul procedurii de colectare în saci de unică folosinţă deşeurile sunt adunate curat şi igienic în saci de hârtie sau plastic şi se încarcă direct în autovehiculele de colectare. Procedura de colectare se scurtează datorită faptului că nu mai este nevoie ca pubelele golite şi repuse la locul lor, iar operaţiunea de curăţare a acestora este eliminată. Încărcarea sacilor se face de obicei manual, ceea ce reprezintă o solicitare fizică mai mare a personalului.

Volumul sacilor este limitat datorita acestui fapt şi al rezistentei sacilor la maxim 110 l. În mod obişnuit se folosesc saci de 50 şi 70 1.

Având în vedere obiectivul de a evita producerea de deşeuri suplimentare, creşterea cu 3% a cantităţii de deşeu prin materialul sacului trebuie privită ca îngrijorătoare.

De regulă se folosesc saci de gunoi atunci când se produc cantităţi mai mari de deşeuri (de exemplu de sărbători, în campinguri, la târguri sau diferite manifestări la care participă multă lume) precum şi acolo unde cerinţele de igienă de colectare a deşeurilor sunt foarte stricte (de exemplu în cămine şi spitale). De multe ori sacii se adună înainte de transport în containere.

Tipurile de deşeuri colectate: - deşeuri menajere sau asimilabile acestora colectate în amestec; - deşeuri menajere pe fracţiuni (sticlă, hârtie, plastice,

biodegradabile şi restul);

Avantaje: - uşurinţa în manipulare şi întreţinere; - personal puţin; - durata colectării este foarte scurtă; - costuri de investiţii mici; - costuri de exploatare mici.

Dezavantaje:

- riscul ruperii sacilor; - necesitatea diferitelor tipuri de saci în funcţie de tipul de deşeu

colectat; d) Procedura de colectare fără sistem

Colectarea fără sistem, în cadrul căreia deşeurile se colectează neunitar după mărime şi formă sau în containere deschise, se utilizează la ora actuală numai în cazul colectării deşeurilor voluminoase. Deşeurile voluminoase trebuie aşezate la îndemâna personalului de încărcare a autovehiculelor pentru a putea fi uşor încărcate. 5.2. UMPLEREA AUTOVEHICULELOR DE COLECTARE 5.2.1. Instalaţia de umplere a vehiculelor de colectare

Page 110: Gestionarea Deseurilor Industriale

105

Printr-un sistem de ridicare şi răsturnare pneumatic sau hidraulic care se

află în partea din spate a autovehiculului de colectare, pubelele pline cu deşeuri sunt preluate, iar conţinutul este golit printr-o deschidere adaptată formei şi dimensiunii pubelei în interiorul vehiculului sau răsturnat într-o cavitate de preluare (albie). Golirea recipientului în autovehicul se face prin răsturnarea şi totodată ridicarea acestuia. Se poate asigura încărcarea vehiculului fără a produce praf, atunci când între pubela şi deschiderea pentru umplere se realizează o legătură integrală. Pentru aceasta, deschiderea trebuie să corespundă diferitelor forme şi dimensiuni ale pubelei.

Modificarea treptată a pubelelor a făcut necesară montarea a mai multor sisteme diferite de umplere la un vehicul. Aceste sisteme pot lucra independent unul de altul. În cazul deschiderilor duble se pot goli în acelaşi timp două pubele diferite cu ajutorul sistemelor corespunzătoare de ridicare şi răsturnare a pubelelor prin deschideri corespunzătoare aşezate una lângă alta în vehicul. Pubelele sunt de regulă de 120/240 1 şi de 1100 1. Instalaţiile de ridicare şi răsturnare pot fi acţionate independent una de alta şi golirea pubelelor de 120 1 şi de 240 1 poate fi realizată cu reducerea cantităţii de praf emanat. În acest caz însă este prevăzută o deschidere proprie corespunzătoare fiecărui tip de pubela în parte. Prin intermediul unor deschideri combinate se pot goli mai multe tipuri de pubele diferite.

Preluarea pubelelor se face de obicei cu aşa numitul "sistem pieptene", care apucă de jos un mâner fixat în partea din fata a pubelei. Un "pieptene dublu" poate apuca independent una de alta 2 pubele de 120/240 1. După o modificare a parametrilor este posibilă şi ridicarea unei pubele de 1100 1. Un avantaj mare a apucării cu pieptene este că pot fi manipulate pubele de diferite dimensiuni cu aceeaşi instalaţie de ridicare şi răsturnare. Există şi instalaţii de apucare cu "pieptene cu braţ de ridicare rabatabil" pentru preluarea suplimentară a pubelelor de 1100 1 cu fus. (vezi figura 9 şi 10

Page 111: Gestionarea Deseurilor Industriale

106

Fig. 5.0.15. Instalaţii de apucare cu "pieptene cu braţ de ridicare rabatabil"

5.2.2. Sistem de comprimare în autovehiculele de colectare •

La colectarea deşeurilor menajere şi asimilabile şi a deşeurilor voluminoase se utilizează autovehicule speciale închise. Acestea au spatii de încărcare închise cu sisteme diferite de comprimare a deşeurilor. Ele se încărcă prin deschiderile obişnuite sau cu sisteme aflate la partea din spate a autovehiculului.

În cazul autovehiculelor cu sistem de comprimare rotativ deşeurile cad prin deschizătura din peretele posterior fix al vehiculului într-un tambur care se roteşte în jurul propriei axe. Tamburul care se roteşte cu aproximativ 4 rotaţii pe minut este prevăzut cu un melc (spirală) interior sudat. Tamburul se va roti în aşa fel încât spirala să deplaseze deşeurile către partea din faţă a vehiculului. Prin deplasarea continuă a deşeurilor către faţă (către peretele din faţă a tamburului) se obţine comprimare de 2 până la 4 ori. Prin rostogolirea continuă şi prin presarea şi ruperea bucăţilor mai mari printre spirele melcului şi a părţilor fixe ale carcasei apare un efect de micşorare şi de amestecare fără de care nu este posibilă comprimarea deşeurilor mai voluminoase. Trebuie însă avute în vedere efectele amestecării asupra prelucrării ulterioare a deşeurilor. În cazul arderii, acest efect este benefic, dar nu şi în cazul sortării pentru recuperarea de substanţe care se pot revalorifica. În special apare umezirea şi murdărirea hârtiei prin resturile biodegradabile.

Autovehiculele cu sistem de presare a deşeurilor se încărca întotdeauna printr-o anticameră plasată imediat după deschiderea pentru încărcare. O placă de presiune acţionată hidraulic ce este legată de un perete de presare goleşte anticamera şi umple prin comprimare containerul vehiculului de transport. Peretele din faţă a containerului poate fi acţionat hidraulic pe toata lungimea containerului. Cel mai mare grad de comprimare se obţine în domeniile de lucru ale plăcii de presare şi peretelui împingător.

La începutul operaţiunii de umplere peretele din faţă se împinge până aproape de anticamera. Încet, încet odată cu umplerea containerului peretele din faţă glisează până la poziţia cea mai din faţă păstrându-se însă în mod automat

Page 112: Gestionarea Deseurilor Industriale

107

presiunea din interiorul încărcăturii şi gradul comprimare pe toata lungimea containerului. Factorul de comprimare maxim care poate fi obţinu în acest fel este de 3:1. În acest caz însă nu se obţine o amestecare a deşeurilor. Doar în prima fază, anticamera este posibilă o oarecare micşorare a deşeurilor foarte voluminoare (fig. 5.16).

Fig. 5.0.16. Procesul de încărcare a containerului cu presă.

Pentru a se evita dezvoltarea de presiuni în pereţii containerului aceştia

trebuie întăriţi. Încărcarea peste măsură a containerului şi prin aceasta depăşirea sarcinii admisibile pe osie se poate evita cu ajutorul unor semnalizatori, care pornesc atunci când se ajunge la sarcina limită admisibilă întrerupând astfel procesul de încărcare. 5.3. TRANSPORTUL DEŞEURILOR

Prin transportul deşeurilor se înţelege totalitatea proceselor care încep după colectarea deşeurilor şi se încheie cu predarea acestora la instalaţiile de reciclare, tratare şi sau eliminare a acestora. Transportul deşeurilor este de două feluri:

- transport la distanţă mică; - transport la distanţă mare.

După colectarea deşeurilor de la locul la care acestea au fost generate

urmează transportul la distanţă mică la instalaţia de reciclare tratare şi/sau eliminare a deşeurilor care se găseşte în apropiere sau la o staţie de transfer. De la staţia de transfer deşeurile ajung prin transportul la distanţă mare la o instalaţie centrală de reciclare, tratare şi/sau eliminare. 5.3.1. Sisteme de transport

Din punct de vedere al gradului de încărcare există 3 tipuri de transport: - transport plin; - transport gol; - transport intermediar.

Principii de alegere a vehiculelor de colectare25:

- se vor alege vehicule care consumă o cantitate minimă de energie, dar cu o complexitate tehnică necesară pentru a colecta în mod eficient materialele vizate - trebuie ţinut cont de faptul că operaţiile de colectare şi

25 Bold Octavian Valerian şi Mărăcineanu Gelu Agafiel – managementul deşeurilor solide urbane şi industriale, Ed. MATRIC ROM, Bucureşti, 2003;

Page 113: Gestionarea Deseurilor Industriale

108

transport au costuri relativ ridicate; - vor fi preferate echipamente fabricate local, cu o concepţie

tradiţională a vehiculelor şi cu calificare locală, ori de câte ori este posibil, completate la nevoie cu asistenţa experţilor naţionali şi internaţionali (utilizarea de vehicule adaptate la condiţiile concrete de climă);

- se vor alege utilaje care pot fi întreţinute şi reparate local şi pentru care suri disponibile pe plan local piese de schimb;

- în zonele deluroase sau aglomerate se vor alege vehicule acţionate manual, tractate de animale sau vehicule mecanice uşoare;

- se vor alege vehicule fără compactoare, remorci, basculante sau dube în zonele unde populaţia este dispersată sau deşeurile sunt deja dense; acestea sunt mai eficiente în ceea ce priveşte consumul de carburanţi, exploatarea şi întreţinerea lor;

- vor fi avute în vedere, după caz avantajele sistemelor hibride: vehicule mici- satelit acţionate manual, electric sau cu propan, care alimentează un vehicul mai mare staţionar sau cu mişcare lentă (vehicul cu compactare sau un autocontainer);

- vor fi avute în vedere, în zonele urbane industrializate, vehicule cu compactare (atunci când pe traseele de colectare sunt mulţi generatori, iar deşeurile nu sunt prea dense sau prea umede);

- utilizarea vehiculelor cu colectare automată - atunci când este posibilă aducerea pe roţi a containerelor (cu capacităţi de cea. 120 - 240 litri) din gospodării la punctele de colectare;

- în zonele industrializate, unde colectarea separată a deşeurilor organice şi a altor materiale reciclabile este o prioritate, se vor alege vehicule mixte: cu două compartimente pentru colectarea eficientă a două fluxuri de materiale;

- pentru colectarea materialelor reciclabile amestecate se vor alege vehicule specializate în reciclare: care pot asigura compactarea materialelor plastice, stocarea uscată a hârtiei, colectarea sticlei pe culori şi calităţi separate, a metalelor şi nemetalelor.

Vehiculele de colectare şi transfer trebuie să ţină seama de teren, climă şi profilul aşezării. De exemplu, folosirea vehiculelor descrise este adecvată mai ales în zonele cu climă uscată, dar trebuie asigurată combaterea prafului şi posibilitatea acoperirii încărcăturilor în sezonul ploios şi în perioadele cu vânt. Dacă vehiculele de acest fel se încarcă vârfuit cu deşeuri, acestea vor cădea, reducând astfel considerabil eficacitatea sistemului de colectare.

La selectarea unui vehicul, un factor important este densitatea locuinţelor şi raportul existent între locuinţele pentru o familie şi pentru mai multe familii, fapt care va determina numărul de opriri ale vehiculului. Dispunerea străzilor, pantele, traficul şi suprafaţa drumurilor influenţează uşurinţa de a manevra.

Vehiculele cu compactor lucrează prost în zone cu climă foarte umedă, deşeurile sunt adesea umede şi dense. în această situaţie, vehiculele cu compactare au tendinţa de a stoarce umezeala şi de a împrăştia scurgerile pe străzi. De asemenea, în zonele în care se arde cărbune, unde deşeurile sunt bogate în cenuşă, acestea nu pot fi compactate mai mult. Modelele de colectare cu compactor, din ţările dezvoltate sau din oraşele cu creştere rapidă, cu echipe

Page 114: Gestionarea Deseurilor Industriale

109

formate din mai mulţi membri, pot reprezenta soluţia potrivită datorită existenţei străzilor suficient de largi pentru astfel de vehicule. în unele cazuri, vehiculele cu compactoare pot fi fezabile dacă sunt asociate cu un mic vehicul satelit de colectare cum ar fi cărucioare acţionate cu propan sau manual, care colectează deşeurile din zonele aglomerate şi le aduc la vehiculul mare.

Atitudinile culturale faţă de deşeuri pot să determine frecvenţa colectării sau alegerea tipului de containere. Tradiţiile legate de vehicule şi disponibilitatea şoferilor afectează alegerea vehiculului. Consideraţiile culturale iau în considerare şi faptul dacă populaţia este dispusă să vadă deşeurile în vehicul sau dacă acestea trebuie ascunse imediat vederii; dacă este neplăcut să se audă un anunţ al sosirii vehiculului; cine poate manipula deşeuri şi în ce împrejurări şi ce punct de depozitare este acceptabil. Se menţionează că atitudinile culturale sunt uneori modificate în oarecare măsură prin educaţie.

O eroare frecventă în alegerea sistemelor de colectare şi de transfer este presupunerea că toate fluxurile de deşeuri sunt ia fel Compoziţia fluxului de deşeuri variază nu numai în funcţie de anotimp, ci şi în funcţie de categoria etnică şi socială din aceeaşi ţară. Există o variaţie relativ mare între ţări, emisfere şi continente.

În ţările cu venituri mici, deşeurile sunt de obicei bogate în materiale organice deoarece alţi constituenţi sunt îndepărtaţi înainte de depozitare sau între depozitare şi colectare. Ţările cu venituri mari, dimpotrivă, au tendinţa de a avea în deşeuri o proporţie mai mică de deşeuri organice, dar mai multă hârtie, sticlă, materiale plastice şi metale.

Luând în considerare cele prezentate anterior, au apărut diferite tipuri de maşini de transportat deşeuri (fig. 5.17) 2627, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36.

26 xxx - http://www.who.int/water_sanitation_health/hygiene/envsan/tn07/en/index.html 27 xxx - http://www.comtechrom.ro/product.php/Autospeciala-16-22-mc/5/ 28 xxx - http://www.westu.org/default.asp?menuid=10395&sub1menuid=10410&sub2menuid=10551&sub3menuid=10566 29 xxx - http://www.alphagreen.gr/ergouk.htm 30 xxx- http://www.wastecycle.co.uk/index.asp?c=1020 31 xxx - http://www.viridor-waste.co.uk/index.php?id=86&menu=services 32 xxx - http://www.viridor-waste.co.uk/index.php?id=57 33 xxx - http://www.viridor-waste.co.uk/index.php?id=56 34 xxx - http://www.danville-va.gov/page.asp?menuid=2820&sub1menuid=2838&sub2menuid=2956&sub3menuid=3907 35 xxx - http://www.tampagov.net/dept_solid_waste/residential_services_division/images/fully%20automated%20large.jpg 36 xxx - http://www.co.henrico.va.us/utility/solidwaste/bulkywastecollections.html

Page 115: Gestionarea Deseurilor Industriale

110

Fig. 05.0.17. Metodede transportat deşeuri.

Transportul rutier al deşeurilor

Autovehiculele de colectare şi transport al deşeurilor sunt camioane cu recipiente speciale, care se încărca direct sau camioane pe care se pot monta pentru transport containere de capacitate mare care se montează deja încărcate. Acestea din urmă se pot folosi atât pentru transportul la distante mici cat şi la distante mari.

Page 116: Gestionarea Deseurilor Industriale

111

Un autovehicul poate fi utilizat dacă respectă anumite condiţii constructive ca de exemplu dimensiuni ale containerului de încărcare şi încărcarea maximă pe fiecare axă.

O condiţie principală impusă autovehiculelor de colectare este să poată încărca cat mai multe deşeuri. Mărirea din ce în ce mai mult a capacităţii autovehiculelor este limitata de greutatea maxim admisă şi de uşurinţa de manevrare a autovehicului.

La fixarea dimensiunii vehiculului de colectare şi transport se vor avea în vedere:

- încărcătura utila; - distanţa către staţia de transfer sau la staţia reciclare, tratare şi/sau

eliminare; - sistemul de recipiente; - topografie, limitările şi dificultăţile în traficul rutier; - lăţimea drumurilor pe distantele parcurse de vehiculele de

colectare sau de transport; - timpul de lucru zilnic şi pauzele angajaţilor; - mărimea echipei de colectare a deşeurilor.

Transportul deşeurilor pe cai feroviare

Toate transporturile feroviare au în comun faptul ca deşeurile după colectarea lor cu autovehicule rutiere trebuie să ajungă la o staţie de transfer (fig.5.18)37, 38. Acolo, de cele mai multe ori, după compactare se încărca în vagoane şi se transporta la diferite instalaţii de reciclare, tratare şi/sau eliminare a deşeurilor. Transportul feroviar se poate face în containere de comprimare, în containere cu sistem rotativ de comprimare, sau în cazul deşeurilor necomprimate, în vagoane deschise la partea superioară acoperite cu prelate sau plase.

Fig. 05.0.18. Transporul feroviar al deşeurilor.

Un avantaj în cazul transportului feroviar este independenţa acestui tip de

transport de condiţii meteorologice şi faptul că circulaţia rutieră nu este îngreunată. De aceea trebuie acordată o atenţie deosebită accesului la cale ferată în cazul planificării unei staţii de transfer sau a unei instalaţii de reciclare, tratare şi/sau eliminare a deşeurilor.

37 xxx - http://www.rematsalaj.ro/net/fisiere/dotare.htm 38 xxx- http://images.google.ro/imgres?imgurl=http://www.edie.net/Library/features/images/LAB0123_4t.jpg&imgrefurl=http://www.edie.net/Library/view_article.asp%3Fid%3D1374%26channel%3D0&h=91&w=100&sz=8&hl=ro&start=109&tbnid=iMFveLYjyUWb3M:&tbnh=75&tbnw=82&prev=/images%3Fq%3Dwaste%2Btransport%26start%3D100%26ndsp%3D20%26svnum%3D10%26hl%3Dro%26sa%3DN

Page 117: Gestionarea Deseurilor Industriale

112

Datorita cantităţilor mari şi gradului de încărcare mare care se poate transporta numai cu un tren, transportul feroviar este indicat în special în cazul deşeurilor masive cu densitate mare ca de exemplu fier vechi, zgura, deşeuri din construcţii şi demolări sau nămoluri orăşeneşti. Transport feroviar al deşeurilor menajere şi al celor asimilabile din comerţ, industrie şi instituţii devii interesant şi fezabil numai atunci când trebuie transportate la distante foarte mari, sau când nu există depozite de deşeuri în apropierea oraşelor. Transportul deşeurilor pe cai navale

Deşeurile pot fi încărcate în staţiile de transfer şi pe nava de transport sau în containere pe diferi nave (fig. 5.19) 39. De asemenea, pe calea apei se pot transporta cantităţi mult mai mari de deşeuri în comparaţie cu transportul pe căai rutiere. Transportul naval al deşeurilor se întâlneşte relativ rar. Nivelul ridic sau scăzut al apei şi îngheţurile pot îngreuna transportul naval regulat. În astfel de cazuri nave transportoare pot juca rol de tampon pentru câteva zile. De asemenea trebuie avute în vede perioadele de transport mari uneori, chiar săptămâni sau chiar luni de transport, perioade care sunt admisibile doar în cazul deşeurilor nealterabile.

Fig. 5.0.19. Navă petru trasportul deşeurilor.

Transbordarea în staţii de transfer

Transportul deşeurilor implica transportarea acestora de la locul de colectare la centrele de reciclare tratare şi/sau eliminare, iar în cazul distanţelor foarte mari, deşeurile pot fi duse la staţiile de transfer unde vor fi transbordate în autovehicule de capacităţi mari şi apoi transportate la centrele reciclare, tratare şi/sau eliminare.

Transbordarea deşeurilor la o staţie de transfer se poate face fie direct din autovehiculul de colectare într-un alt mijloc de transport fie indirect prin stocarea intermediară într-un buncăr. În cazul folosirii unor prese pentru deşeuri este nevoie de buncăre de stocare intermediare. Acestea îndeplinesc rolul unui depozit tampon, prin care se asigură o funcţionare continuă, în cazul livrării în etape a deşeurilor. De acolo deşeurile sunt transportate, de exemplu, cu ajutorul podurilor rulante cu benzi zimţate, cu ajutorul platbenzilor sau a utilajelor de împingere către dispozitivele de încărcare.

In principiu, într-o staţie de transfer se desfăşoară 3 operaţiuni principale: - predare (tipul de predare);

39 xxx - http://www.turbosquid.com/FullPreview/Index.cfm/ID/307638

Page 118: Gestionarea Deseurilor Industriale

113

- pregătire (transbordare cu sau fără comprimare); - încărcare (corespunzător tipului de mijloc de transport folosit în

continuare).

Predarea - Predarea deşeurilor se poate face doar cu ajutorul autovehiculelor administraţiei locale sau, în unele cazuri, cu autovehicule private. Dacă autovehiculele private au permisiunea de a livra direct deşeuri, este necesar să se prevadă, pe lângă un cântar şi o casa de marcat, locuri de descărcare suplimentare corespunzătoare autovehiculelor private care au dreptul să livreze.

Pregătirea - Prin pregătire în cadrul operaţiunii de transbordare a deşeurilor se înţelege manipularea deşeurilor după predare în cadrul staţiei de transfer. Deşeurile pot fi încărcate direct sau după ce au fost în prealabil stocate temporar într-un buncăr şi compactate sau nu în mijloacele de transport pentru distante mari.

Încărcarea şi descărcarea mijloacelor de transport - Modul de încărcare depinde de mijlocul de transport folosit. Transportul la distanţă se poate face pe căi rutiere, navale sau feroviare. Predarea deşeurilor se face de regulă cu autovehicule rutiere. Şi transportul la distanţă a deşeurilor este indicat a se face de regulă pe cai rutiere (fig. 5.20). În cazul transportului rutier containerele de capacitate mare montate pe vehicul se încărcă direct.

Fig. 5.0.20. Sisteme de transbordare rutiere.

În cazul transportului feroviar containerele de capacitate mare deja

încărcate sunt preluate de un pod rulant şi aşezate pe vagonul trenului. La destinaţie de obicei acestea sunt reîncărcate în camioane, pentru a ajunge mai uşor la depozitul de deşeuri sau la instalaţia de reciclare, tratare şi/sau eliminare.

Page 119: Gestionarea Deseurilor Industriale

114

Fig. 5..0.21. Sisteme de transbordare feroviare

Este posibilă şi descărcarea directă din autovehiculele de colectare în

vagoane de capacitate mare deschise la partea superioară. Descărcarea la destinaţie se va realiza cu ajutorul unei instalaţii de macarale cu graifăr. Ajustajele de tablă din interiorul recipientelor înlesnesc utilizarea completă a capacităţii de umplere. Golirea se face prin rotirea recipientului în jurul propriei axe în sens invers, (fig. 5.21.). Capacitatea recipientelor este de aproximativ 73 m3 până la 50 tone deşeuri.

La transportul naval la distanţe mari autovehiculele de colectare fie răstoarnă direct conţinutul în nava de transport deschisă la partea superioară (fig. 5.22), fie prin intermediul unor prese de deşeuri în recipiente de capacitate mare care vor fi transportate cu ajutorul macaralelor pe navele care transporta containere. Navele cu fundul plat deschise la partea superioară pot fi descărcate la destinaţie cu ajutorul macaralelor cu graifăr. Emisia de praf în cazul încărcării navelor deschise se poate combate prin desfăşurarea operaţiunii într-un mediu acoperit şi printr-o uşoară depresiune (efect de vid). 5.4. DISTANŢA PÂNĂ LA LOCUL DE PROCESARE SAU DE ELIMINARE FINALĂ.

Întrucât unul din motivele principale ale includerii transferului într-un sistem de deşeuri este mărirea eficienţei de transport spre procesare sau eliminare, o practică sănătoasă trebuie să cuprindă o evaluare a distanţei de la zonele de colectare până la aceste amenajări comparativ cu transportul direct la amenajarea de eliminare.

Page 120: Gestionarea Deseurilor Industriale

115

Fig. 5.0.22. Reprezentarea sistematică a diferitelor variante de transportare a deşeurilor.

Autovehicule ale serviciilor de salubrizare publice

Autovehicule ale serviciilor de salubrizare particulare

Descărcarea directă fără staţie de transfer

Descărcarea directă cu staţie de transfer

Vehicule de compactare într-o staţie de transfer

Compactor integrat în autovehiculul de transport

Compactor staţionar

Presă de compactare în baloţi

Mărunţire

Pe căi rutiere

Pe căi feroviare

Pe căi navale

Instalaţii în aer liber

Construcţii din oţel

Construcţii din beton

Tipul transportului la distanţă

Transferare fără compactare

Transferare cu compactare

Tipul transbordării deşeurilor

Tipul livrării deşeurilor

Clădiri din prefabricate

Cu un etaj

Cu mai multe etaje

Tipul instalaţiilor

Sistematizarea transportului

deşeurilor

Page 121: Gestionarea Deseurilor Industriale

116

5.4.1. Consideraţii sanitare şi de mediu privind transferul deşeurilor [1,11,12]

Din perspectiva la nivel de sistem, operaţiile de transfer pot aduce beneficii pentru mediu şi sănătate în următoarele moduri:

- pot reduce emisiile în aer şi consumul de carburant datorită eficienţei sporite a colectării şi transportului; pot reduce şi consumul de energie;

- accesul la materiale pentru pre-procesare, culegerea de deşeuri sau recuperarea de materiale, împreună cu îndepărtarea articolelor voluminoase sau vătămătoare, reduce consumul de carburant şi măreşte recuperarea;

- măsurile sigure pentru pre-prelucrare şi culegere de deşeuri pot îmbunătăţi condiţiile sanitare şi de lucru ale culegătorilor de deşeuri care altfel ar prelucra materialele din groapa de gunoi sau din depozitul deschis; existenţa transferului într-un sistem de colectare referitoare la accesul căruţelor şi al rutelor cu parcurs scurt. Astfel gropile de gunoi pot fi amplasate cu mai multă consideraţie pentru factorii de sănătate publică şi de mediu, cum sunt condiţiile hidrogeologice, reţinerea scurgerilor şi a gazelor de fermentare precum şi izolarea fizică a amenajării pentru minimizarea ameninţării reprezentată de vectorii de boli, cum ar fi rozătoarele.

Staţiile şi punctele de transfer pot crea probleme pentru sănătatea umană şi pentru mediu, [11,12]:

- impactul negativ asupra vecinătăţii poate include zgomotul, emisiile în aer precum şi emisiile de scurgeri şi uleiuri de la vehiculele de colectare şi transfer precum şi de la amenajările pentru întreţinerea vehiculelor;

- staţiile şi punctele de transfer au potenţialul de a produce probleme de miros, gunoaie şi vectori de boli, dar cum ele facilitează o colectare mai intensă şi mai promptă, pot adesea să echilibreze problemele de acest fel.

- lipsa de control poate conduce la transformarea unui punct de transfer al unei comunităţi în loc de aruncare necontrolată a deşeurilor. 5.4.2. Calculul capacităţii de transport

Pentru dimensionarea parcului de autotransportoare şi a containerelor

necesare pentru transportul deşeurilor aferente unei localităţi se procedează ia următoarele calcule, [2, 9]:

- Debitul mediu zilnic

( ), ,1

t d med S medd

Q Q Qδ

= ⋅ +

în care:

1000m

med lIQ N= ⋅ [t/zi]

,S med sQ S l= ⋅ [t/zi]

Page 122: Gestionarea Deseurilor Industriale

117

unde:

δd - densitatea medie aparentă a reziduurilor, [t/m3]; Qmed- debitul mediu zilnic ai reziduurilor colectabile; Nl - numărul locuitorilor aferent centrului urban; lm - cantitatea medie zilnică de deşeuri produse de un locuitor, [kg/zi]; QS,med - debitul mediu zilnic al deşeurilor stradaie, [t/zi]; S - suprafaţa stradală a localităţii, [ha]; Is - cantitatea unitară deşeu, [t/ha.zi] (ls= 0,15 t/ha.zi); (lm= 0,80 kg/zi)

- Calculul numărului total de pubele necesar salubrizării localităţi

,t d u

pp u

Q tNV C

= ⋅

unde:

tu - timpul salubru necesar umplerii pubelei (3 zile); Vp - volumul pubelei, [m3]; Cu - coeficientul admis de umplere a pubelei, (0,90)

Toate etapele acestui flux, de la colectarea deşeurilor, manipulare,

presortare, depozitare, expediere la consumatori a deşeurilor reciclabile, incinerare, depozitare finală, au importanţa lor, iar neglijarea în abordare a oricăreia dintre acestea poate aduce prejudicii mai mici sau mai mari factorilor de mediu (cu precădere solurilor şi apelor subterane). Efectul este resimţit în reducerea eficienţei activităţii serviciului de salubritate şi compromiterea calităţii mediului.

- Numărul total al autovehiculelor colectoare pe zi şi schimb:

,,

p pa sch

u t sch a

N mN

t N Mα ⋅

= ⋅⋅

a p pM n m= ⋅ [kg]

în care:

α - coeficient al degradării pubelelor, (a = 1,05); mp - masa reziduurilor ce poate fi colectată într-un container, [kg]; Nt,sch - numărul normat al transporturilor, posibil a fi efectuat de un

autovehicul colector, pe zi, într-un schimb de 8 ore;

Ma - cantitatea totală a reziduurilor ce poate fi colectată de un autovehicul, [kg];

np - numărul de pubele care pot fi depozitate într-un autovehicul; 5.5. COLECTAREA ŞI RECUPERAREA DEŞEURILOR SOLIDE

Page 123: Gestionarea Deseurilor Industriale

118

5.5.1. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile feroase prăfoase Majoritatea materialelor refolosibile feroase rezultă din gazele arse şi a apelor uzate în procesele siderurgice. Există diferite tehnologii şi sisteme de epurare a materialelor refolosibile sub formă de praf din gaze arse, pulberi metalice sau din apele reziduale industriale şi menajere uzate. Din industriile de desprăfuire adecvate conţinutul de praf al gazelor evacuate în sectorul siderurgic poate fi redus până la valorile de 0,1 – 0,15 g/m3, ceea ce înseamnă că se poate recupera peste 97 % din cantitatea de praf iniţială. Prin sistemul de epurare în mai multe trepte, conţinutul de praf de furnal din gazele evacuate se reduce la 0,01 g/m3. Praful de furnal astfel recuperat, evaluat la circa 30 kg/t fontă are un conţinut de 40 % Fe.

La sectorul oţelărie, la cuptoarele Martin, prin adaptarea unor instalaţii (filtre de epurare corespunzătoare) se poate ajunge la reducerea conţinutului de praf în gazul evacuat în atmosferă până la 0,1 – 0,15 g/m3. Praful recuperat reprezintă circa 7 kg/t de oţel şi are un conţinut de fier de peste 50 %. Şi la cuptoarele electrice, în timpul suflării oxigenului pentru accelerarea reacţiilor de afânare, se ajunge la o concentrare a conţinutului de praf, de până la 8 g/m3 care după epurare cu instalaţii de captare şi desprăfuire a gazelor, scade la 0,02 g/m3, rezultând deci o importantă cantitate de material feros cu un conţinut de circa 40 % fier. La convertizoarele L.D. cantitatea de praf din gazele evacuate variază între 30 – 50 g/m3 ceea ce revine la 10 – 25 kg praf raportat la tona de oţel elaborat. Prin operaţia de epurare, cu conţinutul de praf din gazele evacuate se reduce la mai puţin de 0,1 g/m3. Praful obţinut, având în proporţie de 80 % o granulaţie de 0,8 – 0,05 μm conţine în jur de 60 % fier. Materiale feros se mai obţine şi din zgură din turnătorii, din ţunderul de la forje şi din nămolul apelor reziduale uzate folosite la răcirea diferitelor procese sau prelucrări tehnologice. Prin zdrobirea zgurei se obţin particule de oţel cu granulaţie cuprinsă între 5 – 300 mm granulaţie, reprezentând circa 4 5 din total zgură. După măcinare până la granulaţia de 5 %, rezultă, prin separare magnetică, un concentrat feros cu circa 45 % fier, în proporţie de peste 20 % din cantitatea totală de zgură. Restul materialului, circa 74 %, nu mai are practic decât un conţinut sub 20 % fier ceea ce face să nu mai poată fi folosit în siderurgie ci în alte utilităţi ca la repararea drumurilor, la rampele de depozitare controlate sau ca îngrăşământ în agricultură. 5.5.2. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile feroase sub formă de bucăţi Această categorie este foarte importantă, atât din punct de vedere cantitativ cât şi calitativ. Calitatea produselor siderurgice este mult influenţată de categoria, clasa şi calitatea materialelor refolosibile feroase introduse în cuptoarele de topire. Folosirea lor în stare necontrolată sau nepregătită poate rebuta cantităţi de oţel de calităţi necorespunzătoare.

Page 124: Gestionarea Deseurilor Industriale

119

5.5.3. Colectarea şi recuperarea aşchiilor metalice În general, sistemele actuale de colectat aşchiile metalice – la secţiile mecanice de prelucrare prin aşchiere – au caracterul unei munci nemecanizate. Acesta deoarece aşchiile rezultate la maşinile unelte sunt mai întâi strânse manual în lăzi, care sunt evacuate la sfârşitul schimbului sau în timpul schimbului cu ajutorul unui mijloc oarecare de transport până la locul de depozitare unde se varsă într-un buncăr de aşchii. Acest sistem necesită forţă de muncă, spaţiu şi timp, factori importanţi ai reducerii preţului de cost. O secţie lucrând cu 50 maşini unelte aşchietoare produce într-un schimb 1000 – 1500 kg aşchii sub formă de fire, al căror transport şi depozitare ridică multe probleme, în special prin faptul că greutatea volumică a aşchiilor în formă de fire este foarte mică, circa 200 kg/m3. Aceste valori pot oscila mult în funcţie de operaţia de strunjire (de presare sau finisare) de mărimea maşinii unelte, de viteza de aşchiere, de tipul de maşină-unealtă etc. În tabelul 5.2. este redată cantitatea de aşchii rezultată de la diferite tipuri de maşini-unelte.

Tabelul 0.2

Cantitatea de aşchii metalice produsă în anumite locuri. Locul de producere a aşchiilor Cantitatea de aşchii

(kg/schimb de 8 h) Strung pentru aparate 4 – 6 Strung revolver mic 12 – 16 Strung revolver mare 20 – 50 Strung de producţie cu vârfuri (de mărime medie) 15 – 30 Maşină de găurit (de mărime medie) În medie 10 – 20 Maşină de frezat (de mărime medie) În medie 18 - 30

De aici rezultă că proiectanţii de ateliere aşchietoare trebuie să privească şi problema colectării şi evacuării aşchiilor, care este întotdeauna dificilă. Colectarea aşchiilor la maşini unelte. În general se poate spune că proiectanţii de maşini-unelte aşchietoare de metale nu au rezolvat încă problemele evacuării aşchiilor de la scula aşchietoare respectivă şi nici colectărilor într-un colector destinat transportării ulterioare din secţie. Maşinile aşchietoare moderne pentru prelucrarea suprafeţelor plane (maşini de frezat, maşini de rabotat) sunt prevăzute doar cu albii care asigură colectarea lichidului de răcire (cu aer comprimat) pe jos şi apoi se adună manual în lăzi de către personalul muncitor sau de serviciu. La strungurile universale de uz obişnuit cel puţin există sub sania strungului o albie a batiului în care cad şi se strâng aşchiile, de unde se scot mai uşor într-un coş sau într-o roabă. La instalarea maşinilor grele se amenajează în spatele lor gropi speciale betonate, în care se montează coşurile pentru aşchii.

Page 125: Gestionarea Deseurilor Industriale

120

La strungurile automate şi semiautomate aşchiile cad împreună cu lichidul de răcire pe partea inferioară a batiului gol la interior, în al cărui perete superior este instalat un grătar şi se varsă pe un plan înclinat în coşul aşezat în spatele maşinii. La prelucrarea pieselor cu viteze mari şi pe maşini unelte de mare productivitate se formează o cantitate atât de mare de aşchii încât ele blochează repede maşina şi împiedică lucrul. După unele date publicate, astfel de maşini unelte, produc în medie următoarele cantităţi de aşchii, în kg/h: - maşini-unelte mici 3,5 – 4,5 kg/h - maşini-unelte mijlocii 3,5 – 7,5 kg/h - maşini-unelte mari 7,5 – 10 kg/h - maşini-unelte agregate speciale 14 – 18 kg/h. 5.5.4. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile provenite din casarea autovehiculelor Creşterea producţiei de autovehicule pe piaţa mondială, ca de altfel ca şi în ţara noastră, crează o problemă dificilă mai ales pentru valorificarea efectivă a celor scoase din uz, datorită complexităţii materialelor care alcătuiesc autovehicolul. Având în vedere că un autoturism cântăreşte circa 1000 kg, din care datele cuprinse în tabelul 5.3. rezultă că din punct de vedere al materialelor refolosibile, un autoturism casat prezintă o sursă de recuperare de circa 700 kg oţel, 140 kg fontă, circa 5,5 kg neferoase, cauciuc 4 %, sticlă 2 % şi altele.

Tabelul 5.0.3

Materialele din care se compune un autoturism. Denumirea materialului Procentul din masa

autovehicului (%) Oţel 70 Fontă 14 Cupru 1 Zinc 2 Plumb 0,5 Aluminiu 2 Sticlă 2 Materiale combustibile (carton, textile, materiale plastice etc.) 4 Materiale necombustibile (pământ, vată de sticlă, produse ceramice etc.)

0,5

Cauciuc 4 Materialele feroase, în proporţie de 84 % cu 15 % impurităţi (materiale textile, cauciuc, materiale plastice) şi cu 1 % neferoase sunt colectate de către un separator magnetic. 5.5.5. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile feroase Este interzisă strângerea şi depozitarea materialelor refolosibile feroase nealite în amestec cu cele aliate.

Page 126: Gestionarea Deseurilor Industriale

121

Materialele refolosibile feroase provenite din muniţii şi armament vor fi prealabil delaborate de organele de specialitate conform instrucţiunilor de delaborare şi apoi depozitate pe loturi de boxe închise sau lăzi. Materialele refolosibile feroase se colectează şi se livrează separare, câte o singură categorie, clasă şi grupă de calitate în vagon, magazie a navei, autovehicului sau containere. 5.5.6. Colectarea şi recuperarea materialelor metalelor neferoase 5.5.6.1. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile din cupru şi aliaje de cupru Materialele refolosite din cupru prezintă un deosebit interes economic pentru proprietăţile cuprului – conductibilitate electrică şi termică înaltă şi plasticitate mare. Folosirea tot mai largă a cuprului şi aliajelor din cupru pe de o parte, iar pe de altă parte scăderea resurselor de minereuri de cupru pe plan mondial a determinat atenţia şi importanţa care se acordă colectării şi recuperării materialelor refolosite din cupru. Ca impurităţi ce apar în cadrul reziduurilor industriale din cupru se pot exemplifica: fierul, plumbul, bistumul, antimoniul, arsenul, nichelul, sulful, stanciul, zincul, oxigenul şi altele. Aliajele pe bază de cupru sunt alamele şi bronzurile. În funcţie de cantităţile şi dimensiunile pentru transport mai ales intern se folosesc autotransportoare de containere, autobasculante şi chiar transportoare cu benzi, cu cupe sau oscilante. 5.5.6.2. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile din aluminiu În ceea ce priveşte consumul de metal pe plan mondial aluminiul ocupă locul 2, după oţel, iar în cadrul metalelor neferoase locul întâi, reprezentând peste 45 % din productivitatea mondială a metalelor neferoase. Impurităţile au, în general, aceeaşi provenienţă cu a materialelor refolosibile din aluminiu şi, mai precis, acelaşi reziduuri industriale din care materialele refolosibile sunt colectate şi prelucrate. În tabelul 5.4. sunt prezentate natura şi provenienţa unor metale refolosibile şi impurităţile ce pot apare în cadrul acestora.

Tabelul 5.0.4.

Impurităţile prezente în materialele refolosibile din aluminiu şi aliajele de aluminiu.

Materiale refolosibile din aluminiu Impurităţi Reziduuri de forje şi de tablă Oţel şi metale grele Capete de bară şi reziduuri de la ştanţare Unelte mici din oţel, materiale plastice,

unsori Aşchii de la strunjire, găurire etc. Aşchii de oţel sau fontă, unelte mici

Page 127: Gestionarea Deseurilor Industriale

122

Praf rezultat de la şlefuire Praf abraziv de la polizoare Reziduuri de sârmă şi de cabluri Inimi de oţel, materiale de izolaţie, plumb Vase de menaj Mânere din alte metale, materiale plastice Folii Vopsele, hârtie, staniu, materiale plastice Tuburi şi capsule pentru sticle Pb, Zn, plută, materiale plastice Reziduuri din aviaţie (avioane) Oţel, diferite metale, cabluri, cauciuc,

vopsele, plastic Reziduuri din tablă Oţel şi alte metale, vopsele, materiale

plastice Reziduuri de la turnătorie Oţel, fontă, diferite metale şi aliaje,

vopsele Scoarţe, zgură, cenuşi Oxizi, nisip, oţel

Proporţia acestor impurităţi este destul de mare şi extragerea totală din materiale refolosibile practic nu este posibilă iar după o anumită limită devine anevoioasă şi costisitoare. De aceea, în funcţie de natura şi provenienţa reziduurilor industriale şi de sursa de colectare, materialele refolosibile din aluminiu şi aliaje de aluminiu, pe care se poate conta că pot fi obţinute prin colectare şi prelucrare din cantitatea totală de aluminiu utilizat la fabricarea unor produse, au, cu aproximativ, următoarele proporţii: - 70 – 75 % pentru mijloacele de transport rutier, naval şi aerian, instalaţii de apă, şine, obiecte de uz casnic; - 60 – 65 % în cazul produselor (pieselor) folosite în industria construcţiilor de maşini, industria minieră, mecanică fină, industria optică, vagoane, indicatoare rutiere, articole de sport, jucării, articole de voiaj, de muzică; - 85 % din cablurile electrice şi materialele electrotehnice, aparatură chimică şi din produse pentru industria alimentară şi agroindustrială; - 70 % din aluminiul utilizat în construcţii; - 90 % în cazul ambalajelor din aluminiu. O bună parte din aluminiu, care nu este inclusă în proporţiile de mai sus, se regăseşte în praful care apare în toate secţiile de prelucrare a reziduurilor de aluminiu sau aliajelor de aluminiu în scopul valorificării acestora, astfel: - la arderea uleiului de pe aşchii (până la 150 mg praf/m3, gaze); - la prelucrarea zgurilor – măcinare, desprăfuire ( sub 150 mg praf/m3); - la topire, în funcţie de cuptoare, apare praf de la 100 – 2000 mg praf/m3 (la cuptoarele de inducţie de joasă frecvenţă şi cuptoarele cu creuzet practic nu se degajă praf). Pentru separarea prafului din gazele rezultate de la cuptoare se folosesc instalaţii de separare (separatoare umede, filtre sac şi filtre electrice) care reuşesc să reţină praful ce conţine aluminiu cu un randament de: - 90 % în cazul separatoarelor umede; - 98,5 % cu separatoarele umede; - 99 % în cazul filtrelor cu sac.

Page 128: Gestionarea Deseurilor Industriale

123

Pentru ca operaţia de colectare a materialelor refolosibile de aluminiu să aibă rezultatele cele mai bune, cantitativ şi calitativ, cu minimum de efort, este bine să se facă la locul unde acestea rezultă şi pe categorii, sorturi, mărime şi compoziţie. 5.5.6.3. Colectarea şi recuperarea materialelor din zinc şi aliajelor de zinc Reziduurile industriale din care se colectează zincul se prelucrează prin procedee metalurgice (obţinându-se zincul în metal brut sau în aliaje) şi prin procedee chimice (zincul sub formă de compuşi chimici). Pentru a se respecta limitele admise de impurităţi trebuie ca în cadrul separării să se ţină seama de influenţa negativă a acestora astfel: - plumbul determină fragilitate la laminare a zincului, dar măreşte solubilitatea în acizi şi de aceea se admite 1 % Pb , la executarea zincărilor în poligrafie; - staniul reduce plasticitatea şi se fisurează la prelucrarea la cald, de aceea limita admisibilă este de maximum 0,002 % Sn; - fierul măreşte duritatea şi fragilitatea; - cadmiul oxidează intercristalele şi formează crăpături. 5.5.6.4. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile din plumb şi din aliaje de plumb Prelucrarea reziduurilor de plumb se face în uzine sau sectoare specializate. 5.5.7. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile nemetalice 5.5.7.1. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile din hârtie După modul de întrebuinţare, materialele refolosibile din hârtie, sunt cuprinse în două mari grupe şi anume:

- materiale refolosibile din hârtie şi carton destinate producerii pastei pentru utilizarea ca materie primă la fabricarea hârtiilor, cartoanelor, mucavalei şi cartonului cu suport bituminat; materialele refolosibile din această grupă sunt constituite din hârtii, cartoane şi mucavale folosite sau scoase din uz (colectarea de la populaţie şi de la unităţile comerciale şi industriale de stat şi particulare (societăţi şi regii), precum şi din resturi tehnologii rezultate de la activităţile de confecţii şi imprimare a hârtiei, cartonului şi mucavalei, care nu pot fi folosite ca atare;

- materiale refolosibile din hârtie, carton şi mucava rezultă de la finisarea şi prelucrarea hârtiei, cartoanelor şi mucavalei, destinate a fi utilizate ca atare sau cu mici prelucrări, în vederea înlocuirii materialelor noi.

Hârtia şi cartonul trebuie să colectate separat de la gospodării sau alţi

generatori de deşeuri. Hârtia şi cartonul trebuie transportate direct la o firmă ce se ocupă cu reciclarea deşeurilor, în cadrul acesteia trebuie să se asigure o platformă pentru a servi ca zonă tampon în cazul în care se întârzie transportul sau comercializarea acestui tip de deşeu.

Pe plan mondial, ca şi în ţara noastră, există o mare risipă de hârtie, care sporeşte în fiecare an. Dintr-un raport întocmit de "Worldwatch Institute" rezultă

Page 129: Gestionarea Deseurilor Industriale

124

că numai 25% din cantităţile de hârtie existente în lume se reciclează, dar nu există motive de ordin tehnic şi economic care să împiedice creşterea acestei cifre.

O tonă de hârtie recuperată înlocuieşte o tonă de celuloză sau 4 m3 de masă lemnoasă, 800 KWh energie electrică şi 250 kg combustibil convenţional. Pe suprafaţa Pământului sunt cea. 4 miliarde hectare de păduri şi în fiecare an exploatările de masă lemnoasă se fac pe o suprafaţă de cea. 24 milioane hectare -aproximativ cât suprafaţa ţârii noastre. Prin tăierea unui copac se distruge un lucru cu o valoare estetică şi biologică, deoarece acesta asigură hrana solului şi ajută la regenerarea aerului pe care-i respiram. Un singur hectar de confere reţine anual 40 mii kg praf din natură.

Hârtia reciclată poate fi destinată fie fabricării din nou a hârtiei (valorificare optimă), fie a cartoanelor şi mucavalelor (valorificare inferioară), Condiţia care determină opţiunea o reprezintă tehnologia de decernelizare care, cel puţin în ţara noastră, în prezent, nu este încă pusă la punct. Ea este posibil de aplicat cu ajutorul tehnologiilor moderne de flotaţie inversă.

Exemplul hârtiei ne permite să discutăm şi o altă problemă, de cea mai mare importanţă în acţiunea complexă de recuperare, reciclare şi refolosire, anume aceea a redistribuirii materialelor refolosibile între sectoarele care le generează şi cele care le pot folosi în modul cei mai eficient, întrucât nu este întotdeauna evident că materialele recuperate trebuie neapărat să revină în fluxul tehnologic care Ie-a generat. Astfel, la obţinerea de hârtie şi cartoane se pot folosi cu succes şi deşeuri textile, într-o pondere care atinge 12 - 14% din totalul materiilor prime. Pe de altă parte, reciclarea hârtiei se poate face doar de 6 -10 ori, deoarece la fiecare reciclare lungimea fibrei de celuloză scade, conducând la o scădere a rezistenţei mecanice şi a calităţii (aspect, culoare) a hârtiei nou fabricate, la reducerea productivităţii muncii în fabrica de hârtie şi la creşterea pierderilor tehnologice.

La încheierea acestui număr de cicluri, însă, hârtia inferioară calitativ poate fi utilizată cu succes într-o altă ramură industrială (ex: în industria construcţiilor, ca izolant termic în panourile prefabricate, ş.a.). Studii efectuate în ţara noastră arată că, din totalul de materiale reciclate provenite din industria bumbacului, 62,2% revin la procesul tehnologic care Ie-a generat 17,1% pot fi dirijate către alte întreprinderi ale industriei uşoare, iar 20,7% îşi găsesc valorificarea în cu totul alte ramuri industriale. Pentru produsele provenite din industria lânii, procentele sunt, respecta 83,2%, 2,3% şi 14,5%.

Calitatea materialelor refolosibile din hârtie folosită ca materie primă sau ca atare se verifică pe loturi.

Prin fot se înţelege o cantitate maximă de 10.000 kg materiale refolosibile din acelaşi sortiment [1, 9,]. Verificarea calităţii unui lot se face pe baza unei probe constituită din baloturi, luate la întâmplare (în mod obiectiv) din lot. Numărul de baloturi care formează proba este în funcţie de mărimea lotului, conform datelor din tabelul 5.5. [1,9].

Tabelul 0.5.

Mărimea lotului şi numărul de baloturi

Numărul de unităţi de ambalaj luate pentru verificare

1-5 Toate 6-99 5

Page 130: Gestionarea Deseurilor Industriale

125

100 - 250 n/20 n = numărul baloturilor care formează lotul

Livrarea se face în baloturi sau legături, cu masa cuprinsă între 50 - 200 kg sau cu alte mase (când există o înţelegere între părţi), ex. 10 kg,

Modul de formare al unui balot este următorul: - materialul este împins într-o presă (fig. 5. 23) 40; - dimensiunea presei corespunde cu dimensiunea balotului, care se

ambalează în folii de polietilenă sau hârtie; - un lot se obţine din mal mulţi baloţi aranjat pe categorii.

Fig.5.0.23. Presă de balotat hârtie.

Avantajele procesului de balotare:

- reducerea volumului de deşeuri prin balotare de 5 - 20 ori; - manipularea eficienta a baloturilor în cadrul depozitului de deşeuri cât şi

în afara lui; - posibilitatea depozitarii baloturilor pe verticala în rastele speciale; - eficientizarea transportului maculaturii la fabricile de hârtie (reducerea

mijloacelor de transport de 5 - 20 ori pentru aceeasi cantitate de maculatura); - reducerea substantiala a volumului de depozitare (de 5 - 20 ori); - cresterea calitatii hârtiei refabricate prin evitarea poluarii deşeurilor

balotate cu diversi contaminanti pe timpul transportului; - imbunatatirea coeficientului de umplere a camerelor de lucru ale

utilajelor de preparare a pastei (hidropulbere, holendere, amestecatoare etc.).

Baloturile se presează bine şi se leagă cu minim două legaturi în cruce - ou un material rezistent (în exemplul prezentat polietilena) pentru a m asigura integritatea balotului în timpul manipulării şi transportului.

De legătura fiecărui balot este prinsă o etichetă cu sârmă, pe care se marchează cu tuş sau vopsea următoarele: denumirea furnizorului, sortul, masa brută (kg), STAS 4527/1 - 81:,

Depozitarea baloturilor se face în încăperi închise sau şoproane în stive acoperite sau pe platformă deschisă atunci când baloturile au fost ambalate în polietilenă.

40 xxx - http://www.ictcm.ro/DAS_Manolescu%20841_63_5.htm

Page 131: Gestionarea Deseurilor Industriale

126

Transportul materialelor refolosibile se face cu mijloace de transport acoperite sau protejate împotriva intemperiilor. în fiecare mijloc de transport se pot introduce maxim două sorturi - separate între ele. [9].

Manipularea baloturilor se face cu grijă astfel încât legăturile de prindere a etichetelor să nu se rupă.

Fiecare lot de livrare trebuia să fie însoţit de documentul de certificare a calităţii întocmit conform dispoziţiilor legale în vigoare [1]. Infrastructura. Agenţii de salubritate deja colectează separat deşeurile din hârtie şi carton, în special de la agenţii economici şi mai puţin de la populaţie. Aceasta colectare separata trebuie să se extindă şi la nivelul populaţiei, deoarece o foarte mare cantitate de hârtie şi carton poate fi recuperata din acest sector. În prezent exista pubele de capacităţi de 1,1 m3 şi chiar mai mici aşezate în diferite zone de către agenţii de salubritate. Acolo unde au avut rezultate bune, adică pubelele speciale pentru hârtie nu conţineau şi alte tipuri de deşeuri menajere, aceste pubele au rămas în continuare, iar în celelalte zone au fost ridicate. Greutate specifică mare. Raportul volum/greutate pentru deşeurile din hârtie şi carton este mic. Deşeurile din hârtie şi carton constituie o componentă foarte răspândită din deşeurile municipale. Deoarece acest procent este destul de mare, se aşteaptă ca reciclarea hârtiei şi cartonului să reprezinte o oportunitate pentru a evita depozitarea ei, reducând astfel impactul asupra pădurilor şi implicit asupra mediului. Potenţialul de contaminare. Reciclarea hârtiei depinde foarte mult de calitatea deşeurilor de hârtie colectate. Hârtia şi cartonul pot fi foarte uşor contaminate cu alte tipuri de deşeuri menajere, în special cu lichide. De aceea este indicată colectarea deşeurilor de hârtie şi carton în containere special amenajate cu o deschizătura mai îngustă, care să îngreuneze introducerea şi altor tipuri deşeuri menajere. Principalele tipuri de deşeuri din hârtie şi carton reciclabile: ziare şi reviste, carton gofrat, hârtie calitate şi hârtie mixta Oportunităţi de reutilizare şi reciclare. Toate fabricile de hârtie din ţara noastră acceptă deşeuri de hârtie şi carton în vederea reciclării, în funcţie de capacităţile existente. Pentru mai multe detalii puteţi accesa site-ul MMGA, respectiv Planul Naţional de Gestionare a Deşeurilor. Principalele utilizări ale hârtiei reciclate: substituirea pastei de hârtie, realizarea unor produse pentru construcţii: pereţii din carton cu gips, combustibili obţinuţi din deşeuri (în amestec cu deşeurile din plastic şi lemn). 5.5.7.2. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile din sticlă

Sticla nu este biodegradabilă dar poate fi topită şi transformată în produse noi, fără a-şi pierde calităţile. Tot ce trebuie făcut este a se depozita sticlele şi borcanele nefolositoare în locuri special amenajate, de unde vor fi luate şi refolosită.

"Spărturile din sticlă" se folosesc la fabricile de sticlă ca materie primă, denumită material de adăugire în procesul de fabricaţie, în proporţie de 15 - 20%, iar în ultimul timp chiar până la 100%, [1]. Sticla este un material dintre cele mai energointensive întrucât consumă în procesul de elaborare în proporţii considerabile sodă, precum şi importante cantităţi de gaz metan.

Page 132: Gestionarea Deseurilor Industriale

127

Cu o tonă de spărturi de sticlă se pot economisi 630 kg nisip cuarţos, 40 kg feldspat, 112 kg calcar (care nu mai trebuie exploatat, transportat, preparat), 180 kg sodă calcinată şi 700 m3 gaz metan, fără a mai lua în calcul şi reintroducerea în circuit a recipienţilor din sticlă obişnuiţi.

Dintr-o tonă de cioburi se pot fabrica 3500 borcane alimentare (250 ml) sau 2000 sticle diferite (în tabelul 5.1 se prezintă economia de energie rezultată prin utilizarea cioburilor de sticlă).

Tabelul 5.0.6

Procentul de sticlă utilizat, [%I1 20 30 40 50 60 70

Economia de energie, [cal/kg sticlă]

79 159 239 318 397 477 556

Imagini ale unui cuptor de prelucrare a sticlei este prezentată în figura 5.2441.

Fig. 5.0.24. Imaginea unui cuptor de topire a sticlei

Condiţiile tehnice de calitate ale materialelor refolosibile din sticlă sub formă de

spărturi (cioburi) provenite de la fabricarea sticlei, de la unităţile producătoare de medicamente, cosmetice, alimentare, de la centrele de achiziţii ale sticlelor şi borcanelor, alte instituţii şi de la populaţie sunt prevăzute în norma internă departamentală N.I.D. 29224/89, [1],

Spărturile din sticlă colectate sunt destinate reintroducerii în procesul de fabricaţie a sticlei după eliminarea impurităţilor, care nu sunt admise în tehnologia de fabricaţie.

Spărturile de sticlă, în funcţie de domeniul de provenienţă şi destinaţie, se clasifică pe sorturi ce sunt prezentate în tabelul 5.7 [1, 9],

Tabelul 5.7.

Clasificarea pe sorturi a spărturilor din sticlă. Sortul spărturilor de sticlă Condiţiile de admisibilitate A. Cioburi provenite direct de la fabricile de sticlă

41 xxx - http://www.robertmekis.com/?kateg=photos&subkateg=miscellaneous&obsah=photo125i2

Page 133: Gestionarea Deseurilor Industriale

128

Cioburi albe menaj, ambalaj iluminat 1 Cioburi semialbe menaj 1 Cioburi brune ambalaj 1 Cioburi verzi ambalaj 2 Cioburi colorate menaj (separat pe culori)

Impurităţi maxime, [%]

1

B. Cioburi provenite de la furnizori Cioburi albe 3 Cioburi semialbe 3 Cioburi colorate

Impurităţi maxime, [%] 3

Umiditatea de referinţă este de 3%, dar la înţelegere între părţi ea poate diferi, în funcţie de aceasta stabilindu-se greutatea efectivă.

Nu sunt admise bucăţi de metal, pietre, beton, resturi alimentare de la fabricile de conserve, cauciuc, materiale plastice, sfoară, cartoane, ş.a. Prin conţinutul de impuritate se înţelege pământ praf sau alte substanţe care nu sunt specifică te mai sus. De asemenea nu sunt admise cioburile de la ambalarea produselor toxice şi explozive.

Cioburile din grupa A şi B se livrează pe culori, granulate sau negranulate. Dimensiunile bulgărilor de sticlă proveniţi de la scurgerea cuptoarelor trebuie să fie cuprinse între 30 - 300 mm. Infrastructura. În centrele comerciale deja se colectează deşeuri din sticla. Acestea fac un discount la cumpărăturile realizate în cadrul centrului comercial, în funcţie de numărul deşeurilor din sticlă returnate. Aceasta colectare trebuie extinsă la cât mai multe centre comerciale şi chiar adoptată şi de agenţii de salubritate. Aproape toată sticla reciclată este utilizată pentru producerea de noi recipiente din sticlă. O cantitate mică de sticlă este utilizată la producerea vatei de sticlă sau fibrelor de sticlă pentru izolare, materialelor de pavat şi materialelor de construcţii precum cărămizi, ţigle, ceramică şi beton de greutate mică. Greutate specifică mare. Raportul volum/greutate pentru deşeurile din sticlă este mic. Deşeurile din sticlă constituie o componentă răspândită a deşeurilor. Deoarece acest procent este destul de mare, reciclarea sticlei reprezintă o oportunitate importantă pentru a evita depozitarea şi reutilizarea ei într-un mod ecologic. Potenţialul de contaminare. Deşeurile din sticlă pot fi foarte uşor contaminate cu alte tipuri de deşeuri, dar sunt uşor de curăţat, respectiv sortat prin introducerea unei etape în plus în procesul de reciclare. Însă, pentru a reduce costurile de reciclare este indicată colectarea deşeurilor din sticlă în containere corespunzător amenajate cu o deschizătură specială care să îngreuneze introducerea şi altor tipuri de deşeuri menajere. Oportunităţi de reciclare. Producătorii de recipiente din sticlă preferă să includă cioburile în materialul brut (nisip, cenuşă de sodă, calcar), deoarece temperatura din cuptor se reduce semnificativ. Chiar dacă cerinţele pentru cioburile de sticlă transparenta sunt mari, reciclarea variază de la o regiune la alta datorită costurilor de colectare, prelucrare şi transport. Piaţa pentru sticlă colorată variază de asemenea în

Page 134: Gestionarea Deseurilor Industriale

129

funcţie de instalaţiile de fabricare a recipientelor din sticlă colorată. Sticla care nu este sortată după culoare este acceptata pentru fabricarea materialelor de construcţie, chiar dacă impurităţile precum metalele feroase şi aluminiul trebuie să fie îndepărtate magnetic. Praful de sticlă care nu mai poate fi utilizat la fabricarea altor recipiente, dar poate fi valorificat prin realizarea vatei de sticlă, material foarte utilizat în izolarea termică şi fonică.

Sticlă ce trebuie folosită pentru recipiente noi trebuie să fie în general sortată după culoare şi trebuie să nu conţină impurităţi cum ar fi murdărie, roci, ceramică, sau alte produse din sticlă. Aceste materiale cunoscute ca materiale refractare, au o temperatură de topire mare. Sticla auto laminată este interzisă deoarece conţine urme de plastic. Platourile de sticlă, chiar dacă nu sunt materiale refractare, afectează temperatura de topire a amestecului şi nu sunt acceptate. Capacele de aluminiu şi etichetele de hârtie sunt permise dacă sunt îndepărtate în procesele de prelucrare ulterioară, înainte ca cioburile să fie aduse la cuptorul de topire. Când cioburile sunt utilizate pentru recipiente noi sunt trimise la instalaţiile de fabricare unde sticla este separată de impurităţi şi materiale refractare. Prezenţa materialelor interzise într-o cantitate mare este un motiv de refuzare a întregii încărcături. 5.5.7.2. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile din mase plastic Materialele refolosibile din polietilenă de joasă şi înaltă densitate, care se colectează, sunt următoarele:

a) folie, saci, sacoşe, huse din polietilenă de joasă şi înaltă densitate, de la: - ambalajele produselor textile; - ambalajele produselor alimentare; - ambalajele produselor chimice, care nu sunt toxice şi se dizolvă în apă; - folii care nu au fost expuse radiaţiilor.

b) folii din polietilenă de joasă şi înaltă densitate provenite de la sere şi solarii, care au fost expuse radiaţiilor solare;

c) folii, saci, pungi, huse, sacoşe care au fost fabricate din materiale recuperabile marcate sau colorate în mod specific;

Alte produse din polietilenă de înaltă densitate sunt:

a) navete compartimentate şi necompartimentate din polietilenă; b) butoaie, canistre, flacoane, butelii de polietilenă; c) materiale refolosibile din polietilenă de înaltă densitate de la fabricarea

calapoadelor sau alte produse din polietilenă de înaltă densitate. Ambalajele care au conţinut produse toxice se recuperează numai de către unităţile producătoare de specializare.

Colectarea şi recuperarea maselor plastice prezintă avantaje atât de ordin economic cât şi ecologic.

În ţara noastră, la cca. 2,0 m3 de reziduuri menajere se găsesc în medie 4 kg resturi de polietilenă, O tonă de polietilenă recuperată economiseşte cca. 8,0 t de petrol. Din această tonă recuperată se pot fabrica 6.000 m2 de folie polietilenă netransparentă sau 3.000 saci pentru ambalaj.

Recuperarea maselor plastice prezintă dificultăţi mai ales la sortarea lor pe categorii, sortare care se face în funcţie de densitate. în plus nici tehnologiile de

Page 135: Gestionarea Deseurilor Industriale

130

valorificare nu sunt în totalitate definitivate şi astfel produsele obţinute sunt de calitate inferioară celor obţinute direct din materii prime.

În principiu instalaţiile de reciclare a deşeurilor din materiale plastice se bazează pe obţinerea unor granule de plastic (fig. 5.25.), care sunt livrate instalaţiilor de profil.

42

Fig. 5.0.25. Granule de plastic. Instalaţii standard de prelucrare a deşeurilor din materiale plastice sunt prezentate

în figura 5.2643.

Fig. 5.0.26. Instalaţii standard de prelucrare a deşeurilor din materiale plastice

În primă fază, fulgii (granulele) de plastic sunt transportaţi prin intermediul unui

transportor cu bandă sau melc la instalaţia de uscare/cristalizare. Materialul este continuu preîncălzit, uscat şi cristalizat. Din silozul intermediar este dirijat la combinaţia de unităţi "tăietor/uscător/extruder" prin intermediul unor supape cu vacuum. Ţinut la presiune scăzută şi temperatură înaltă, masele plastice (PET) se decontaminează prin volatilizarea substanţelor toxice împreună cu umiditatea. Se ajunge

42 xxx - http://www.pekutherm.de/eng/news-pekutherm-uk.php 43 xxx - http://cens.com/cens/html/en/category/cate_list_M0104.html

Page 136: Gestionarea Deseurilor Industriale

131

până la o vâscozitate a masei plastice egale cu cea iniţială, adică înainte de utilizare. Cu ajutorul unui sistem de traductori se permite controlul nivelului rezidual de contaminare.

În privinţa poluării, problema care se pune este nu numai că poluarea devine mai mare, ci că ea se manifestă permanent, pentru că majoritatea maselor plastice, spre deosebire de alte materiale, nu se degradează cu trecerea timpului.

Prin norma tehnică de ramură N.T.R. Nr. 16/1980 [9] se stabilesc condiţiile de calitate ale materialelor refolosibile din polietilenă de joasă şi înaltă densitate pentru colectarea de la unităţi şi de la gospodăriile populaţiei precum şi pentru livrarea către unităţile prelucrătoare.

Materialele refolosibile din polietilena de joasă şi înaltă densitate, care se colectează, sunt următoarele:

a) Folie, saci, sacoşe, huse din polietilenă de joasă şi înaltă densitate, de la; - ambalajele produselor textile; - ambalajele produselor alimentare; - ambalajele produselor chimice, care nu sunt toxice şi se dizolvă în apă; - folii care nu au fost expuse radiaţiilor,

b) Folii din polietilenă de joasă şi înaltă densitate provenite de la sere şi solarii, care au fost expuse radiaţiilor solare;

c) Folii, saci, pungi, huse, sacoşe care au fost fabricate din materiale recuperate marcate sau colorate în mod specific.

Alte produse din polietilenă de înalta densitate sunt:

- navete compartimentate şi necompartimentate; - butoaie, canistre, flacoane, butelii; - materiale refolosibile din polietilenă de înaltă densitate de la fabricarea

calapoadelor sau alte produse din polietilenă de înaltă densitate. Ambalajele care au conţinut produse toxice se recuperează numai de către

unităţile producătoare de specialitate. Calitatea materialelor refolosibile din polietilenă de joasă şi înaltă densitate se

determină pe loturi. Prin lot se înţelege cantitatea colectată sau livrată într-un mijloc de transport.

Pentru baloţii de folie, saci, sacoşe, huse, etc. verificarea se face pe baza unei probe vizuale, după desfacerea baloturilor.

Conţinutul de praf pentru toate felurile de materiale refolosibile din polietilenă se determină prin prelevarea unor mostre din loturile cu cea mai mare impurificare, de câte 0,5 kg fiecare până la formarea unei probe totale de 4 kg. Din proba de 4 kg se formează 2 mostre de 2 kg fiecare, care se introduc într-un ambalaj de polietilenă şi se etichetează - sigilează.

Una din mostrele de 2 kg se scutură bine pe o foaie de hârtie curată. Praful rezultat se adună într-un recipient a cărui tară a fost dinainte stabilită.

Conţinutul de impurităţi se stabileşte cu formula:

100i

p

mIm

= ⋅

în care.

- I este conţinutul de impurităţi, în procente; - mi = masa impurităţilor cântărite, în grame;

Page 137: Gestionarea Deseurilor Industriale

132

- mp = masa iniţială a probei, în grame. Materialele refolosibile din plastic se depozitează pe platforme curate, separate pe

sorturi sau articole. Transportul se efectuează cu mijloace de transport adecvate, câte un sort în mijlocul de transport respectiv.

Livrarea se face în vrac sau în baloturi. Materialele refolosibile mărunţite, măcinate, sau granulate se livrează în saci etichetaţi cu denumirea produsului, grupa de clasificare, tipul materialului şi greutatea. Infrastructura. Infrastructura de colectare şi prelucrare pentru plastice nu trebuie stabilită la nivel naţional. În general, aceasta este limitată la zone locale. Însă, mulţi consumatori care doresc să recicleze deşeurile din plastic constată că nu există centre specializate de preluare a acestor deşeuri. În multe zone au fost realizate proiecte pilot de colectare separată a deşeurilor din plastic, în special a sticlelor PET, acestea având un rezultat destul de bun. Greutate specifică mică. Raportul volum/greutate pentru deşeurile din plastic este foarte mare, în special pentru produsele cu polistiren (PS). Din acest motiv, comunităţile izolate nu-şi pot permite să colecteze şi să transporte plasticele separat. Potenţialul de contaminare. Deşeurile din plastic aduse la unităţile de procesare sunt, în general contaminate cu materiale străine. Materialele străine, cum ar fi alimentele cauzează uzarea granulatorilor şi a altor echipamente utilizate în sortarea şi reciclarea acestor materiale. Oportunităţi de reutilizare şi reciclare. Dezvoltarea infrastructurii de colectare trebuie să urmărească cerinţele pieţei, astfel încât valoarea materialelor valorificate să poată acoperi costurile de colectare, prelucrare şi transport. Centrele de colectare pot asigura o compactare şi balotare a deşeurilor din plastic în vederea reducerii costurilor de transport. De asemenea, în cazul mai multor tipuri de deşeuri din plastic cu destinaţii diferite pentru fiecare, centrele de colectare pot asigura o sortare a acestor deşeuri în funcţie de cerinţele unităţilor de procesare şi apoi o compactare a deşeurilor gata sortate. Astfel de prelucrări pot fi dezvoltate în funcţie de evoluţia pieţei de desfacere a produselor din materiale reciclate.

Unităţile de procesare ale materialelor reciclabile îşi stabilesc în general instalaţiile de prelucrare în zone dens populate, în care se generează cantităţi mari de materiale valorificabile. Reciclatorii trebuie să plătească costurile de transport la unităţile centralizate. Produsele realizate din plasticul reciclat au un cost de fabricaţie mai ieftin faţă de cele realizate din materii primă. 5.5.7.3. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile din materiale textile Colectarea materialelor refolosibile din textile este la fel de importantă ca şi a celorlalte materiale refolosibile însă este mai pretenţioasă, mai ales în cazul celor colectate de la populaţie, pentru că trebuie ca acestea să se facă separat, nu numai pe tipuri de materiale (lână, bumbac, mătase etc.), ci şi pe grupe de culori (deschie, medii, închise) (fig. 5.27).

Page 138: Gestionarea Deseurilor Industriale

133

Fig. 5.0.27. Deşeuri textile.

Prin materiale textile refolosibile se înţeleg produsele ţesute sau neţesute, tricotajele, din orice materie primă textilă, scoase din uz, provenite din gospodării din gospodării individuale, unităţi militare, spitale, internate etc., folosite în industrie şi în alte domenii. În afara acestor materiale refolosibile din textile care nu provin din reziduuri industriale (deşeuri, resturi, refuzuri, rebuturi ale proceselor industriale), mai există următoarele feluri de materiale refolosibile din textile:

a) materiale textile refolosibile din lână şi tip lână provenite din reziduurile industriale ca: deşeuri şi rămăşiţe de fibre şi fire, peticele noi de ţesuturi şi tricouri, rezultate din procesele tehnologice de filare, ţesere, finisare, tricotare şi confecţionare;

b) materiale textile refolosibile liberiene şi tip liberian, care sunt rămăşiţe noi de fibre, tricoturi şi neţesute, rezultate din procese de filare, ţesere, tricotare, finisare şi confecţionare;

c) materialele textile refolosibile din bumbac şi tip bumbac, care sunt rămăşiţe noi de fibre, ţesături, tricoturi şi ne ţesute rezultate din procesele de filare, ţesere, tricotare şi confecţionare;

d) materiale textile refolosibile din mătase şi tip mătase, în care se cuprind rămăşiţe noi de fibre, fire, ţesături, tricotări şi ne ţesute, rezultate din procesele de filare, ţesere, tricotare, finisare şi confecţionare.

Page 139: Gestionarea Deseurilor Industriale

134

Aceste patru feluri de materiale refolosibile din textile (a, b, c şi d), fiind materiale refolosibile noi care rezultă în procesele tehnologice industriale, întrucât aceste operaţii intră în sarcina întreprinderilor de la care rezultă şi unde se încadrează în fluxul total de prelucrare şi valorificare ca materii prime şi materiale refolosibile circulate (cu circuit intern). După compoziţia fibroasă materialele textile refolosibile se clasifică în următoarele grupe:

a) materiale textile refolosibile din lână şi tip lână; b) materiale textile refolosibile din bumbac şi tip bumbac; c) materiale textile refolosibile din fibre liberiene şi tip liberiene; d) materiale textile refolosibile din mătase şi tip mătase; e) materiale textile refolosibile din fibre sintetice 100 %; f) materiale textile refolosibile cu uzură mare, din diverse amestecuri fibroase.

Condiţiile de colectare, clasificare, sortare şi condiţiile tehnice de calitate a

materialelor textile refolosibile sunt prevăzute în STAS 2091/5-86, [9]. Fiecare grupă se colectează, sortează şi livrează conform caracteristicilor grupei

respective, în funcţie de: - categoria materialului colectat; - tipul materialului refofosibil; - culoarea materialelor şi dimensiuni (unde este cazul). [1, 9]

Materialele textile refolosibile trebuie ca odată cu colectarea sau după aceea, să

fie sortate şi livrate pe culori sau grupe de culori. Prin grupe de culori se înţelege: - culori deschise: gri deschis, bej, roz, bleu, galben; - culori medii: roşu, albastru, verde, kaki; - culori închise: maro, bleumarin, violet, negru,

Materialele textile refolosibile provenite din colectarea confecţiilor cu căptuşeală

şi vatelină destinate valorificării în industria textilă se sortează şi livrează separând căptuşelile şi vatelină de ţesăturile ce intră în componenţa lor.

Există şase grupe de materiale textile refolosibile la care se specifică (conform standardelor în vigoare) categoria, tipul, şi culoarea fiecărui fel de material textil refolosibil, de care trebuie să se ţină seama la colectarea, dar mai ales la separarea lor în vederea livrării şi valorificării în industria textilă.

Principalele texturi ale firelor diferitelor ţesături materialele textile refolosibile nu trebuie să conţină următoarele impurităţi:

- bucăţi de ţesătură putredă, mucegăită, mâncată de molii sau rozătoare; - corpuri străine (lemn, carton, cauciuc, metal, sticlă); - materiale care se întăresc în contact cu apa (var, ciment, ipsos, făină,

mălai, etc); - urme de ulei, ceară, bitum, vopsea, etc, care nu ies la spălat

Materialele textile refolosibile se pot colecta cu sau fără nasturi, catarame, capse,

fermoare etc. dar se livrează beneficiarilor fără astfel de accesorii. Conţinutul de praf admis pentru fiecare grupă de materiale textile refolosibile este

următorul:

Page 140: Gestionarea Deseurilor Industriale

135

- materiale textile refolosibile din lână şi tip lână, cu excepţia celor de sub darac - maxim 3%;

- materiale textile refolosibile din bumbac şi tip bumbac, din fibre liberiene şi tip liberiene, din mătase şi tip mătase, din fibre sintetice 100%, de maximum 5%;

- materiale textile refolosibile cu uzură mare din diverse amestecuri fibroase şi fibre de lână şi tip lână de sub darac, de maximum 12%.

Umiditatea maximă admisă la livrarea materialelor textile refolosibile trebuie să fie de;

- 15 % pentru materiale din lână şi tip lână; - 8 % pentru materiale din bumbac şi tip bumbac; - 16 % pentru materiale din fibre liberiene şi tip liberiene; - 10% pentru materiale din mătase şi tip mătase; - 5% pentru materiale din fibre sintetice 100%, - 10% pentru materiale cu uzură mare din diverse amestecuri fibroase.

Materialele textile refolosibile trebuie şi fie dezinsectizate înainte de ambalare. Tipul, dimensiunile (unde este cazul) şi culoarea trebuie să corespundă

categoriilor impuse prin STAS. Verificarea calităţii materialelor textile refolosibile se face pe loturi:

- lotul este constituit din cantitatea prezentată deodată la verificare din aceeaşi grupă, categorie, tip, culoare (conform STAS).

- proba medie se ia dintr-o cantitate egală cu 10% din numărul baloturilor care formează lotul, dar nu din mai puţin de 2 baloturi. Fiecare balot luat se desface apoi se scoate din trei locuri diferite câte o probă elementară în cantităţi aproximativ egale.

Probele elementare astfel luate se amestecă bine, făcându-se o probă medie de cea. 50 kg,

Pe această probă se verifică: grupa, categoria, tipul, culoarea, impurităţile, conţinutul de praf şi dimensiunile (unde este cazul).

Pentru celelalte caracteristici, din proba medie se iau probe pentru analiză, introducând câte cca. 0,5 kg în pungi de polietilenă, care se închid ermetic şi se sigilează, având următoarele destinaţii:

- probă pentru producător; - probă pentru beneficiar; - probă pentru litigiu.

Proba pentru litigiu poate fi folosită numai în cazul în care a fost luată în prezenţa

beneficiarului şi a fost sigilată de acesta [9]. În cazul în care se constată că grupa, categoria, tipul, conţinutul de praf umiditatea

şi culoarea nu corespund, se repetă determinarea pe altă probă medie Dacă şi în acest caz rezultatele sunt necorespunzătoare lotul se respinge pentru resortare şi prezentare la o nouă verificare.

Verificarea grupei, categoriei, tipului, culorii şi a impurităţilor se verifică vizual sau cu ajutorul unui microscop (acolo unde este cazul).

Determinarea umidităţii şi calculul masei comerciale se fac conform STAS 7691-82, [9].

Page 141: Gestionarea Deseurilor Industriale

136

Verificarea dimensiunilor se măsoară cu rigla gradată, urmărindu-se dimensiunea cea mai mică a fibrelor.

Determinarea conţinutului de praf: proba de circa 50 kg se cântăreşte cu o balanţă cu precizie de 0,2% şi se scutură sau se trece printr-un desprăfuitor până nu mai iese praf. Apoi se cântăreşte din nou cu aceeaşi precizie.

Conţinutul de praf se exprimă în procente şi se calculează cu formula:

1 2

1

100rafm m

pm−

= ⋅ [%]

în care:

m1 este masa iniţială a probei, (g); m2 - masa probei după desprăfuire, (kg).

Verificarea dezinfecţiei şi dezinsecţiei se fac pe baza metodelor stabilite de organele medicale abilitate. 5.5.7.4. Colectarea şi recuperarea materialelor refolosibile din cauciuc

Cauciucul, un material energointensiv, este supus uzurii, indiferent unde este folosit anvelope, benzi elastice, tuburi, garnituri, etc. în prezent, anvelopele uzate deţin ponderea cea mai mare în cantitatea totală de cauciuc potenţial reciclabil (fig. 5.)44,45.,46 Soluţiile tehnologice utilizabile vizează, de regulă, revenirea lor în circuitul economic într-un număr de cicluri limitat [1].

44 xxx - http://www.in.gov/idem/compliance/land/agswc/report_05.html 45 xxx - http://www.alibaba.com/catalog/11414774/Rubber_Waste_Scrap/showimg.html 46 xxx - http://manitoulinislandindex.com/manitoulinsshame.html

Page 142: Gestionarea Deseurilor Industriale

137

Fig. 5.28. Deseuri din cauciuc.

Materialele refolosibile din cauciuc care intră în obligaţiile de colectare de la

fabrici şi de la populaţie sunt compuse în general din anvelope şi camere de aer uzate sau sparte [9],

Materialele refolosibile provenite din reziduurile industriale din unităţile de fabricaţie a produselor, obiectelor şi articolelor din cauciuc au caracter de materiale circulante pentru care există normative de recuperare cu circuit închis.

Condiţiile generale de calitate pe care trebuie să le îndeplinească anvelopele uzate destinate pentru reşapare şi regenerare în vederea reciclării acestora, ce se colectează de la societăţile comerciale publice sau private şi de la populaţie, pentru unităţile de reşapare, sunt precizate în Norma Internă Departamentală NJ.D 8171/79.

Prin reeşapare se înţelege procesul tehnologic de aplicare a unei benzi de rulare noi pe o coroană de anvelopă uzată pregătită în prealabil, urmată de vulcanizare, prin care se reface parţial potenţialul de rulaj ai anvelopei.

Anvelopele sunt constituite din materiale polimerice complexe cu un adaos mare de diferite alte produse; recuperarea acestei valori adăugate sub orice formă, este mare consumatoare de energie şi totodată periculoasă. Haldele de anvelope pot creşte uşor şi rapid, creând nu numai probleme de folosire a terenului dar şi pericole pentru mediu. Haldele se pot autoaprinde provocând incendii de lungă durată, cu efecte negative asupra sănătăţii oamenilor.

Când anvelopele uzate sunt depuse în depozite de deşeuri, ele se ridică adesea la suprafaţă şi fac dificilă menţinerea învelişului de sol de deasupra deşeurilor.

Recondiţionarea prin reeşapare este universală, iar în ţările dezvoltate se valorifică prin această metodă peste 25% din producţia de anvelope. Cu o anvelopă reeşapată se poate parcurge în medie o distanţă care reprezintă jumătate din rulajul uneia noi, dar preţul ei este de aproximativ 3 ori mai mic. prin reeşapare se înlocuieşte doar banda exterioară de rulare, care reprezintă cea. 1/3 din cantitatea de cauciuc înglobată în produs.

Page 143: Gestionarea Deseurilor Industriale

137

Capitolul 6

CLASIFICAREA, SORTAREA ŞI VERIFICAREA CALITĂŢII DEŞEURILOR

Sortarea este o operaţie care asigură o calitate superioară a materialelor refolosibile. Ca şi colectarea, separarea trebuie să se facă la locul de reproducere a materialelor refolosibile deoarece este mai uşoară şi mai sigură. 6.1. Reglementări privind clasificarea, sortarea şi verificarea calităţii materialelor refolosibile feroase Colectarea materialelor refolosibile feroase pentru retopire este orientată să îndeplinească doi parametrii, care de astfel sunt parametrii de bază ai evoluţiei siderurgice, şi anume sporirea cantităţii şi îmbunătăţirea calităţii produselor obţinute. Pentru obţinerea cantităţii, este necesară o organizare şi intensificare deosebită a activităţilor de depistare şi colectare a materialelor refolosibile feroase, iar din punct de vedere calitativ, condiţiile din ce în ce mai pretenţioase ale consumatorilor de produse siderurgice în ceea ce priveşte calitate acestora impun o atentă urmărire a proceselor de elaborare a oţelurilor şi implicit a materiilor prime care intră în încărcătura cuptoarelor. Condiţiile ce se impun materialelor refolosibile feroase privesc asigurarea caracteristicilor fizice (formă, dimensiuni, masă unitară, masă volumică, suprafaţa specifică, conductibilitate termică) şi asigurarea condiţiilor fizice de puritate (proporţia de impurităţi nemetalice şi de părţi din metale neferoase, gradul de corodare, conţinutul de elemente de aliere). 6.1.1. Clasificarea materialelor refolosibile feroase Materialele refolosibile feroase se clasifică conform STAS 6058 – 88 în:

- categorii de materiale refolosibile feroase; - clase dimensionale pentru materiale refolosibile feroase şarjabile şi materiale

refolosibile feroase neşarjabile; - grupe de calitate în funcţie de componenţa chimică.

6.1.2. Categorii de materiale refolosibile feroase Categoriile de materiale refolosibile feroase sunt diferenţiate după sursa de colectare (din industrie sau de la populaţie) după modul de prezentare (şarjabile şi neşarjabile) şi după natura lor (de oţel, de fontă sau de oţel aliat). Materialele refolosibile feroase şarjabile sunt cele care pot fi nemijlocit încărcate în agregate de elaborare a oţelurilor, fontei, sau feroaliajelor. Materialele neşarjabile sunt acele materiale care, pentru a fi utilizate în agregatele de elaborare a oţelului, fontei şi feroaliajelor, necesită operaţiuni de prelucrarea (pregătire).

Page 144: Gestionarea Deseurilor Industriale

138

6.1.3. Clasele dimensionale ale materialelor refolosibile feroase Clasificarea dimensională a materialelor feroase şarjabile:

- materiale refolosibile feroase noi: grele, mijlocii, uşoare, scurte, mărunte; - materiale refolosibile feroase vechi: grele, mijlocii, uşoare, mărunte; - materiale refolosibile tubulare: lungi, scurte; - materiale metalică; - strunjituri mărunţite; - strunjituri mărunţite pentru brichetare; - pachete mari, mijlocii şi mici din materiale refolosibile feroase noi; - pachete mari, mijlocii şi mici din materiale refolosibile feroase vechi; - brichete din strunjiri, fără restricţii; - pachete din strunjiri, fără restricţii; - bobine şi rulouri din sârmă, cabluri, bandă; - scoarţe şi scursuri de metal; - materiale granulare sau pulverulente.

6.1.4. Condiţii de verificare a loturilor de materiale refolosibile feroase Loturile colectate de materiale refolosibile feroase pentru retopire se verifică din punct de vedere al calităţii conform prevederilor din STAS 6058 – 88, după cum urmează:

- verificarea încadrării în categorii de materiale recuperabile feroase se face vizual chiar şi în mijlocul de transport;

- verificarea încadrării în clasa dimensională şi de provenienţă se stabileşte vizual şi prin măsurări;

- verificarea mesei volumice pentru materialele refolosibile feroase în vrac se face astfel: o pentru materialele refolosibile feroase necompacte masa volumică se stabileşte prin

împărţirea masei lotului (t) la volumul (m3) ocupat de acel lot în mijlocul de transport (vagon, magazia sau hambarul navei, bena remorcii sau a camionului) sau recipientul (container, lada etc.) cu care lotul este livrat;

o pentru materialele refolosibile feroase compacte masa volumică se determină prin împărţirea masei (t) a unui pachet (balot) sau a unei brichete la volumul acelui pachet sau brichete (m3);

o pentru materialele refolosibile feroase (dacă sunt sub formă de brichete sau pachet) verificarea se poate face şi prin stabilirea masei volumice la 10 pachete (brichete) luate la întâmplare. Se admite ca din acele pachete (brichete) maximum 1 pachet (brichetă) să difere în minus cu 5 % faţă de limita minimă prescrisă a clasei de dimensiuni;

- masa volumică prevăzută ca parametrul de livrare pentru materialele refolosibile feroase poate prezentate o abatere admisă de 5 % faţă de cea înscrisă de furnizor în documentele de livrare;

- verificarea încadrării în grupa de calitate, respectiv a compoziţiei chimice, se face la toate grupele cu excepţia grupei 00. Această verificare se face prin analize chimice conform standardelor în vigoare, la un număr de 5 probe luate la întâmplare (buc., pachete);

În cazul în care nu se obţin rezultate corespunzătoare grupei de calitate menţionată în certificatul de calitate al furnizorului şi acesta nu se prezintă în termenul legal de la data primirii reclamaţiei pentru soluţionare, lotul se încadrează după analiza chimică determinată de beneficiar.

Page 145: Gestionarea Deseurilor Industriale

139

În caz de litigiu, analiza chimică se efectuează la un laborator neutru, pe un număr de 10 elemente (buc., pachete) luate la întâmplare. În caz de litigiu privind depăşirea procentului admis de impurităţi nemetalice sau de pachete şi brichete fărâmiţate din masa lotului, verificarea se face prin cântărire, în prezenţa furnizorului sau a unui delegat neutru. 6.1.5. Sortarea materialelor refolosibile feroase în bucăţi Înainte de a se stabili operaţiile de prelucrarea a materialelor refolosibile feroase se face separarea acestora, operaţie care diferă în complexitate în funcţie de natura şi provenienţa reziduurilor colectate. Dacă aceste materiale refolosibile provin din sectorul siderurgic, reziduurile sunt bine cunoscute şi separarea cât şi prelucrarea nu sunt operaţii complicate, realizându-se în cadrul sectorului unde se şi folosesc (în circuit intern). În sectorul de laminoare, materialele refolosibile sunt grupate după structuri în grele şi uşoare, şi o mare parte din acestea se consumă în interiorul sectorului de oţelărie, fără prelucrări suplimentare. Chiar şi separarea pe calităţi de oţel (carbon şi aliat) se poate face în cadrul operaţiei de colectare. O importanţă deosebită o prezintă materialele refolosibile feroase provenite din propriul proces tehnologic (maselote, reţete de turnare, scoarţe, rebuturi etc.), cunoscute în turnătorie ca materiale refolosibile, recirculante. De asemenea şutajele şi capetele (căderile de oţel rotund, pătrat, hexagonal, ţevile, provenite din laminare) constituie un materiale valoros pentru încărcătura cuptoarelor de turnătorie. Aşchiile se se utilizează bine numai brichetate sau balotate. Toate materialele refolosibile trebuie depozitate pe sorturi (calitate, marcă etc.) evitându-se folosirea de fier vechi conţinând metale nefereoase (Sn, Pb, Cu, Zn etc.). În industria prelucrătoare, majoritatea materialelor refolosibile feroase se formează la operaţiile de debitare, ştanţare, strunjire, găurire, alezare, frezare şi alte operaţii de prelucrare prin aşchiere. Separarea lor pe materiale din oţel carbon sau oţeluri aliate se poate face şi se impune acesta numai la producători, unde este posibil să fie colectate pe sorturi. Selectarea lor la sectoarele de prelucrare se rezumă de regulă la separarea şi îndepărtarea impurităţilor nemetalice a unor părţi din loturile de materiale şi a părţilor care sunt prea corodate sau impurificate cu uleiuri minerale. Problemele cele mai dificile, din punct de vedere al operaţiei de sortare, le prezintă materialele refolosibile feroase vechi provenite de la surse eterogene, adică fier vechi. Această categorie de materiale este sortată în cadrul bazelor de prelucrare din întreprinderile şi centrele de recuperare şi valorificare a materialelor refolosibile, organizate la nivelul ţării. Aici materialele refolosibile feroase vechi se separă în grupe de materiale feroase din: oţel carbon (fier, oţeluri aliate şi fontă). La rândul lor se separă în: curate, cu impurităţi nemetalice (pământ, zguri, nisip, beton, cauciuc, cârpe, plastic, lemn etc.), cu metale neferoase, cu acoperiri metalice, cu părţi ruginite sau corodate de acţiunea acizilor, bazelor sau focului. Se mai sortează apoi după dimensiuni, conform STAS şi se separă pentru prelucrarea prin tăiere, împachetare sau brichetare. După terminarea operaţiunilor de sortare şi de repartizare a acestora pe grupe de calitate şi dimensiuni intervine operaţia de prelucrare (pregătire) cu ajutorul utilajelor adecvate. 6.2. SORTAREA MATERIALELOR REFOLOSIBILE METALICE NEFEROASE Materialele refolosibile neferoase se clasifică pe categorii, grupe şi sortimente. Pe categorii – se clasifică în funcţie de compoziţia chimică. Categoria este reprezentată prin simbolurile metalelor sau a aliajelor de la care provin materialele refolosite.

Page 146: Gestionarea Deseurilor Industriale

140

Pe grupe – se clasifică în funcţie de formă şi dimensiuni şi se notează cu simbolurile: - grupa B – materiale refolosibile neferoase din bucăţi; - grupa S – aşchii (strunjiri); - grupa Ox – oxizi, cenuşi, zguri şi şlamuri; - grupa C – cabluri şi conducte cu izolaţii; - grupa D – alte materiale refolosibile de metale neferoase.

Pe sortimente – se clasifică materialele refolosibile neferoase, în funcţie de caracteristicile care se stabilesc prin cifre arabe. Exemplu: materialele refolosibile din cupru (categoria Cu) din bucăţi (grupa B) sortimentul 1 se notează: Cu/B – 1. După natura lor, în cadrul caracteristicilor, este prevăzut şi gradul de impurificare. Prin impurităţi se înţeleg elemente străine ca: umiditate, ulei, pământ, pietriş, resturi de izolaţie sau oţel şi alte metale şi aliaje neferoase decât cele din metalul de bază. În documentele de recepţie a materialelor refolosibile neferoase se indică simbolul conform STAS 3017 – 78. Simbolul cuprinde categoria de materiale notată prescurtat (Cu, CuZn, CuSn, CuAl, CuPb, CuNiZn, Al, AAL, Zn, Pb, Sn. Ni) grupa (indicată cu litere B, OX, C, S sau D despărţite de categorie printr-o linie oblică) şi sortimentul (indicat prin cifre arabe, despărţite de restul printr-o linie orizontală). 6.2.1. Sortarea materialelor refolosibile din aluminiu Sortarea materialelor refolosibile din aliaje de aluminiu este importantă, întrucât chiar unele elemente de aliere a unor aliaje de aluminiu constituie impurităţi pentru alte aliaje. Pentru aliajele de cupru cu aluminiu toate celelalte elemente: Fe, Si, Mn, Mg, Un, Ni, Pb, Sn, St, Ti sunt impurităţi. Plumbul, fierul şi staniul sunt impurităţi pentru orice tip de aliaj. Dintre acestea, plumbul şi staniul sunt considerate periculoase şi de aceea nu se admit mai mult de 0,05 % din total masa aliajului. 6.3. Sortarea materialelor refolosibile nemetalice 6.3.1. Materialele refolosibile din hârtie 6.3.1.1. Condiţii tehnice de calitate a materialelor refolosibile din hârtie Materialele refolosibile din hârtie destinate a fi folosite ca materie primă la fabricile de hârtie se vor colectate, sorta şi livra pe sorturi (tabelul 6.1.). Materialele refolosibile din hârtie folosite ca materie primă nu trebuie să prezintă degradări datorită putrezirii.

Tabelul 6.1.

Sorturi de hârtie refolosibilă colectată Sorturi Denumirea Caracteristica Destinaţia

I Materiale refolosibile din hârtie şi carton netipărite şi nescrise

Hârtii şi cartoane de culoare albă, netipărite şi nescrise care nu pot fi utilizate ca atare

La fabricarea pastei papetare albite

II Materiale refolosibile din hârtie şi cartoane tipărite sau scrise

Hârtii şi cartoane cu culoare albă, tipărită sau scrise (ziare, reviste, cărţi, broşuri,

La fabricarea pastei papetare gri sau pastei destinată

Page 147: Gestionarea Deseurilor Industriale

141

caiete şi alte materiale din hârtii provenite din selectarea arhivelor şi alte asemenea) fără coperţi din materiale: papetare colorate sau din materiale nepapetare.

descernelizării

III Materiale refolosibile din carton ondulat

Confecţii scoase din uz şi resturi tehnologice din carton ondulat care nu pot fi utilizate ca atare

La fabricarea pastei papetare de culoare naturală

IV Materiale refolosibile din hârtie rezistente, ambalaj

Saci şi pungi uzate, resturi de hârtie de ambalaj, resturi tehnologice de la confecţii şi tipărituri din hârtii rezistente care nu pot fi utilizate ca atare; cartele folosite pentru prelucrarea datelor

La fabricarea pastei papetare de culoare naturală pentru hârtie rezistentă

V Materiale refolosibile din diverse hârtii, cartoane, mucavale şi produse din aceste materiale

Materiale uzate din hârtii şi cartoane colorate, mucava, confecţii scoase din uz din aceste materiale, coperte patetare colorate, tehnice uzate, resturi tehnologice de la confecţii şi tipărituri din astfel de materiale

La fabricarea pastei papetare de culoare naturală şi a cartonului suport pentru bitumare

VI Ţevi şi tuburi din hârtie şi carton,uzate

Ţevi din hârtie, tuburi din hârtie de la bobinele de hârtie şi carton

La fabricarea partei papetare naturale pentru mucava şi carton suport pentru bitumare

VII Materiale refolosibile din hârtii şi cartoane impurificate cu materiale care nu permit reutilizarea în industria celulozei şi hârtiei

Ambalaje din hârtii şi cartoane (saci, pungi, cutii) recuperate din industria lacurilor, pigmenţilor, a negrului de fum şi altele asemenea.

La fabricarea cartonului suport bitumare şi alte utilizări.

Denumirea corpurilor străine ce nu sunt admise:

- resturi de metale, sticlă, cauciuc, celuloid, bachelită, materiale plastice şi sintetice, alte corpuri străine care nu se pot transforma în pastă papetară;

- praf, nisip, resturi din materiale care l-au conţinut (în cazul ambalajelor); - negru de fum, pigmenţi, coloranţi; - hârtii impregate şi acoperite cu materiale sintetice, folii metalice parafinate,

bitumate, siliconate, sulfurizate; - substanţe toxice; - umiditate 12 %.

6.3.1.2. Reguli pentru verificarea calităţii Calitatea materialelor refolosibile din hârtie folosită ca materie primă sau ca atare se va verifica pe loturi. Prin lot se înţelege o cantitate maximă de 10000 kg materiale refolosibile din acelaşi sortiment. Verificarea calităţii se va face pe baza unei probe constituită din baloturi, luate la întâmplare din lot. Baloturile cu materialele refolosibile care se aleg pentru probe se desfac şi se verifică dacă conţinutul lor corespunde condiţii tehnice de calitate. Pentru verificarea umidităţii din diferite locuri (margini şi mijloc), ale fiecărui balot al probei se iau probe elementare, formându-se o probă de cca. 3 kg materiale şi se introduc imediat într-un ambalaj etanş, care se etichetează şi se sigilează. Pentru verificarea conţinutului de praf, nisip, pământ ciment, negru de fum, pigmenţi, coloranţi se iau din probă 1/5 din numărul baloturilor, dar nu mai puţin de un balot.

Page 148: Gestionarea Deseurilor Industriale

142

Dacă probele verificate nu îndeplinesc condiţiile prevăzute în standard, lotul se consideră necorespunzător. 6.3.2. Materialele refolosibile din sticlă Spărturile de sticlă, în funcţie de domeniul de provenienţă şi destinaţie, se clasifică pe sorturi astfel:

- cioburi provenite direct de la fabricile de sticlă: i. cioburi albe, ambalaje iluminat;

ii. cioburi semialbe, menaj; iii. cioburi brute ambalaj; iv. cioburi verzi ambalaj (separat pe culori);

- cioburi provenite de la furnizor:

v. cioburi albe; vi. cioburi semialbe;

vii. cioburi colorate. Umiditatea de referinţă este de 3 %. La înţelegere între părţi, umiditatea şi impurităţile pot diferi, dar în funcţie de acestea se stabileşte greutatea efectivă. Nu sunt admise bucăţi de metal, pietre, beton, resturi alimentare de la fabricile de conserve, cauciuc, material plastic, sfoară, cartoane. Prin conţinutul de impuritate se înţelege pământ, praf sau alte substanţe care nu sunt specificate mai sus. Nu se admit cioburi care provin de la ambalarea produselor toxice sau explozive. Cioburile din grupa A şi B se livrează pe culori granulate sau negranulate. Dimensiunile bulgărilor de sticlă proveniţi de la scurgerea cuptoarelor trebuie să fie cuprinse între 30 – 300 mm. Verificarea calităţii cioburilor se efectuează pe loturi între o tonă şi 30 tone. Verificarea lotului constă din:

- verificarea culorii; - verificarea conţinutului de impurităţi şi alte corpuri străine; - verificarea umidităţii.

6.3.3.Materialele refolosibile din mase plastice Materialele refolosibile de joasă şi înaltă densitate trebuie să fie lipsite de impurităţi ca: piatră, lemn, hârtie, sfoară, cârpe, paie, nisip, corpuri metalice. Impurităţile de praf vor fi de maximum 1 % din greutate. Materialele refolosibile colectate vor fi livrate şi spălate cu apă sau cu soluţii chimice. Livrarea se va face pe sorturi, acestea fiind transportate în mijlocul de transport cu un singur produs (articol) din aceeaşi categorie de polietilenă. Cele de gabarit mare vor fi livrate, tăiate în bucăţi, măcinate sau granulate, de comun acord cu beneficiarul. 6.3.3.Materialele refolosibile din textile Materialele textile refolosibile trebuie ca odată cu colectarea sau după aceeam să fie sortate şi livrate pe culori sau grupe de culori. Prin grupă de culori se înţelege:

Page 149: Gestionarea Deseurilor Industriale

143

- culori deschise: gri deschis, bej, roz, bleu, galben; - culori medii: roşu, albastru, verde, kaki; - culori închise: maro, bleumarin, violet, negru.

Materialele textile refolosibile provenite din colectarea confecţiilor cu căptuşeală şi vatelină destinate valorificării în industria textilă se vor sorta şi livra separând căptuşelile şi vateline de ţesăturile de faţă. Materialele textile refolosibile nu trebuie să conţină următoarele impurităţi:

- bucăţi de ţesătură putredă, mucegăită, mâncată de molii sau rozătoare; - corpuri străine (lemn, carton, cauciuc, metal sticlă); - materiale care se întăresc în contact cu apă )var, ciment, ipsos, făină, mălai etc.); - urma de ulei, ceară, bitum, vopsea etc., care nu ies la spălat;

Materialele textile refolosibile se pot colecta cu sau fără nasturi, catarame, capse, fermoare etc., dar se vor livra beneficiarilor fără astfel de accesorii. Conţinutul de praf admis pentru fiecare grupă de materiale textile refolosibile este următoarea:

- materiale textile refolosibile din lână şi tip lână, cu excepţia celor sub darac; - materiale textile refolosibile din bumbac şi tip bumbac, din fibre liberiene şi tip

liberiene, din mătase şi tip mătase, din fibre sintetice 100 % de maximum 5 %; - materiale textile refolosibile cu uzură mare din diverse amestecuri fibroase şi fibre de

lână şi tip lână de sub darac, de maximum 12 %. Umiditatea maximă admisă la livrarea materialelor textilelor refolosibile va fi de:

- 15 % pentru materiale din lână şi tip lână; - 8 % pentru materiale din bumbac şi tip bumbac; - 16 % pentru materiale din fibre liberiene şi tip liberiene; - 10 % pentru materiale din mătase şi tip mătase; - 5 % pentru materiale din fibre sintetice 100 %; - 10 % pentru materiale cu uzură mare din diverse amestecuri fibroase.

Materialele textile refolosibile trebuie să fie dezinsectizate înainte de ambalare. Reguli pentru verificarea calităţii:

- verificarea calităţii materialelor textile refolosibile se face pe loturi; - lotul este constituit din cantitatea prezentată deodată la verificarea din aceeaşi grupă,

categorie, tip, culoare; - proba medie se ia dintr-o cantitate egală cu 10 % din numărul baloturilor care formează

lotul, dar nu din mai puţin de 2 baloturi. 6.3.4.Materialele refolosibile din cauciuc Condiţiile tehnice de calitate pentru anvelope în construcţii diagonale uzate, apte pentru reşapare, sunt cele prezentate în tabelul 6.2.

Page 150: Gestionarea Deseurilor Industriale

144

Tabelul 6.2.

Condiţiile de calitate pentru anvelopele în construcţie diagonală Nr crt.

Natura defecţiunii Limita admisă

Anvelope pentru autoturisme, autoturisme de teren şi autoutilitare – sort I 1 Uzura benzii de rulare Adâncimea rămasă a canalului,

profilului benzii de rulare de min. 1,5 mm

2 Perforări de cui prin carcasă în zona benzii de rulare cu diametrul de: - 3 mm - 7 mm

Maximum 2 la distanţa de min. ¼ din circumferinţa anvelopei Nu se admite

3 Deteriorări ale brekerului fără deteriorarea carcasei Nu se admit 4 Deteriorarea carcasei până la 50 % din pliuri în zona benzii

de rulare (nestrăpunsă) Nu se admite

5 Deteriorări ale cauciucului în zona flancului anvelopei, fără afectarea cardului (ciupituri, tăieturi, crăpături superficiale)

Maximum 2

6 Deteriorări în carcasă care afectează maximum 50 % din stratul în zona flancului anvelopei

Nu se admit

7 Deteriorări ale cauciucului de acoperire a talonului Se admit 8 Deteriorări ale fâşiei de terminare Nu se admit 9 Deteriorări ale inelului de talon Nu se admit 10 Anvelope reşapate o dată Nu se admit

În plus nu se admit pentru reşapare:

- anvelope diagonale care au suferit deteriorări prin contact cu produse chimice; - anvelope în construcţie diagonală cu grad de îmbătrânire avansat, recunoscut prin

reţeaua densă de crăpături sau crăpături pătrunse până la carcasă; - anvelope în construcţie diagonală care nu au seria de fabricaţie iniţială; - anvelope în construcţie diagonală, care au vechime mai mare de 5 ani;

6.3.5.Materialele refolosibile din camerelor de aer uzate Unităţile deţinătoare vor face o verificare organoleptică a anvelopelor şi camerelor uzate înainte de predarea acestora pentru regenerare. Sortarea anvelopelor pentru regenerare se face bucată cu bucată, fiind supuse unui control vizual şi organoleptic, înlăturându-se cele care nu corespund.

Page 151: Gestionarea Deseurilor Industriale

145

Capitolul 7

PREGĂTIREA ŞI PRELUCRAREA DEŞEURILOR SOLIDE

7.1. TEHNICI DE MĂRUNŢIRE A DEŞEURILOR SOLIDE

Mărunţire a reprezintă trecerea unui material într-o granulaţie mai fină. Fiecare mărunţire serveşte extinderii suprafeţei exterioare specifice. Pentru alegerea maşinii de mărunţire potrivite sunt necesare următoarele informaţii:

- proprietăţile fizice ale materialului care trebuie mărunţit precum granulaţia iniţială consistenţa, duritatea, fragilitatea şi fisionabilitatea;

- scopul mărunţirii, ca de exemplu, procesele fizice sau chimice la care va fi supus materialul mărunţit;

- caracteristicile necesare ale materialului mărunţit precum mărimea şi distribuţia particulelor mărunţite, mărimea medie a particulelor sau mărimea specifică a particulelor.

Mărunţirea este cel mai des utilizată pentru mărirea suprafeţei specifice a componentelor deşeurilor biodegradabile, în vederea grăbirii procesului de tratare biologică Prin acest procedeu materialul se prepară pentru descompunerea microbiană, iar preluarea cantităţii necesare de apă este îmbunătăţită.

Pentru mărunţire se pot utiliza: - mori rapide cu ciocane; - mori rapide sau lente de taiere; - mori cu bile; - tamburi rotativi; - mori raspel; - mori spiralate.

Maşinile de mărunţire (fig. 7.1.), care au fost testate în domeniul gestionarii

deşeurilor şi care de-a lungul celor 20 de ani s-au dezvoltat la un nivel extrem de ridicat, sunt prezentate mai jos, precizându-se avantajele şi dezavantajele lor legate de instalaţia de reciclare.

Page 152: Gestionarea Deseurilor Industriale

146

a) b) Fig. 7.1. Tipuri de mori: a) moară cu ciocănele:

1 – carcasă; 2 – rotor; 3 – ciocan; 4 – gură de alimentare; 5 – sită; b) moară cu cuţite:

1 – carcasă; 2 – gura de alimentare; 3 – gura de descărcare; 4 – valţuri; 5- cuţite seceră; 6 – grătar prin care trec cuţitele.

Pregătirea prin mărunţire a deşeurilor biodegradabile în scopul compostării

presupune în special o destrămare a materialului, de aceea sunt preferate morile rapide de taiere cu cuţite.

În ceea ce priveşte mărunţire a altor tipuri de deşeuri casante, cum ar fi deşeurile din sticlă şi deşeurile din lemn sunt preferate morile cu ciocane. 7.1.1. Mărunţire prin lovire 7.1.1.1. Morile cu ciocane

Pentru mărunţire a deşeurilor municipale şi de producţie, precum deşeurile din

lemn şi sticlă morile cu ciocane s-au dovedit a fi foarte eficiente. Ele se deosebesc, în principial, doar după tipul rotorului (fig. 7.2.)1, 2. Există mori orizontale şi verticale cu ciocane montate flexibil.

a) b) 1 Xxx - http://www.feedmachinery.com/glossary/hammer_mill.htm 2 xxx - http://paystation.ca/sem.cfm

Page 153: Gestionarea Deseurilor Industriale

147

c)3 d) Fig. 7.2. Moară orizontală cu ciocane:

a) şi b) moară cu ciocănele; c) şi d) rotor cu ciocănele După acest principiu de bază se folosesc o serie de mori în instalaţiile de reciclare

a deşeurilor sau în depozitele de deşeuri, astfel ca s-a obţinut o experienţă vastă în cazul diferitelor compoziţii de deşeuri.

Versiunea verticală a morii cu ciocane este caracterizată de un rotor vertical prevăzut cu ciocane de lovire. Acest tip de moară a fost conceput la sfârşitul anilor 50 special pentru prepararea deşeurilor menajere. Pentru a creste debitul acestei mori, care la început era scăzut, se aspiră aerul din interiorul morii prin orificiul de evacuare. Astfel se pot mărunţii şi părţile din deşeuri foarte uşoare precum hârtia sau masele plastice.

Datorită faptului ca morile verticale cu ciocane nu au o limitare a granulaţiei printr-un grătar, distribuţia granulaţiei se poate varia prin modificarea numărului de ciocane. Prin mărirea numărului de ciocane rezultă o granulaţie mai fină şi un debit mai mic pe unitatea de timp. 7.1.1.2. Concasoare percutante

Concasorul percutant constă dintr-o carcasă sudată din mai multe părţi din tablă sau profiluri din otel, al cărei interior este căptuşit cu plăci de percuţie (fig. 7.3)4. Arborele, care se roteşte cu aproximativ 500-1000 rot/min este prevăzut cu mai multe ciocane preschimbabile din oţel rezistent la uzură. Arborele se roteşte într-un lagăr montat pe carcasă. Plăcile de percuţie sunt aşezate reglabil cu ajutorul unor pivoţi. Atât distanţa dintre plăcile de percuţie şi ciocane, cât şi înclinaţia plăcilor sunt reglabile. La intrarea unor componente care nu se pot mărunţi în spaţiul de percuţie plăcile de percuţie pot fi ridicate, iar materialele nemărunţite sunt eliminate prin partea inferioară.

a) 3 xxx - http://en.wikipedia.org/wiki/Hammer_mill 4 xxx - http://www.hazemag.com/primaryimpactors/primaryimpactors.htm

Page 154: Gestionarea Deseurilor Industriale

148

b)

c)

d)

e)

Page 155: Gestionarea Deseurilor Industriale

149

f) g) Fig. 7.3. Concasoare:

a), b), c), d), e) tipuri constructive de concasoare; f) rotorul concasorului; g) secţiune prin concasor.

Concasoarele percutante se alimentează prin partea superioară cu ajutorul benzilor

transportoare, în timp ce materialele mărunţite se elimină prin partea inferioară. Materialul este preluat în concasor de către ciocane cu o viteza de aproximativ 25-40 m/s, şi sunt lovite de plăcile de percuţie de deasupra arborelui. Plăcile de percuţie sunt astfel aranjate, încât materialul să fie adus înapoi în circuitul de lovire. Acest proces se repetă până când materialul este mărunţit în aşa măsura încât să poată trece prin spaţiul dintre arbore şi plăcile de percuţie, spaţiu ce este reglat în funcţie de dimensiunea dorită a particulelor.

În cazul concasoarelor percutante trebuie avut în vedere, de exemplu, la prelucrarea deşeurilor din construcţii şi demolări să nu fie introdus beton cu armaturi de oţel prea lungi, pentru ca acestea s-ar putea învârti în jurul rotorului şi ar duce la blocarea instalaţiei. 7.1.2. Mărunţire prin taiere 7.1.2.1. Mori cu cuţite sau tocătoare

Moară poate fi cu arbore orizontal simplu sau dublu. Prin rotaţia în sensuri diferite a arborilor dubli prevăzuţi cu cuţite materialul este atras între cuţite. Mărunţirea are loc între uneltele de tăiere indiferent de tipul materialului: moale, elastic sau dur.

Gradul de mărunţire se fixează prin alegerea distantei dintre cuţite respectiv prin lăţimea dinţilor la arborele cu cuţite (fig. 7.4.). Pentru mărunţire a deşeurilor menajere distanţa dorită dintre cuţitele arborelui este de 0,1 mm şi pentru a garanta succesul procesului de tocare, nu trebuie să depăşească 0,8 mm. Dacă gradul de mărunţire nu este corespunzător, sau dacă distribuţia granulaţiei este neuniformă, instalaţiile pot fi reglate în mai multe trepte până când rezultatul final este cel dorit.

Pentru a realiza un debit mare în cazul deşeurilor voluminoase acestea ar trebui în prealabil presate ajutorul unei prese hidraulice înaintea umplerii morii cu cuţite. În cazul în care bucăţi grele din metal sau alte părţi componente care nu pot fi mărunţite ajung în moară, arborele cu cuţite dispune de sistem de siguranţa automat, care acţionează arborele în sens invers pentru a debloca materialul respectiv şi apoi îl opreşte. În acest caz materialul trebuie îndepărtat manual. Practica a demonstrat că, în instalaţiile de mărunţire

Page 156: Gestionarea Deseurilor Industriale

150

cu arbore cu cuţite, este mai convenabil dacă se îndepărtează manual materiale dure precum metalele înainte de a fi admise în moară.

Fig. 7.4. Vederea unui arbore cu cuţite

În funcţie de mărimea dinţilor, debitul de materiale mărunţite se situează în jurul

valorii de 3 t/h. Materialul mărunţit este caracterizat de margini tăiate curat şi un interval destul de mic al dimensiunilor particulelor.

Moara prezentată în figura 7.5. 5 se foloseşte cel mai des pentru mărunţire a deşeurilor din plastic, deşeurilor din lemn, etc.

Fig. 7.5. Vederea unui tocător de deşeuri din lemn

7.1.2.1. Raspel cu sită

Acest tip de moară s-a dezvoltat special pentru prepararea deşeurilor în unităţi de compostare (fig. 7.6.). Modul de acţionare a unui raspel cu sită poate fi comparat cu cel al unei site din bucătărie. Deasupra bazei dispozitivului care parţial este prevăzut cu segmente cu orificii de cernere de diametre între 22 şi 45 mm şi cu segmente cu dinţi de rupere ficşi, se mişcă braţele raspelului, care împing şi fac deşeurile să alunece cu viteze între 8 şi 10 rot/min printre dinţii de rupere şi prin site.

5 xxx - http://www.stocuri.com/productDetaills.php?gPId=4254&k=ptr.LEMN_-_Tocator_pentru_deseuri_(tip_moara_de_macinat)

Page 157: Gestionarea Deseurilor Industriale

151

Fig. 7.6. Schema unui raspel cu sită

Materialele greu de mărunţit, textilele, metalele, materialele plastice sau

materialele dure se adună în raspelul cu sită şi pot fi evacuate printr-o clapă laterală a braţelor raspelului.

Raspelul cu sită se utilizează însă din ce în ce mai rar în tehnica de prelucrare a deşeurilor, datorita faptului că:

- efectul de mărunţire în cazul acestor dispozitive este mai mic decât în cazul morilor cu ciocane sau cu cuţite;

- faptul ca raspelul cu sita lucrează discontinuu. 7.1.3. Tehnici de sortare a deşeurilor

Sortarea reprezintă procesul de separare şi clasare a deşeurilor în funcţie de diferentele dintre caracteristicile lor fizice. În principiu există sortarea dimensională, sortarea densimetrică, sortarea optică, sortarea magnetică, flotarea şi sortarea manuală. 7.1.3.1. Sortarea dimensională

Prin cernere se separă materiale de granulaţie diferită, în diverse clase granulometrice propuse. Acest proces se mai denumeşte şi clasare. Prin cernerea cu sită se realizează separarea în funcţie de dimensiunea caracteristică a granulelor, cu ajutorul unei suprafeţe de separaţie, prevăzută cu orificii aşezate geometric. Granulele care, la alunecarea peste sită, sunt într-o poziţie potrivită şi au dimensiuni mai mici decât orificiile sitei, cad prin aceasta şi formează astfel materialul cu granulaţie fină. Restul granulelor rămân în sită şi formează materialul cu granulaţie mare.

Materialele cu granulaţie fină, umede, fibroase şi lipicioase obturează uşor sitele. Astfel, se micşorează suprafaţa de cernere, iar debitul de cernere scade. Pentru a evita obturarea sitelor, sunt folosite pentru materiale greu de cernut sisteme de site speciale sau ajutoare pentru site. Cele mai importante ajutoare pentru site sunt periile, lanţurile, încălzitoarele de site, jeturile de aer şi apă suplimentară pentru anularea forţelor dintre particulele lipite una de cealaltă.

Sunt folosite, în special, două tipuri de site pentru sortarea dimensionala: - site cilindrice; - site cu vibraţie.

Page 158: Gestionarea Deseurilor Industriale

152

O sită este considerată eficientă dacă 70% din materialele cu dimensiunea particulelor mai mică decât ochiurile plasei pot trece prin acestea. a) Sita tambur

Sita tambur este o sită cilindrică (fig. 7.7) 6, aceasta reprezintă un agregat de clasare verificat care poate fi utilizat într-o instalaţie de preparare a deşeurilor, atât în prima treaptă de preparare, cât şi după procesul de mărunţire. Debitul şi performantele la separare ale unei site tambur sunt determinate de mărimea orificiilor, diametrul, turaţia, elementele interiorului tamburului şi înclinaţia acestuia.

Dat fiind faptul că suprafaţa de cernere a unei site tambur este relativ mică, se încearcă prin diferite construcţii ale peretelui interior (sita poligonală) ridicarea cât mai mult a materialului de cernut pe peretele tamburului rotativ, pentru a obţine o cernere mai eficientă.

a)

b)

c) Fig. 7.7. Vedere şi secţiune schematică a unei site tambur:

a) prezentarea elementelor componente ale sitei tambur; b) prezentarea sitei tambur în ansamblu; c) imagini din interiorul sitei tambur.

6 xxx - http://bucciarello.trustpass.alibaba.com/product/11232152/Trommel_Waste_Recycle_Plant_And_Sorting_Materials/showimg.html

Page 159: Gestionarea Deseurilor Industriale

153

Pentru a reduce şi mai mult timpul de prelucrare a deşeurilor, sita tambur poate

avea pe pereţii interiori diferite accesorii cu ajutorul cărora să taie sacii în care sunt colectate deşeurile. Astfel, sacii de deşeuri menajere colectaţi de agenţii de salubritate pot fi desfăcuţi şi sortaţi rapid şi automat cu ajutorul sitei tambur. b) Sita cu vibraţie

Aceasta sită face parte din categoria maşinilor de cernere dinamice şi s-a dovedit a fi eficientă ca agregat de cernere a deşeurilor care nu se înfundă.

Pentru acest gen de cernere se folosesc site maleabile din cauciuc sau materiale plastice, montate pe un sistem de bare care basculează în contra timp (fig. 7.8.). Această mişcare de basculare antrenează sita într-o mişcare de tip undă, cu o amplitudine considerabilă de 30 până la 50 mm pentru frecvenţe de oscilaţie de 600 până la 800 /min şi imprimă materialului de cernut acceleraţii considerabile.

Fig. 7.8. Site vibratoare.

c) Separator balistic

Acest mecanism a fost realizat pentru separarea deşeurilor municipale în trei fracţii: grea, uşoară şi fină. Separatorul balistic este format din pâlnia de încărcare şi puntea formată din mai multe benzi metalice perforate şi care vibrează în contrasens una faţă de cealaltă. Puntea are o mică înclinaţie pentru a imprima fracţiei grele o anumită acceleraţie (fig. 7.9).

Fig. 7.9. Schema de funcţionare a unui separator balistic

Deşeurile mărunţite, în funcţie de forma şi gravitatea specifică fiecărei particule se

deplasează susul sau în josul punţii. Particulele mai grele au tendinţa să se deplaseze în jos odată cu mişca benzilor şi astfel se separă fracţia grea. Datorită mişcării de vibraţie şi de rearanjare continuă a deşeurilor pe puntea separatorului, particulele uşoare cum ar fi

Page 160: Gestionarea Deseurilor Industriale

154

hârtia, cartonul şi foliile de plastic se deplasează către marginea superioară a separatorului, astfel formându-se fracţia uşoară. Iar fracţia fină reprezintă particulele care au trecut prin orificiile benzilor metalice.

Procentajul de fracţie grea şi fracţie uşoară se determină prin modificarea înclinaţiei punţii. Înclinaţia se află, în general, între 15-20%; această înclinaţie este proiectată pentru o rată de încărcare aproximativ 10 tone/h sau 90 m3/h. d) Sita plată cu disc

O sită cu disc este un aparat de clasare în cascadă care constă dintr-un grătar de clasare cu mai multe site parţiale, aşezate în trepte formate dintr-o multitudine de arbori paraleli plasaţi la distante egale unul de altul cu discuri de antrenare hexagonale. Fiecare dintre aceste discuri de antrenare se rotesc în golul dintre două corpuri de discuri învecinate.

Distanţele dintre aceste discuri determină mărimea orificiilor de cernere ale fiecărui nivel de cernere. De exemplu, deşeurile presortate din construcţii se introduc printr-un dispozitiv de încărcare către primul nivel de separare şi sunt accelerate şi separate în procesul de cernere prin aşezarea discuri de antrenare pe arbori precum şi prin creşterea turaţiei arborilor pe fiecare nivel în direcţia de antrenare a materialului către celelalte nivele de separare. Arborii rotunjiţi dintre discurile antrenare şi colturile rotunjite împiedică înţepenirea materialului de separat. 7.1.3.2. Sortarea densimetrică

Sortarea densimetrică este o metodă de clasare care se bazează pe echivalenţa specifică a materialelor asemănătoare într-un curent de aer ascendent. Acest proces se mai denumeşte şi clasare. Echivalenţa înseamnă că diferite particule vor atinge aceeaşi viteză finală de cădere. Dacă particulele sunt echivalente, atunci acestea ar trebui să aibă în aceleaşi condiţii iniţiale aceeaşi traiectorie, respectiv aceeaşi viteză de coborâre. Sortarea densimetrică se poate realiza şi cu ajutorul apei (vezi hidrociclonul).

Separarea se realizează în funcţie de viteza de cădere a particulelor. Viteza de cădere depinde de forma granulei şi de greutatea specifică a fiecărui material. Debitul este influenţat de masa volumetrică, de umiditate, de compoziţia deşeurilor şi de mărunţirea prealabilă a deşeurilor de sortat.

O serie de tipuri de separatoare cu ajutorul curentului de aer s-au testat în Uniunea Europeană. Din multitudinea de instalaţii de separare existente, în prelucrarea deşeurilor se folosesc cu precădere 2 tipuri: separatorul cu aer rotativ şi instalaţia de aspirare. 7.1.3.3. Separatorul rotativ cu curent de aer Separatorul rotativ cu curent de aer are trei elemente principale: un tambur rotativ, o cameră de separare şi decantare şi un sistem de aer comprimat. Tamburul rotativ este înclinat cu aproximativ 15 grade faţă de orizontală şi are formă conică cu baza mare în sus (fig. 7.10). Deşeurile mărunţite şi deja cernute sunt transportate cu ajutorul unei benzi rulante către partea superioară a tamburului. Prin duze de aer comprimat se suflă aerul, paralel cu axa tamburului. în acest fel materialele uşoare sunt antrenate în sus către camera de decantare. Materialul greu este transportat prin tambur în continuare şi iese prin baza mică a tamburului.

Page 161: Gestionarea Deseurilor Industriale

155

Fig. 7.10. Vederea unui separator rotativ cu curent de aer Pentru a asigura un curent de aer continuu de-a lungul întregului tambur, se suflă aer suplimentar prin baza mică a tamburului. Mărimea granulaţiei şi selectivitatea pot fi variate prin schimbarea volumului de aer, schimbarea presiunii aerului comprimat, prin modificarea unghiului de înclinaţie al tamburului şi prin modificarea modului de încărcare a materialului mărunţit. 7.1.3.4. Instalaţie de aspiraţie Componentele uşoare din deşeuri sunt aspirate de obicei de pe o bandă transportoare, de pe o sită cu vibraţii sau dintr-o sită tambur şi sunt eliminate printr-un ciclon (fig. 7.11). Componentele uşoare pot fi: bucăţi de hârtie, pungi de plastic, bucăţi de plastic, etc.

Fig. 7.11. Instalaţia de aspiraţie 7.1.3.5. Hidrociclonul Separarea diferitelor fracţiuni de materiale plastice dintr-un amestec de granule se realizează în cazul hidrociclonului într-un câmp de forţe centrifugale. Geometria ciclonului realizează un vârtej interior ascendent prin care este eliminată fracţiunea uşoară a amestecului şi un vârtej exterior descendent cu ajutorul căruia se elimină fracţiunea grea (fig. 7.12). Hidrociclonul a fost proiectat special pentru separarea diferitelor tipuri de deşeuri din plastic. Calitatea separării tipurilor de materiale cu ajutorul hidrociclonului sunt determinate de tipul şi calitatea mărunţirii în prealabil a deşeurilor din plastic.

Page 162: Gestionarea Deseurilor Industriale

156

Fig. 7.12 Vederea unei instalaţii cu hidrociclon.

În cadrul testărilor făcute s-a utilizat un hidrociclon cu capacitate de 1 tonă/h. Materialele plastice folosite au fost sortate din deşeurile menajere. Impurităţile au fost de 1 până la 5 % (hârtie, metal, nisip). Compoziţia medie era de 80 - 85 % PE, 2-10 % PS şi 8 -15 % PVC. Testele au condus la eliminarea 100 % a polietilenei cu impurităţi de 2-3 % PS. Impurităţi de PVC nu au fost găsite în PE. Prin sortarea ulterioară a fracţiunii grele formată din PS şi PVC care a rezultat din hidrociclon s-a obţinut o concentraţie de 100% PVC, pentru PS s-a obţinut o concentraţie de aprox. 95%, impurităţile au fost din PVC şi PE. Majoritatea impurităţilor au fost eliminate împreună cu PVC-ul în fracţiunea grea. 7.1.3.6. Sortarea magnetică

O sortare magnetică eficientă se realizează atunci când elementele feromagnetice sunt preluate de magneţi în urma unei mărunţiri a deşeurilor şi a unei afânări, eliberându-se astfel, de alte impurităţi.

Mărimea elementelor feroase nu este limitată, dat fiind faptul ca magneţii pot atrage orice fel de greutăţi. Acest tip de magneţi sunt utilizaţi în principal pentru presortarea magnetică grosieră a deşeurilor mărunţite sau nemărunţite. a) Separator magnetic

Sortarea magnetică se face în mare măsură cu magneţi aşezaţi deasupra benzilor rulante de transport a deşeurilor care sortează materialele feroase din curentul de deşeuri şi le elimină, ori perpendicular, ori paralel cu direcţia transportorului de deşeuri (fig. 7.13.) 7.

Sortarea magnetică s-a dovedit a fi eficientă după mărunţire. Până acum au eşuat toate încercările de obţinere a unui produs feromagnetic de bună calitate prin sortarea metalelor feroase înainte de a utiliza un agregat de mărunţire. În cazul sortării magnetice a deşeurilor casnice, mărimea optimă a elementelor este în jur de 10 până la 100 mm.

7 xxx - http://www.outokumputechnology.com/pages/Page____8153.aspx

Page 163: Gestionarea Deseurilor Industriale

157

Fig. 7.13 Tipuri constructive de separatoare magnetice: a) tambur magnetic; b) magnet staţionat.

b) Separator cu curenţi turbionari

Tehnologia de separare constă în inducerea unor curenţi turbionari în corpuri care conduc electricitatea, care prin acestea dezvolta forţe într-un câmp magnetic (fig. 7.14.).

Fig. 7.14. Separator cu curenţi turbionari.

În acest domeniu sunt mai cunoscute efectele secundare nedorite ale curenţilor

turbionari: frânarea datorită curenţilor turbionari, levitarea sau suspensia magnetică, sau pierderile datorate curenţilor turbionari din transformatoare. Dar în cazul separării cu ajutorul curenţilor turbionari, rezultatele sunt la fel de eficiente ca şi în cazul separării metalelor feroase cu ajutorul magneţilor.

Curenţii turbionari se formează atunci când un conductor electric se află într-un câmp magnetic care se modifică în timp şi spaţiu sau se mişcă în acest câmp magnetic. Curenţii turbionari curg în interiorul conductorului pe traiectorii închise şi forma lor nu este legată de forma conductorului.

Conform legilor lui Lenz aceşti curenţi formează la rândul lor un câmp magnetic în sens invers celui care i-a creat. Din aceasta rezultă o forţă care acţionează asupra conductorului, accelerandu-1 să iasă din câmpul magnetic iniţial. Prin scăderea conductibilităţii, forţa asupra conductorului este mai mică. Cu creşterea densităţii (la volum constant aceasta înseamnă masa mai mare) trebuie aplicată o forţă mai mare pentru a învinge inerţia masei şi a devia particula respectivă.

Page 164: Gestionarea Deseurilor Industriale

158

7.1.3.7. Sortare optică Sortarea optică are rolul de a separa materialele valorificabile în funcţie de

culoare, iar cu ajutorul echipamentelor cu infraroşu se pot sorta şi în funcţie de tipul de material din care este confecţionat (fig. 7.15 şi 7.16).

Fig. 7.15. Schema tehnologică a maşinii de sortat după culoare:

a) de tip electropneumatic; b) de tip electrostatic; 1 – coş de alimentare, 2 – jgheab vibrator; 2a – dispozitiv de vibrare;

3 – bandă profilată; 4 – cameră optică; 5 – celule fotoelectrice; 6 – ecrane; 7 – element de execuţie; 8, 9 – bloc de amplificare;

10 , 11 – plăcile câmpului electrostatic; 12 – colectoare de particule.

Fig. 7.16. Mecanism de sortare optic.

Q

112 2a

3

7

12

6

q1 q2

4

5

8 Q

11

2

11

3

5

12

10

q1 q2

7

5

9

6

4

a) b)

2a

Page 165: Gestionarea Deseurilor Industriale

159

Lumina care trece prin materialul reciclabil este preluata de un senzor. Un conductor de lumină din materialul plastic conduce semnalul către unitatea de evaluare. Semnalul luminos este descompus în culorile roşu, verde şi albastru iar separarea se face după culoare.

De exemplu, cu ajutorul unei instalaţii de sortare a sticlei se obţine o puritate de aproximativ 99,7 %.

Cu ajutorul echipamentelor cu infraroşu se realizează forma curbei caracteristice pentru fiecare tip de material, iar după evaluarea cu ajutorul unui program urmează activarea mecanismului de comand al clapetelor de evacuare, iar deşeurile cărora nu le sunt recunoscute curbele caracteristice sunt eliminate din circuit. Aceasta sortare este, în principal utilizată pentru separarea diferitelor tipuri de materiale plastice: PET, PS, PP, HDPE, LDPE, PVC, etc. 7.1.3.8. Sortarea manuală

La ora actuală, sortarea manuală este totuşi cea mai de încredere metodă de separare voită şi de foarte bună calitate a produselor secundare dintr-un amestec de deşeuri (fig. 7.17.) 8.

Fig. 7.17. Staţie de sortare manuală.

Din deşeurile casnice sau din mica industrie, comerţ şi instituţii, dar şi din

fracţiunile de deşeuri colectate separat, personalul de sortare poate separa diferite calităţi de hârtie recuperată, sticle de diferite culori sau amestecate, folii din polietilenă albă sau colorata etc, dar poate îndepărta impurităţi sau componente dăunătoare.

Prin conducerea direcţionată a sortării manuale se poate acţiona rapid şi fără intervenţii tehnice asupra fluctuaţiilor preţurilor de pe piaţă a materiilor prime secundare. Datorită faptului că sortarea manuală este foarte costisitoare, trebuie mărit randamentul de selecţie cu ajutorul utilajelor speciale. Pentru a mări productivitatea sortării manuale, materialele cu granulaţie mică sunt îndepărtate prin sitare. Separatoare magnetice, suflătoare, benzi înclinate, maşini de împins au toate scopul de a pregăti deşeurile pentru sortarea manuală şi de a mari productivitatea personalului de sortare. Există două tipuri de sortare: negativă şi pozitivă.

În cazul sortării pozitive este extras materialul recuperabil din fluxul de deşeuri şi este aruncat în sertarele corespunzătoare.

În cazul sortării negative materialele care sunt considerate impurităţi care deranjează sunt extrase din fluxul de materiale, pe banda transportoare rămânând doar fracţiunea dorită.

8 xxx - http://p2library.nfesc.navy.mil/P2_Opportunity_Handbook/7_III_8.html

Page 166: Gestionarea Deseurilor Industriale

160

Prin sortare negativă se obţin productivităţi mai mari, dar de calitate mai scăzută, în timp ce în cazul sortării pozitive se obţine calitate foarte bună cu productivitate însă mult mai mică. Colectarea separată a materialelor recuperabile creste considerabil randamentul operaţiunii de sortare. 7.1.3.9. Flotarea

Sortarea prin flotaţie este avută în vedere când densităţile specifice ale unui amestec de materiale sunt foarte apropiate. Flotaţia se foloseşte la îndepărtarea impurităţilor din cărbuni, minereuri, barita, zgură, cernelurile negre de tipar, deşeurile din materiale plastice şi multe altele. Domeniul principal de utilizare este cel al fabricării de hârtie, în care se prelucrează prin flotaţie hârtia tipărită recuperată, obţinându-se o hârtie grafică deschisă la culoare. 7.1.4. Tehnici de curăţare a deşeurilor

În general curăţarea deşeurilor se realizează pentru deşeurile care pot ajunge

materie primă secundară într-un proces de fabricare a ambalajelor alimentare. Astfel, în procesele de reciclare a deşeurilor din plastic şi opţional şi pentru deşeurile din sticlă regăsim şi o etapă de curăţare a deşeurilor. Pentru obţinerea unor granule din plastic de calitate ridicată este absolut necesară curăţarea acestora. Curăţarea poate fi realizată cu apă sau fără apa, astfel întâlnim purificarea mecanică şi spălarea în tamburi speciali. 7.1.4.1. Purificare mecanică

Aceasta metodă de tratare mecanică a deşeurilor din plastic permite îndepărtarea deşeurilor de hârtie, carton şi alte reziduuri fără apa.

Ambalajele colectate de la populaţie sunt presate pentru a se elimina conţinutul rămas în acestea şi sunt apoi tocate sub forma de fulgi. Materialul tocat este apoi supus într-o centrifugă unor acţiuni şi deformări mecanice semnificative. Ca urmare a acestui proces de centrifugare hârtia este descompusă în celuloză, alte reziduuri aderente fulgilor de plastic şi aluminiul fiind îndepărtate mecanic şi pneumatic. Jeturi de aer sub forţe mecanice ridicate împing aceste impurităţi printr-o sită. Hârtia ajută la absorbţia grăsimilor şi umidităţii de pe fulgii de plastic, iar materialul rezultat din procesul de purificare mecanică este de o calitate foarte ridicată. 7.1.4.2. Spălare în tamburi

Acest proces are două avantaje, spălarea fulgilor de plastic şi sortarea prin flotare a diferitelor tipuri de plastic. Instalaţiile de curăţare a deşeurilor pot fi uşor integrate în orice tip de instalaţie de reciclare a deşeurilor de ambalaje. 7.2. PRELUCRAREA DEŞEURILOR SOLIDE 7.2.1. Prelucrarea deşeurilor feroase grele Stabilirea de materiale feroase grele sau uşoare se face în funcţie de masa volumică care, spre deosebire de masa specifică, care este relativ aceeaşi, diferă foarte

Page 167: Gestionarea Deseurilor Industriale

161

mult de la formă la alta de prezentare (în vrac, în pachete, în bucăţi etc.) şi tipul şi dimensiunile materialelor. Tăierea cu flacără oxiacetilenică (fig. 7.1.)9,10. Din cauză că această operaţie de tăiere se execută manual, cu o productivitate redusă (în medie 5 t/schimb), cu un personal numeros şi un consum ridicat de oxigen, ea se foloseşte tot mai rar, lăsând locul debitării cu foarfeci mecanice. În nici un caz nu se aplică la tăierea şutajelor la laminoare care se debitează numai cu fierăstraie sau cu foarfece mecanice.

Fig. 7.18. Tăierea cu flacără oxiacetilenică.

Tăierea oxiacetilenică se mai foloseşte în cazul unor bucăţi foarte mari cu grosimi ce nu intră în utilajele de debitat mecanic. Tăierea cu foarfeca hidraulică (fig. 7.2.)11. Parţial, tăierea materialelor feroase grele se face cu foarfeca mecanică de tip aligator (crocodil) sau cu ghilotina, alimentate manual şi cu forţe de tăiere reduse putând tăia diametre între 50 – 90 mm şi oţel pătat cu latura între 50 – 80 mm, cu productivitate între 5000 – 15000 t într-un an.

Fig. 7.19. Foarfece hidraulic.

În prezent, pentru tăierea materialelor refolosibile grele, se foloseşte tot mai mult foarfeca hidraulică de 800 tf de mare capacitate, care asigură creşterea masei volumice la 1000 – 1100 kg/m3, precum şi tăierea la dimensiuni de 300 – 400 mm, ceea ce asigură o folosire optimă a sortimentului de material feros în oţelăriile electrice.

9 Xxx - http://recursos.cnice.mec.es/bancoimagenes2/buscador/imagen.php?idimagen=46201&zona=mat&nivel1=95&nivel2=67&nivel3=70&start=140 10 xxx - http://www.fundacionpicarral.org/aula_taller.php 11 xxx - http://www.westbrook-eng.com/New/National.html

Page 168: Gestionarea Deseurilor Industriale

162

Materialele refolosibile feroase provenite din casarea mijloacelor fixe, utilaje, instalaţii, maşini diferite grele sau asamblate scoase din uz sau colectate de la populaţie se prelucrează prin dezmembrare care se realizează prin demontare mecanică ci ajutorul sculelor şi dispozitivelor sau prin tăiere cu o flacără oxigaz. Părţile dezmembrate se repartizează pe categorii, clase sau grupe de calitate. Dacă prin dezmembrarea unor maşini, ansamble sau subansamble se urmăreşte recuperarea unor piese, precum şi recondiţionarea unor materiale provenite direct din colectare, atunci operaţia de dezmembrare se va efectua într-un atelier dotat cu bancuri de lucru, menghine, truse de scule, foarfeci ghilotină manuale, ferăstrău alternativ, polizor, maşină de îndreptat profile de tablă şi fier beton, presă de dresat etc (fig. 7.3).

a) b)

c) Fig. 7.20. Maşini care intru în componenţa unui atelier de dezmembrat maşini:

a) ferăstrău alternativ; b) polizor; c) presă. 7.2.2. Prelucrarea deşeurilor feroase uşoare În această categorie intră materialele feroase cu masa volumică până la 1,3 t/m3 şi cu o grosime de maximum 10 mm Aceste limite pot suferi fluctuaţii în funcţie de posibilităţile de manevrare şi de prelucrare. Balotarea materialelor refolosibile feroase uşoare, în special provenite din deşeuri de tablă subţire, din sârmă etc., se făcea la început manual şi avea ca scop manipularea mai uşoară pentru transport. După aceea s-au realizat prese mecanice care în prezent se află într-o gamă foarte variată şi deci s-a trecut la o productivitate mărită. Astfel sunt presele hidraulice pentru balotarea materialelor refolosibile din oţel cu grosimea de până la 10 mm. În general presele hidraulice de balotat sunt dotate cu cuve de alimentare de mari dimensiuni, dat fiind masa volumică foarte redusă a materialelor feroase uşoare în stare nepregătită. Materialul introdus în cuvă este apoi în mod succesiv comprimat pe cele trei dimensiuni cu ajutorul unor pistoane acţionate de pompe hidraulice până la dimensiunile finite ale balotului, care apoi este expulzat pe gura de evacuare.

Page 169: Gestionarea Deseurilor Industriale

163

7.2.3. Prelucrarea deşeurilor din fontă veche În general sursele principale de fontă veche sunt piesele din fontă (batiuri, volante, carcase etc. de la utilajele casate), utilajele de turnare (lingouri, poduri de turnare scoase din uz) şi scoarţele (scursurile de fontă). Prelucrarea fontei vechi constă în mărunţirea prin spargere a acesteia la dimensiunile şi masa, pe bucăţi, corespunzătoare cerinţelor tehnologice impuse de agregatele de turnare. Mărunţirea fontei şi a scoarţelor de fontă, ca şi de oţel, se face cu zdrobitoare mecanică cu bilă de 10 t sau cu sonete cu bilă de 3 – 5 t, care asigură fragmentarea materialelor la dimensiunile cerute de folosirea optimă a acestora în turnătorii şi oţelării. Spargerea pieselor grele din fontă, şi chiar din oţel, a scoarţelor, etc., provenite din utilajele de turnare şi din casări, se face în gropi pirotehnice. Pentru evitarea zgomotului şi trepidaţiilor de la spargerile pirotehnice în gropi sau pe plaje deschise, se foloseşte şi spargerea pirotehnică în mediu lichid (apă). 7.2.4. Prelucrarea aşchiilor metalice O linie tehnologică pentru prelucrarea aşchiilor metalice în concepţia organizării din ţara noastră este compusă din sortatoare, foarfece de porţionat, sfărâmător, presă de brichetat şi transportoare metalice, în două variante şi anume:

- tip 1 – mică – pentru o producţie de minimum 1500 t/an; - tip 2 – mare – pentru o producţie de minimum 4000 t/an.

Ca o primă operaţie e prelucrare a aşchiilor se poate considera sortarea acestora în aşchii lungi (peste 50 mm) şi scurte (sub 50 mm), cu ajutorul unui sortator rotativ prevăzut cu un tambur cu găuri şi aşezat în poziţie înclinată. Aşchiile mărunte pot fi utilizate ca atare în încărcătura furnalelor şi cuptoarelor Martin sau pot fi brichetate cu ajutorul utilajelor de presat la cald, având productivităţi variind între 1,5 – 2,5 t/h. Brichetele astfel realizate au o masă variind, după tipul utilajului, între 2 kg/buc. – 40 kg/buc., şi o masă volumică de circa 5000 kg/m3 şi se pot utiliza în bune condiţii şi la cuptoarele electrice. Aşchiile lungi pot fi utilizate (cele din oţel moale, în special) într-o proporţie de până la 20 % în amestecul deşeurile feroase uşoare la formarea de pachete cu ajutorul preselor hidraulice de balotat, iar în rest trebuie sfărâmate (mărunţite) cu utilaje speciale având productivităţi de 2-6 t/h 7.2.5. Prelucrarea deşeurilor provenite din casarea autovehiculelor Pentru prelucrări corespunzătoare sunt cunoscute tehnologii şi instalaţii speciale cum este aceea a sfărâmării (fragmentării) în bucăţi mici în instalaţia denumită „Shredder” şi metoda criogenică prin care pachetele de material refolosibil sunt realitate din carcasele auto, fără o prealabilă operaţie manuală, se separare am etapelor neferoase. După ce sunt presate caroseriile, pachetele obţinute sunt trecute prin tunelul de răcire criogenic. Răcirea se face în două etape:

Page 170: Gestionarea Deseurilor Industriale

164

- cu azot gazos, în prima parte a tunelului obţinându-se o răcire a pachetului la 7 oC;

- cu azot lichid, în cea de a două parte a tunelului obţinându-se în final o temperatură a pachetului de –120 oC.

După răcire, pachetele sunt împinse pe o cale cu role în maşina “Shredder” unde sunt sfărâmate. Datorită faptului că oţelul răcit la o temperatură foarte scăzută devine casant. (spre deosebire de metalele neferoase) tot ce este metal feros se sfărâmă, iar metalele neferoase, în proporţie de 90 % sunt colectate separat. Materialele feroase, în proporţie de 84 % cu 15 % impurităţi (materiale textile, cauciuc, materiale plastice) şi cu 1 % neferoase sunt colectate de către un separator magnetic. 7.2.6. Pregătirea deşeurilor din cupru Pregătirea materialelor refolosibile din cupru în bucăţi constă din:

- dezmembrarea, care se realizează la întreprinderile de profil sau la centrele de colectare şi prelucrare a materialelor refolosibile cu utilaje mecanizate (cu foarfeca tip aligator) sau manual, cu scule şi dispozitive speciale (perforator);

- sortarea se face de regulă manual, folosindu-se benzi cu separator magnetic pentru fier, ciururi şi sortator (stiloscop);

- balotarea se realizează cu ajutorul presei de tip UNIO de 55 tf. Pregătirea aşchiilor metalice de cupru. Aşchiile se obţin din reziduurile industriale rezultate în atelierele de prelucrare şi de aceea sunt îmbibate cu ulei şi emulsie. Uleiul, apa şi în plus alte impurităţi ca praful şi pământul, fierul sub formă de aşchii sau pulberi, îngreunează topirea şi înrăutăţeşte calităţile produselor din cupru. De aceea, pentru îndepărtarea acestor impurităţi, aşchiile de cupru sunt supuse unui proces tehnologic de pregătire care este compus din fluxul următoarelor operaţii: descărcarea în containere-depozit, sitarea (cernerea), fărâmiţarea, centrifugarea, depozitarea în buncăre, uscarea, din nou sitarea, separarea pe electromagnet, depozitarea în buncăre de şarjare în care se face analiza exactă pentru şarje (dacă se toarnă), pentru brichete sau pentru containere dacă se încarcă şi transportă. Pregătirea cenuşilor, zgurelor şi oxizilor de cupru. Cenuşile cuprifere şi praful de cupru volatil din producţia proprie de cupru se introduc într-o instalaţie mecanizată de aglomerare cu aglomerator discontinuu cu cupă de aglomerare sub aspiraţie. Granularea se face prin paletizarea în granulatoare cu cupe, după o prealabilă tratare în o soluţie sulfitică de la fabricarea celulozei. După granulare peretele se usucă. Brichetarea se aplică materialelor mărunte şi se realizează cu presa de brichetat folosind ca liant bitumul petrolifer. Brichetarea se realizează la temperatura de 100 – 150 oC, sub o presiune de 200 – 400 kgf/cm2 după care se calcinează într-un cuptor de uscare la temperatura de 200 – 400 oC cu gaze arse sau cu exces de aer. Mai eficient pentru prelucrarea acestor materiale sunt morile cu bile pentru măcinare prevăzute cu curent de aer şi cu separare pneumatică.

Page 171: Gestionarea Deseurilor Industriale

165

7.2.7. Pregătirea deşeurilor din aluminiu Pregătirea deşeurilor de aluminiu, ca şi cele de cupru sau de fier, se aplică în funcţie de dimensiunile şi forma materialelor: bucăţi, aşchii, folii, cenuşi. Prima operaţie constă în aducerea la dimensiuni care să permită încărcarea în cuptoare de topire. Aceasta se realizează rin tăierea cu flacără oxiacetilenică sau electrică, cu curenţi de înaltă frecvenţă, cu foarfeca ghilotină, cu foarfece hidraulică sau se mărunţeşte în mori cu ciocane. Cu foarfeca hidraulică se taie materialele din aluminiu amestecate (table, profile, până la maximum 800 mm). Cu mori cu ciocane speciale se mărunţeşte materialele de aluminiu de toate sorturile: piese turnate, carcasa de motoare, cartere, pistoane, ţevi, table etc. Modern şi eficient este ca pregătirea materialelor refolosibile din aluminiu să se facă mecanizat în linii şi flux tehnologic, cu utilaje specializate. Astfel, ar trebui ca separarea materialelor feroase de cele neferoase să se dacă cu separatoare electromagnetice cu bandă sau cu tambur. Separarea de diverse impurităţi ca: lemn, plastic, cauciuc şi metale feroase şi neferoase se realizează în medii dense. Cu ajutorul acestui procedeu se separă corpurile cu densităţi diferite utilizându-se unele suspensii solide în apă. În cazul separării materialelor de aluminiu se foloseşte o suspensie de fero-siliciu măcinat (12 – 15 % Si) care dă o greutate specifică minimă a suspensiei de 3,2 g/cm3, fero-siliciu pulverizat fin care conduce la o greutate specifică de 3,8 sau suspensie din magnetită (Fe 3O4) şi fero-siliciu în apă, cu greutatea specifică de 3 – 3,2 la temperatura de 20 oC. Materialele din aluminiu, mărunţite în concasare până la 25 – 75 mm, după ce au trecut printr-un separator magnetic, se introduc în medii dense cu ajutorul unui jgheab oscilant. Suspensia de medii dense circulă orizontal printr-un tambur care se roteşte cu 4 rot/min. Fracţiunea care pluteşte conţine componenţi nemetalici (fiind uşori) şi magneziu, aluminiu şi aliajele lor. Aceasta este eliminată de tambur peste un prag, în timp ce fracţiunea grea, care se scufundă, este evacuată cu nişte lopeţi fixate pe tambur. Părţile nemetalice şi magneziu din fracţiunea care pluteşte se separă de aliajele de aluminiu prin introducerea într-o suspensie cu greutatea specifică de 2 – 2,2 kg/dm3, în care partea grea o constituie aliajele de aluminiu. Acest procedeu poate fi aplicat în funcţie de necesitate pentru orice materiale prin introducere în suspensii cu greutatea specifică adecvată materialelor ce se separă. După această separeu se aplică spălarea şi uscarea materialelor refolosibile. Aşchiile pot fi pregătite prealabil şi cu productivitate ridicată în cadrul unor linii tehnologice. O linie tehnologică pentru pregătirea aşchiilor de aluminiu este compusă din: sită vibratoare, sfărâmător cu ciocane articulate, elevator, uscător rotativ, transportor oscilant, separator cu disc magnetic, buncăr sortator fin, transportor ci bandă, maşină de împachetat aşchiile fine. Transportor cu bandă pentru aşchiile de cuptor şi pupitrul de comandă. Utilajele care compun linia tehnologică sunt clasice, din ţară sau din import. Balotarea aşchiilor se face ca şi în cazul aşchiilor de cupru sau de oţel cu o presă hidraulică care de regulă este alimentată cu ajutorul podului rulant cu greifer.

Page 172: Gestionarea Deseurilor Industriale

166

Separarea materialelor refolosibile de aluminiu, pe bază de compoziţie chimică, care rezultă din casări de utilaje (carcase diferite, pistoane, piese mărunte etc.), se poate face cu o instalaţie care constă dintr-un transportor cu bandă de cauciuc alimentat continuu cu un buncăr înclinat acţionat hidraulic şi care se descarcă în paralel cu axa benzii transportoare pe o lungime de circa 4 m. Banda are lungimea de circa 20 m şi lăţimea de 1 m şi este deservită de 7 – 8 muncitori care sortează manual de pe bandă în containere separate materiale: pistoane, carcase, piese de metal feroase sau neferoase – pe tipuri şi compoziţie chimică. 7.2.8. Pregătirea deşeurilor din zinc Separarea deşeurilor din zinc de materialele feroase se realizează manual, cu magneţi sau electromagneţi. Lipiturile se decupează cu foarfeca de tablă, manuală sau mecanică şi cu arzătoare de tăiat. Grăsimile se îndepărtează prin spălare cu apă şi cu solvenţi. În mod obişnuit separarea zincului de alte aliaje se obţine pe cale termică uscată sau umedă (băi). Astfel, aliajele de lipit se separă prin agregarea în cuptoare mici metalice în care cositorul curge şi este colectat de pe vatra cuptorului, sau se scufundă benzi cu lipituri într-o baie de plumb încălzită la 350 oC în care aliajul se topeşte, plumbul îmbogăţindu-se cu cositor şi impurificându-se cu ceva zinc, apoi se elimină prin clorurare ulterioară. Sulfatul de zinc sau oxidul de zinc se produc din şlamul de zinc. Prelucrarea constă iniţial din spălare, apoi urmează solubilizarea impurităţilor pe care le conţine, în apă caldă (70 – 80 oC) cu amestec, urmată de centrifugare şi calcinare finală a sedimentului la o temperatură de 1000 oC timp de 8 ore. Produsul finit conţine 94 – 95 % ZnO, 2 % substanţe solubile în apă şi 1,4 % substanţe insolubile în acid clorhidric. Pentru prelucrarea reziduurilor oxidice de zinc în oxid de zinc se foloseşte şi cuptorul rotativ cu funcţionare continuă, la care procesul de încărcare a cenuşii sau hidroxidului de zinc, de afânare a şarjei şi îndepărtarea zgurei, se face mecanizat. 7.2.9. Pregătirea deşeurilor din plumb Deşeurile de plumb se descarcă în containere pe platforma de depozitare unde se sortează pe o masă de sortare ca şi cuprul şi aluminiul şi se prelucrează cu foarfece tip aligator. Pentru tăierea cămăşii de plumb a cablurilor electrice se foloseşte o maşină specială. După tăierea cămăşii de plumb se scot sârmele de cupru sau de aluminiu. Diametrul cablurilor ce se prelucrează variază de la 15 – 60 mm. Un alt utilaj specific este cel folosit la îndepărtarea benzii de blindaj de pe cablu plumburit, cu diametrul de la 20 mm la 110 mm, lungime până la 2 m. Mai recent se aplică o instalaţie care topeşte plumbul de pe cablul deformat şi are posibilitatea să ardă izolaţia. Instalaţia are forma unui cuptor tunel unde topirea şi arderea se realizează în containere de oţel. Cenuşile şi zgurile de plumb se împart în două fracţiuni cu un ciur vibrator. Fracţiunea măruntă se topeşte prin aglomerare, se paletizează sau se brichetează.

Page 173: Gestionarea Deseurilor Industriale

167

Bateriile de acumulatoare se dezmembrează manual scoţându-se plăcile de plumb din celulele de ebonită. Capacele de ebonită se sparg cu ciocanul. Plăcile sau nămolurile foarte acide se spală, iar apoi se tratează cu carbonat de calciu pentru a precipita metalul. În prezent există instalaţii în care operaţiile de separare a plumbului din bateriile de acumulatoare se realizează mecanizat, iar procesul de lucru este ermetizat pentru protejarea muncitorilor de intoxicaţii. Procedeul aplicat cu aceste instalaţii al separării metalelor, constă din folosirea de medii dense, după o prealabilă sfărâmare a bateriilor de acumulatori. Impurităţile din plumbul brut (Cu, Zn, Sn, Sb, Fe, As etc.) se elimină prin rafinare. Prelucrarea scoarţelor pentru obţinerea plumbului brut se face în cuptoare rotative, la 1200 – 1400 oC cu adaos de pirită, nisip de cuarţ şi sodă calcinată sau în cuptoare electrice. Rafinarea plumbului brut de Sn, SB şi Zn se realizează prin metoda electrolitică şi alcalină. Rafinarea electrolitică constă din rafinarea plumbului recuperat rafinat de staniu prin metoda alcalină şi apoi turnarea topiturii în anozi pentru rafinarea electrolitică de Sb, Zn, As, Au etc. Rafinarea alcalină se aplică la productivitate relativ mică. Reducerea plumbului şi antimoniului din topituri se face până la obţinerea unui aliaj intermediar cu conţinut ridicat de antimoniu utilizat pentru compoziţii de legare. De la rafinare se obţine plumbul moale tehnic şi plumbul pentru paterii de acumulatori, în funcţie de materia primă utilizată, precum şi plumb bare în cazul în care se urmăreşte obţinerea unor aliaje. În continuare sunt prezentate materialele refolosibile din materialele neferoase a căror colectare îşi are provenienţa în reziduurile industriale, întrucât se produc numai în procesele tehnologice din industrii; produsele rezultate din asemenea materiale neferoase neregăsindu-se în gospodăriile populaţiei nu apare nici sursa de colectare a acestora. De aceea prezentarea lor se va limita numai la prevederile din STAS 3017 – 78. Prelucrarea acestor materiale neferoase făcându-se în unităţile de profil unde se produc, există normative interne de pregătire, mai ales că se folosesc în majoritatea lor în recirculare în interiorul acestor unităţi. Aşchiile se vor depozita în cutii metalice, în atelierele prelucrătoare, cu cea mai mare atenţie, folosind culorile convenţionale ale materialelor din care sunt turnate piesele, culori ce trebuie să fie imprimate clar şi pe cutiile metalice pentru aşchii. 7.3. TEHNICI DE COMPACTARE ŞI BALOTARE A DEŞEURILOR

Compactarea deşeurilor se realizează în vederea reducerii volumului deşeurilor, în

special pentru transportul acestora sau pentru stocare. Prin compactare se reduc, astfel, costurile de transport şi dimensiunile spaţiului de stocare necesar.

În funcţie de tipurile de deşeuri prelucrate au fost dezvoltate diferite echipamente de compactare a acestora. De exemplu, pentru deşeurile de ambalaje din plastic sunt recomandaţi tamburii cu ţepi, care perforează deşeurile de ambalaje din plastic şi uşurează compactarea lor (fig. 7.18. şi fig. 7.19).

Page 174: Gestionarea Deseurilor Industriale

168

Fig. 7.21. Instalaţie de compactare a deşeurilor de ambalaje din plastic.

Fig. 7.22. Vedere instalaţie compactare deşeuri de ambalaje din plastic

Compactarea poate fi realizată cu prese operate mecanic sau hidraulic. Presele pot

fi dotate şi cu un mecanism de balotare a deşeurilor compactate pentru uşurarea transportării lor.

Compactarea poate fi întâlnită, de asemenea şi în autovehiculele de colectare sau în autovehiculele de transport cu mecanisme speciale. În acest caz, există containere prevăzute cu mecanisme de compactare a deşeurilor. În cazul autovehiculelor fără astfel de mecanisme, compactarea poate fi realizată într-o staţie de transfer, înainte de transbordarea deşeurilor într-un container de capacitate mai mare. Compactarea mai este utilizată în cazul presării deşeurilor ce pot fi utilizate ca şi combustibil alternativ într-o forma mai densă, şi anume pelete sau brichete. Presele de pelete au fost preferate faţă de cele pentru brichete, datorită cantităţii mult mai mare de procesare şi a gradului de compactare mult mai ridicat. Prin aceasta compactare a deşeurilor pentru combustibil alternativ, pe lângă avantajele menţionate mai sus, se poate obţine şi o creştere a energiei termice dezvoltate de acestea. Organizarea unei secţii pentru prelucrarea aşchiilor metalice. Prelucrarea aşchiilor metalice în materiale de încărcat în cuptoare presupuse introducerea brichetării sau împachetării, eventual cu mărunţirea prealabilă a acestora. Cea mai economică operaţie de prelucrare a materialelor sub formă de aşchii, în materiale apte pentru încărcarea în cuptoare, este brichetarea sau împachetarea chiar la locul unde se produc acestea, adică în secţiile mecanice de prelucrare prin aşchiere. Transportul aşchiilor libere prezintă o mulţime de inconveniente secundare (spaţiu mai mare în vagoane, dificultăţi la încărcare şi descărcare, reducerea capacităţii de ridicare a electromagneţilor de la macarale la 1/3, posibilitatea producerii de accidente

Page 175: Gestionarea Deseurilor Industriale

169

etc.) dar, dezavantajul cel mai important este oxidarea aşchiilor ceea ce determină apariţia unor dificultăţi în efectuarea proceselor metalurgice şi înrăutăţirea calităţii oţelului. Reziduurile metalice sub formă de aşchii se folosesc cel mai bine în întreprinderile metalurgice în care pentru prelucrarea aşchiilor ca material corespunzător pentru încărcare în cuptoare, sunt îndeplinite. Aceste condiţii există într-o anumită măsură în orice uzină constructoare de maşini care are turnătorie proprie. O uzină care are turnătorie şi oţelărie proprie poate prelucra toate materialele feroase proprii indiferent de proporţia între cele de fontă şi cele de fier. Alegerea procesului tehnologic pentru prelucrarea aşchiilor, în material de încărcat în cuptoare, depinde în principiu de 2 factori: pe de o parte de raportul dintre cantitatea de aşchii de fontă şi de fier, iar pe de altă parte de felul aşchiilor de fier (întrucât aşchiile de fontă au de obicei peste tot acelaşi format). Din această cauză, pentru prelucrarea reziduurilor metalice sub formă de aşchii nu se poate prescrie un proces tehnologic unic, valabil pentru toate sectoarele de producţie din construcţia de maşini. În afară de diferenţa cantitativă determinat prin raportul dintre cantităţile de deşeuri de fontă şi de fier, la aşchiile de fier se constată şi diferenţe calitative mari. Aşchiile de fier trebuie apreciate după modul în care se pretează pentru prelucrarea finală în materialul de încărcat în cuptoare, prin brichetare sau împachetare. Pentru brichetare (fără mărunţirea aşchiilor) se pretează aşchiile de fontă şi aşchiile scurte de fier, de exemplu cele produse le frezare; aşchiile lungi care se produc la strunjire, trebuie mărunţite. Bazându-se pe aceste considerente întreprinderile (societăţile) constructoare de maşini şi-au adoptat diferite sisteme de prelucrare a aşchiilor metalice şi nemetalice. Puţine unităţi însă au în prezent organizate secţii centrale pentru o prelucrare totală şi completă a aşchiilor pornind de la colectarea mecanizată şi până la introducerea acestora în cuptoarele de topit sub formă de brichete. Aşchiile de metale neferoase, pentru a fi cât mai bine separate de părţi feroase, sunt trecute în prealabil printr-un separator magnetic.

Page 176: Gestionarea Deseurilor Industriale

170

Capitolul 8

DEŞEURI LICHIDE

8.1 APELOR REZIDUALE INDUSTRIALE

În întreprinderile industriale se formează în general trei categorii de ape reziduale: ape industriale sau tehnologice, rezultate din procesele de producţie

– ape menajere, rezultate de la obiectele sanitare (WC-uri, băi, cantine etc); – ape pluviale şi de răcire.

În mod obişnuit, pentru aceste trei categorii de ape se construiesc reţele separate,

având moduri diferite de evacuare şi epurare. Compoziţia apelor reziduale industriale este extrem de variata, în funcţie de caracterul

industriei respective. În unele dintre ele predomină impurităţile minerale (exploatările miniere), în altele

cele organice (industria alimentară, industria hârtiei şi celulozei), în altele amândouă. Numeroase industrii prezintă un grad mare de încărcare cu substanţe chimice (uzinele prelucrătoare de metale, rafinăriile de petrol, fabricile de coloranţi organici, fabricile de pielărie etc). În sfârşit în multe industrii, apele reziduale au o temperatură foarte înaltă, până la 80°C şi mai mult.

Bineînţeles că faţă de marea diversitate a tipurilor de ape reziduale industriale, vor corespunde numeroase metode specifice de epurare a lor1. 8.1.1. Ape reziduale din industria carbonifera Operaţiile de extracţie, separare şi sortare a cărbunelui produc următoarele categorii principale de ape reziduale:

– ape de mină; – ape de la rambleerea hidraulică a galeriilor de mină; – ape de la prepararea cărbunelui; – ape fecaloid-menajere din subteran şi din preparaţii.

a) Epurarea apelor de mină.

Apele de mină provin de la evacuarea apelor de infiltraţie din galerii. Cantitatea şi calitatea lor depinde de natura straturilor traversate de galerii.

Substanţele conţinute în suspensie sunt în general uşor sedimentabile, în bazine sau în iazuri, de cele mai multe ori fără adaos de substanţe coagulante pentru precipitare. Substanţele dizolvate produc dificultăţi mai mari, când se găsesc în cantităţi care depăşesc limitele admisibile de descărcare în râuri, deoarece sunt relativ greu de înlăturat. Astfel, conţinutul în cloruri nu poate fi redus în mod practic, încât pentru protecţia calităţii apelor nu se poate conta decât pe diluţia în râul receptor.

Conţinutul de săruri de fier poate fi micşorat prin aerare, urmată de separarea prin sedimentare şi eventual filtrarea hidroxidului feric format prin oxidarea sărurilor de fier.

1 Chiriac V. – Instalaţii pentru epurarea apelor reziduale, Comitetul de Stat al Apelor, Bucureşti, 1966;

Page 177: Gestionarea Deseurilor Industriale

171

Aciditatea apelor de mină, provocată de formarea acidului sulfuric prin acţiunea aerului şi apei asupra mineralelor de sulf, poate fi neutralizată când cantităţile de substanţă alcalină necesară şi de nămol format nu sunt prea mari. Pentru minele abandonate este necesară etanşarea galeriilor, spre a preveni intrarea aerului şi astfel formarea acidului. b) Epurarea apelor de la prepararea cărbunelui

Procesele tehnologice utilizate în preparaţiile de cărbune au ca scop pregătirea pentru folosire a materialului brut extras din mină, prin operaţii care urmăresc separarea cărbunelui utilizabil drept combustibil de roca cu care este asociat în strat (şistul steril), precum şi sortarea – după granulometrie şi după cantitatea de cenuşă conţinută – a particulelor de cărbune. În succesiunea operaţiilor din fluxul tehnologic, separările şi sortările se efectuează pe particule cu mărime descrescătoare, începând cu preclasarea sorturilor mari şi terminând cu separarea cărbunelui fin. Pe parcurs, bucăţi de cărbune se separă şi se sortează, fragmentele de şist steril se elimină, iar mixtele — care cuprind cărbune asociat cu steril — se concasează şi se reintroduc în circuitul de separare şi sortare sau se sortează după conţinutul de cărbune pentru a fi utilizate drept combustibil inferior.

Preparaţiile de cărbune folosesc cantităţi importante de apă pentru: – separarea hidro-gravimetrică a cărbunelui de steril, operaţie denumită,

generic, spălare; – udarea particulelor la sortarea granulometrică pe ciururi, pentru uşurarea

sortării prin micşorarea coeficientului de frecare intre particule şi între particule şi ciur; udarea se mai utilizează în acelaşi mod şi pentru ajutarea împrăştierii materialului care intră într-un dispozitiv din preparaţie, pe toată lăţimea de alimentare;

– stropirea particulelor de cărbune, cu scopul de a le curăţa, după spălare; această operaţie se poate realiza concomitent cu clasarea pe sorturi.

În incintele preparaţiilor, apa mai este folosită ca apă potabilă, precum şi în instalaţiile tehnico-sanitare. Unele preparaţii au în incintă şi centrale electrotermice proprii, care folosesc cantităţi însemnate de apă pentru răcire şi, uneori, pentru transportul hidraulic al zgurii şi cenuşii.

Uneori poate fi avantajos ca circuitul apei tehnologice să se conexeze cu cel al apelor de mină, care pot fi utilizate în preparaţie, dacă nu sunt mineralizate excesiv2. 8.1.2. Apele reziduale din industria siderurgică, metalurgica şl a construcţiilor de maşini

Unităţile din industria siderurgică şi metalurgică evacuează ape a căror impurificare variază, după provenienţa şi încărcarea lor, după cum urmează:

– ape „convenţional curate", dar cu temperatură crescută, provenind de la răcirea suflantelor, furnalelor, cuptoarelor, pieselor turnate, forjelor etc;

– ape încărcate cu suspensii, provenind de la secţiile de aglomerare a minereului prăfos, granularea zgurii, turnarea fontei pe bandă, transportul zgurii de la laminoare, curăţirea în atelierele de turnătorie etc;

– ape impurificate chimic, provenind de la instalaţiile de gazogene, uzinele cocsochimice, furnale, decapări, degresări, instalaţiile de acoperiri metalice, tratamente superficiale etc.

2 Chiriac V. – Instalaţii pentru epurarea apelor reziduale, Comitetul de Stat al Apelor, Bucureşti, 1966;

Page 178: Gestionarea Deseurilor Industriale

172

Încărcarea acestor ape variază mult, după provenienţa lor, ele conţinând în special fenoli, amoniac, sulf, cianuri, crom, acizi, alcalii, etc. în cantităţi care depind de sursa lor şi de procedeele tehnologice folosite. Măsurile necesare pentru protecţia calităţii surselor de apă, în care aceste ape reziduale sunt evacuate, este necesar să fie studiate de la caz la caz. Înainte de a se studia posibilităţile de îmbunătăţire a calităţii apelor reziduale evacuate, este indicat să se folosească la maximum posibilităţile de reducere a volumului şi nocivităţii lor, prin „intervenţii" în procesul tehnologic de producţie al unităţilor3. 8.1.3. Apele reziduale de la extracţia şi prelucrarea petrolului

Apele reziduale din industria petrolului reprezintă una din cele mai grave surse de impurificare a cursurilor de apă, atât prin larga lor răspândire pe teritoriu, cât şi prin caracterul lor foarte nociv.

Cele două mari sectoare productive din această industrie sunt: extracţia cu schelele petroliere şi prelucrarea cu rafinăriile. a) Ape reziduale de la extracţia petrolului.

Principalele surse de formare a apelor reziduale sunt: – sondele în curs de forare, de la care se scurg: noroaiele folosite pentru foraj,

apele scurse de la prăjinile de foraj, extrasele de sondă, apele de la spălarea sondei, apele spălarea de la probele de pompare etc.;

– sondele în exploatare, de la care se scurg: apele de la spălarea depunerilor de nisip din sondă, apele de la scurgerea prăjinilor în timpul reparaţiilor, de la spălarea sondelor etc.;

– instalaţiile de colectare ale grupelor de sonde, de la care se scurg: apele sărate de strat - separate în decantoare - apele de la spălarea periodică a nămolului depus în decantoare (ambele conţin ţiţei) apele de răcire ale instalaţiilor de pompare etc.;

– parcurile centrale de decantoare, de unde se evacuează intermitent cantităţi importante de ape reziduale de strat, care conţin concentraţii mari de săruri (50—200 g/l) şi de ţiţei;

– staţiile de desalinare chimică şi electrică, evacuând continuu ape reziduale de strat, care pe lângă săruri şi ţiţei mai conţin şi naftenaţii folosiţi ca desemulsionanţi chimici;

– instalaţiile de compresoare şi staţiile de pompare, de la care se scurg ape de răcire încărcate cu uleiuri;

– staţiile de încărcare în cisternele de cale ferată, de pe platformele cărora se scurge ţiţeiul risipit din neglijenţă;

– garajele, platformele etc. de la care se scurg ape de spălare încărcate cu uleiuri.

Caracteristică pentru impurificarea produsă de exploatările petroliere este marea răspândire pe teritoriu a punctelor de evacuare a „apelor reziduale, în speţă a sondelor şi parcurilor de sonde, ceea ce face ca problema eliminării acestor surse de murdărire să fie dificilă, din cauza divizării eforturilor ce se cer depuse în multe puncte de lucru.

Influenţa apelor reziduale de la extracţia petrolului asupra cursurilor de apă se manifestă prin următoarele consecinţe: formarea peliculei de petrol la suprafaţa apei, depunerea de reziduuri petroliere pe fundul râului, apariţia mirosului şi gustului specific de

3 Chiriac V. – Instalaţii pentru epurarea apelor reziduale, Comitetul de Stat al Apelor, Bucureşti, 1966;

Page 179: Gestionarea Deseurilor Industriale

173

petrol, scăderea conţinutului de oxigen în apa râului, efectul toxic asupra peştilor produs de ţiţei, hidrogenul sulfurat şi acizii naftenici.

La rezolvarea problemelor de canalizare ale unei exploatări petroliere extractive, trebuie să se ţină seama de o serie de principii dintre care:

– recuperarea ţiţeiului trebuie să se facă de preferinţă chiar la sursa de producere a reziduurilor, înainte de se evapora fracţiunile sale cele mai uşore şi înainte de a se amesteca cu alte ape reziduale;

– pentru prevenirea înfundării reţelei de canalizare este preferabil ca suspensiile grosiere să fie reţinute în instalaţii de preemirare la fiecare obiectiv în parte s-au la grupe de obiective. b) Ape reziduale din rafinării

Într-o rafinărie există în general următoarele categorii de ape reziduale: – apele tehnologice, impurificate cu produse petroliere sau chimice; – apele de răcire, care în mod normal nu trebuie să fie impurificate; – apele menajere; – apele pluviale, dintre care o parte şi anume acelea de pe platformele pe care

se manipulează petrol, sunt încărcate cu produseşi reziduuri petroliere. În principiu, se preconizează a se realiza reţele separate pentru fiecare din categoriile de

ape reziduale arătate, deoarece modul lor de canalizare şi epurare este diferit, rezultând astfel patru reţele, iar uneori chiar cinci (când se face reţea separată şi pentru apele tehnologice impurificate chimic).

Apele tehnologice sunt impurificate în general cu ţiţei, produse petroliere diferite (petrol lampant, motorină, benzină, uleiuri etc), materii în suspensie, fenoli, naftenaţi, sulfonaţi, mercaptani, acizi, detergenţi, cloruri, alte substanţe organice şi anorganice. Concentraţiile acestor impurităţi şi nocivităţi sunt foarte variabile, însă întotdeauna mult peste limitele admise pentru a fi evacuate neepurate în cursurile de apă. Impurităţile se prezintă sub formă de:

– particule plutitoare; – emulsii; – substanţe dizolvate; – stare de adsorbţie pe substanţele în suspensie.

Consumul de apă în rafinării este destul de mare şi anume: 10—15 m3/ tonă petrol la

rafinăriile cu distilare primară, 15—35 m3/tonă la rafinăriile cu instalaţii de cracare şi 50—80 m3/t, la acelea cu instalaţii de prelucrare a gazelor. Faţă de această situaţie, se impune o recirculare avansată a apelor, în vederea reducerii la minimum a debitelor apelor reziduale evacuate în reţeaua de canalizare şi staţia de epurare.

Acţiunile nocive ale apelor reziduale de la rafinării asupra emisarului sunt în principal următoarele:

– pelicula de uleiuri şi produse petroliere deranjează respiraţia peştilor şi organismelor inferioare prin împiedicarea schimbului de oxigen, împiedicând totodată şi fenomenul de autoepurare;

– organismele animale inferioare şi fitoplanctonul sunt prinse în masa uleioasă şi antrenate pe fundul râului;

– uleiurile, ca şi produsele petroliere lezează branhiile peştilor, producând intoxicarea; componentele cele mai toxice sunt acizii naftenici, mercaptanii şi derivaţii fenolici.

Page 180: Gestionarea Deseurilor Industriale

174

În rafinării, epurarea apelor reziduale se realizează pe baza următoarelor principii4: – colectarea şi canalizarea apelor cu reziduuri petroliere separat de apele cu

leşii sau cu alte substanţe nocive, de apele menajere, precum şi de apele pluviale şi convenţional curate;

– epurarea chiar în secţiile respective a apelor cu leşii şi cu alte substanţe nocive şi refolosirea apelor epurate în alte scopuri tehnologice;

– tratarea mecanică, fizico-chimică şi biologică a apelor reziduale cu produse petroliere;

– dotarea instalaţiilor cu aparatură automatizată de comandă şi control; – folosirea în procesele tehnologice a unor emulgatori netoxici; – recircularea maximă a apelor.

8.1.4. Apele reziduale din industria chimică

Industria chimică anorganică prelucrează materii prime minerale, obţinând substanţe cu mare pondere în producerea altor bunuri de consum, din cele mai diferite ramuri industriale. Apele uzate din industria chimică anorganică se încadrează în trei categorii principale5:

– ape uzate cu impurităţi relativ nenocive, în concentraţii acceptabil de mici pentru evacuarea directă în receptori, având debite de diluţii mari faţă de debitul evacuat;

– ape uzate cu concentraţii de impurităţi suficient de mari pentru a nu permite evacuarea lor direct în receptori, dar prea mici pentru a fi recuperate;

– ape uzate cu concentraţii de impurităţi suficient de mari pentru ca recuperarea acestora să fie avantajoasă.

Din multitudinea apelor uzate evacuate din industria chimică anorganică, în cele ce urmează sunt analizate apele uzate evacuate din industria anorganică de bază şi din industria îngrăşămintelor chimice, care de altfel au şi debitele cele mai importante de ape uzate.

Din industria anorganică de bază face parte producerea acizilor, bazelor şi a sărurilor minerale. în cele de mai jos sunt analizate apele uzate evacuate la fabricarea acizilor sulfuric şi clorhidric, precum şi a produselor clorosodice.

Apele uzate rezultate la fabricarea acestor produse se încadrează, în general, în categoria apelor cu concentraţii de impurităţi suficient de mari pentru a necesita epurarea lor, dar prea mici pentru recuperare. Acidul sulfuric (H2SO4). Este obţinut prin prelucrarea gazelor care conţin SO2, oxidate la SO3 cu ajutorul catalizatorilor de contact, sau care, la dizolvare în apă, sunt transformate în acid sulfuric cu ajutorul catalizatorilor oxizi de azot. Gazele cu SO2 sunt produse prin arderea sulfului, reducerea sulfaţilor, descompunerea acidului sulfuric deşeu, dar, în principal, prin prăjirea piritelor şi a altor sulfuri metalice naturale în cuptoare etajate, cuptoare rotative, în suspensie sau, mai modern, pe pat fluidizat. Prin aceste procedee sunt produse gaze cu conţinut de SO2 de 5—15 % în volum, care sunt purificate şi concentrate până la un conţinut; de SO2 de 100%.

Transformarea bioxidului de sulf în acid sulfuric se face, în principal, prin oxidarea la trioxid de sulf, în prezenţa catalizatorilor de contact (de platin, de vanadiu etc.) în sobe de contact şi dizolvarea (absorbţia) în acid sulfuric mai diluat, pentru a da acid sulfuric concentrat. Fazele principale ale transformării sunt: desprăfuire, răcire, dezarsenizare cu 4 Chiriac V. – Instalaţii pentru epurarea apelor reziduale, Comitetul de Stat al Apelor, Bucureşti, 1966; 5 Jorgensen S.E. – Industrial waste water management, Elsevier, Amsterdam, 1979;

Page 181: Gestionarea Deseurilor Industriale

175

ajutorul acidului sulfuric diluat şi uscare cu ajutorul acidului sulfuric concentrat, reţinut în proces şi recirculat în scopul uscării complete.

Din acest procedeu de fabricaţie (folosit aproape exclusiv) rezultă nămol cu oxid de arsen şi alte impurităţi (spălat şi trimis la haldă) şi sunt evacuate ape de răcire (a gazelor de la prăjirea piritelor, a acidului diluat folosit la dezarsenizare, a sobelor de contact în care se face oxidarea catalitică), care pot fi impurificate din cauza coroziunii ţevilor, ca şi ape de spălare a halelor şi instalaţiilor. Debitul specific de ape evacuate este de 40—60 m3/t de produs. Acidul clorhidric (HCl). Se obţine industrial prin arderea clorului în prezenţa hidrogenului, în turnuri căptuşite şi prevăzute cu elemente de răcire pentru evitarea pericolului de explozie a acestui gaz detonant. Acidul clorhidric gazos este răcit prin absorbţie în soluţie diluată de acid clorhidric. În afara acestui procedeu de sinteză directă, acidul clorhidric mai poate fi obţinut în mod curent prin tratarea clorurii de sodiu cu acid sulfuric. Din procesul tehnologic rezultă ape uzate de răcire, puţin impurificate, având debitul specific de 10—15 m3/t de acid produs 6. Produse clorosodice. Prin industria produselor clorosodice se înţelege industria obţinerii substanţelor din clorura de sodiu : produse alcaline, clor, hidrogen.

Produsele principale ale industriei alcaliilor sunt soda (Na2CO3) şi soda caustică (NaOH). Metodele de fabricare sunt înrudite, din bicarbonat de sodiu rezultând sodă şi sodă caustică. Ambele produse se fabrică, de obicei, în aceeaşi unitate. Astăzi, soda se produce prin procedeul Solvay (amoniacal), prin precipitarea bicarbonatului de sodiu dintr-o soluţie apoasă de clorură de sodiu, cu ajutorul bicarbonatului de amoniu. Această reacţie este realizată prin saturarea unei soluţii concentrate de sare (saramură) cu amoniac gazos şi prin precipitarea bicarbonatului cu ajutorul bioxidului de carbon. Bicarbonatul de sodiu brut este separat de saramură, urmând transformarea lui în carbonat de sodiu (sodă) prin calcinare, după spălare cu apă dedurizată.

O parte a bicarbonatului de sodiu este debicarbonatată şi tratată cu lapte de var (caustificare), soluţia de hidroxid de sodiu rezultată este separată de carbonatul de calciu precipitat (prin decantare) şi concentrată prin evaporare; concentratul este topit în cuptoare şi NaOH (soda caustică) se încarcă în butoaie de tablă.

Soluţiile cu conţinut de NH4C1 rezultate la separarea şi spălarea bicarbonatului de sodiu sunt predistilate şi distilate în prezenţa varului, obţinându-se NH3, care este reintrodus în fabricaţie. De la calcinarea bicarbonatului rezultă CO2 care, după spălare, intră, de asemenea, în fabricarea sodei.

Din proces rezultă ape (leşii) uzate şi nămoluri de la: purificarea saramurii (nămoluri); recuperarea amoniacului prin distilare (rezultă leşii cu CaCl2); caustificarea cu var-decantare (nămoluri cu CaCO2); spălarea CO2 (ape uzate).

Debitul specific de apă uzată (leşii) este 10 m3/t de produs, majoritatea produsă la distilarea amoniacului7.

Hidroxidul de sodiu (soda caustică) mai poate fi obţinut prin electroliza unei soluţii de NaCl cu electrozi inerţi; la anod se degajă clor, la catod hidrogen. În soluţie rămân ionii Na+ şi OH-, care împreună formează NaOH. Cele mai folosite procedee industriale de electroliză sunt procedeul cu diafragmă şi procedeul cu catod de mercur (acesta din urmă este cel mai modern). Ape uzate sunt obţinute, în cantităţi mici, la spălarea gazelor, la spălarea instalaţiilor, a electrozilor; de asemenea, de răcire pot fi impurificate8.

6 Kogan B. şi colab. – Epurarea apelor uzate cu Hg de la fabrica „Nikitovsk”, In: Chemical Abstracts, vol. 76, nr. 37172 c; 7 Negulescu M. – Municipal Waste water Treatment, Developement in water science, 23, Elsevier, Amsterdam, 1985; 8 Antoniu Radu şi colab. – Epurarea apelor uzate industriale, vol. I, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1987;

Page 182: Gestionarea Deseurilor Industriale

176

8.1.5. Apele reziduale din industria alimentară

Caracteristica principală a apelor reziduale din industria alimentă este conţinutul lor ridicat în materii organice, care întrece cu mult pe acela al apelor reziduale menajere. În paralel, şi numai pentru unele din ramurile industriei alimentare, apare şi o importantă încărcare minerală.

Un specific al modului de producere a apelor reziduale — şi în general al reziduurilor—din industria alimentară îl constituie faptul că volumul şi nocivitatea lor se pot reduce într-o mare măsură prin măsuri interne tehnologice şi organizatorice, în care recuperarea substanţelor valorificabile şi folosirea procedeelor uscate joacă un rol din cele mai eficace.

Trăsăturile generale schiţate mai sus le vom urmări în diferitele ramuri ale acestei industrii, arătând totodată şi metodele generale de epurare mai uzuale: a) Industria laptelui.

Apele uzate provin în general de la spălări de recipienţi, hale de fabricaţie etc. şi conţin resturi de lapte, zer, brânză etc, toate fiind substanţe cu o pronunţată tendinţă de fermentare. Conţinutul în materii organice, respecţi biochimic de oxigen, are valori ridicate – de la 500 la peste 1500mg/l – iar fermentarea lor se produce cu degajare de gaze, în special bioxid de carbon. Totodată conţinutul de acid butiric şi acid lactic, care emană un miros extrem de neplăcut, favorizează formarea ciupercilor filiforme.

Primele măsuri care trebuie luate pentru îndepărtarea impurificării provocate de aceste ape sunt acelea de luat in interiorul halelor de fabricaţie în scopul reducerii debitelor şi nocivităţii apelor evacuate şi anume:

– oprirea evacuărilor la canalizare a resturilor de produse lactate: lapte smântânii, zer, produse de lapte condensat etc;

– colectarea tuturor scurgerilor de produse lactate de la diversele neetanşeităţi ale instalaţiilor tehnologice;

– prevenirea automată a tuturor împrăştierilor accidentale de produse rezultate din nefuncţionarea instalaţiilor. b. Industria cărnii

Apele reziduale, în special cele de la abatoare, se caracterizează printr-un conţinut mare de resturi şi corpuri în suspensie, grăsimi şi în general o cantitate de materii organice; CBO5 atinge valori de până la 30000 mg/l.

Şi în această ramură trebuie luate măsuri prealabile tehnologice pentru reţinerea în halele de fabricaţie a resturilor şi corpurilor străine, a recuperării grăsimii, părului, copitelor, sângelui, toate fiind produse valorificabile; trebuie de asemenea generalizate procedeele de curăţire uscată a halelor, toate acestea fiind măsuri pentru reducere debitelor şi nocivităţii apelor evacuate la canalizare. c. Industria conservelor Şi în această ramură, apele reziduale provin în special de la spălări. De aici, o primă măsură se impune pentru reducerea debitului şi încărcării apelor reziduale, este generalizarea procedeelor uscate de curăţire a halelor şi instalaţiilor. De asemenea trebuie luate măsuri pentru reţinerea corpurilor plutitoare, cojilor, seminţelor, pulpei de fructe şi a altor deşeuri de fabricaţie; acestea se reţin prin grătare şi site la sifoanele de pardoseală, pentru a fi apoi supuse compostării, utilizate ca hrană pentru animale sau folosite la fabricarea alcoolului.

Epurarea apelor reziduale din industria conservelor se poate face atât pe cale naturală cât şi artificială.

Page 183: Gestionarea Deseurilor Industriale

177

Epurarea naturală se realizează fie prin precipitare chimică urmată de câmpuri de infiltrare sau iazuri biologice, fie prin filtrare biologică urmată de iazuri. Întrucât iazurile emană mirosuri urâte din cauza fermentării anaerobe rapide a apelor, ele trebuie să fie la o distanţă minimă de 1,5 km de aşezările omeneşti. Pentru îndepărtarea dezvoltării mirosurilor, în iazuri se adaugă azotat de sodiu (Salpetru) substanţă bogată în oxigen. Iazurile se dimensionează cu un volum egal cu 1,5 ori cantitatea apelor scurse într-un sezon, au adâncimea maximă de 1,5 m şi sunt din pământ.

Epurarea artificial se face conform tehnologici obişnuite cu mecanico-chimice şi biologice. d. Industria zahărului

La fabricile de zahăr din sfeclă apele reziduale au următoarele provenienţe: – apele de la spălarea şi transportul sfeclei; – apele de la difuzie şi presarea tăiţeilor; – apele de la condens; – apele de la diferite spălări (saci, pânze, depozite).

Majoritatea apelor evacuate au încărcări minerale şi organice excepţionale, mergând

până la 7 - 8 000 mg/1 suspensii şi 30 000 mg/l CBO5. Având în vedere faptul că şi debitele de apă întrebuinţate sunt foarte mari - între 10 şi 30 m3 pe tona de sfeclă - rezultă că epurarea apelor reziduale de la aceste fabrici constituie o problemă deosebit de dificilă.

Principiul modern pentru rezolvarea acestei probleme este acela al recirculării maxime a apelor, ceea ce a condus la reducerea debitelor la cca. 25% şi a redus substanţial dificultăţile legate de epurarea apelor reziduale pentru evacuarea lor în emisar. Al doilea principiu este acela al separării circuitelor, în vederea rezolvării problemelor pe specific de ape. La recircularea apelor trebuie să se dea atenţie următoarelor principii:

– La circuitul de spălare şi transport: menţinerea unei temperaturi scăzute a apelor; introducerea decantării de scurtă durată a particulelor în suspensie, în decantoare cu evacuare continuă a nămolului; împiedicarea descompunerii substanţelor organice dizolvate de origine

vegetală prin adăugarea de clor după decantare (între 4—16 mg/1) sau var înainte de decantare.

– La circuitul de difuzie şi presare: menţinerea unei temperaturi minime de 65°C; separarea cât mai completă a pulpelor; recircularea apelor pe calea cea mai scurtă; evitarea instalaţiilor în care apa să se poată acumula sau stagna; mărirea suprafeţei libere a sitelor de la difuzoare (sitele cilindrice).

Introducerea difuziei continue face să fie înlăturată cea mai importantă sursă de

murdărire de la fabricile de zahăr. În acelaşi timp, prin recircularea acestor ape se face o mare recuperare de substanţe zaharoase, care se valorifică în producţie.

– La circuitul de condens: răcirea apelor reziduale; împiedicarea descompunerii substanţelor organice prin adăogare de

clor după instalaţia de răcire.

Page 184: Gestionarea Deseurilor Industriale

178

e. Industria berii Fabricarea unui hl de bere necesită 2—7 m3 apă, din care 25% se impurifică, iar restul

se scurge relativ curată sau se evaporă. Pentru reducerea gradului de murdărire a apelor reziduale trebuie luate măsuri speciale ca:

– reţinerea seminţelor de cereale şi folosirea lor ca hrană pentru animale; – hameiul consumat trebuie de asemenea reţinut şi împrăştiat pe câmp sau ars; – recuperarea drojdiei pentru a fi folosită ca hrană animalelor.

i. Industria alcoolului şi drojdiei

În fabricile de alcool din cartofi se produc următoarele ape reziduale: – ape de la curăţirea cartofilor – ape de la fierberea cu vapori a cartofilor; – ape de la fabricarea sau înmuierea malţului verde; – ape de răcire curate, ape de spălare şi limpezire.

Primele măsuri care trebuie luate sunt acelea de reţinere şi îndepărtare în vederea

valorificării, a reziduurilor solide. Rămăşiţele de cartofi sunt separate prin site, apoi amestecate cu borhotul şi folosite ca hrană pentru vite. Apele care conţin reziduuri de nisip şi pământ vor fi desnisipate şi decantate.

În fabricile de alcool din cereale, borhoturile pot fi de asemenea recuperate şi folosite drept hrană pentru vite, fie direct, fie sub formă de fulgi, după prealabilă deshidratare pe valţuri.

Din fabricile de alcool din melasă şi fabricile de drojdie care folosesc ca materie primă tot melasa, dar într-o concentraţie mai mică, apele reziduale, în afară de apele de spălare şi limpezire cuprind:

– extracte uzate (borhotul) care conţin materii nefolosite din melasă şi resturi din sărurile nutritive adăugate, precum şi o oarecare cantitate de drojdie cu reacţie mai mult sau mai puţin acidă;

– ape de răcire curate, care nu trebuie amestecate cu celelalte ape reziduale şi care pot fi recirculate.

Dat fiind conţinutul mare de substanţe hrănitoare al apelor reziduale din fabricile de alcool şi drojdie, o primă soluţie de epurare a lor o constituie epurarea naturală, respectiv irigaţiile. În acest scop se folosesc apele diluate cu ape de răcire şi limpezire, neutralizate cu var sau o altă substanţă neutralizantă. Un inconvenient îl constituie faptul că fiind foarte concentrate, aceste ape necesită pentru irigare suprafeţe foarte mari. La aceasta se mai adaogă şi faptul că, intrând foarte uşor în putrefacţie, dezvoltă mirosuri urâte. Cu bune rezultate s-au folosit şi iazuri biologice cu acţiune de oxidare aerobă, înălţimea apei fiind de 0,5 m.

Ca metode de epurare artificială se folosesc biofiltrele deschise sau biofiltrele închise şi aerisite artificial. Bazinele de aerare nu dau în general bune rezultate, din cauza formării nămolului gazos plutitor, datorită conţinutului mare al apelor în materii organice - hidraţi de carbon şi albuminoide - inconvenient care nu se înlătură nici prin alcalinizare cu var. g. Industria uleiului şi a grăsimilor comestibile

Apele reziduale sunt formate din efluenţii de la rafinarea uleiurilor împreună cu apele de spălare a acestora, de la tratarea cu acizi şi apele de spălare de la acest proces, precum şi apele de la procesul de decolorare şi dezodorizare.

Aceste ape trebuie neutralizate complet prin amestec reciproc sau tratate cu var.

Page 185: Gestionarea Deseurilor Industriale

179

h. Industria amidonului

Pentru tratarea apelor reziduale din fabricile de amidon din cartofi, se recomandă ca în prealabil acestea să fie bine curăţate prin mijloace mecanice , ca site de sârmă, de pânză şi alte mijloace asemănătoare, similare cu acelea de la fabricile de zahăr. Pentru particulele pământoase, se foloseşte decantarea în iazuri de nămol. Se foloseşte de asemenea tratarea chimică cu coagulanţi şi apoi epurarea biologică artificială, apa trebuind să fie în acest caz cât se poate de proaspătă şi fără a fi intrat în fermentare acidă. Ca procedeu de epurare naturală se folosesc irigaţiile.

În cazurile în care materia primă pentru fabricarea amidonului sunt cerealele, va trebui mai întâi realizată neutralizarea apelor, cel mai obişnuit prin amestecarea apelor acide de la procesul de înmuiere şi precipitare a glutenului cu apele alcaline de la prepararea materiilor prime (hidroxidul de sodiu), sau prin adăugare de var, respectiv acid carbonic. Înaintea treptei biologice, trebuie realizată tratarea chimică cu coagulanţi. Cel mai des folosit coagulam este varul în combinaţie cu sulfatul de sodiu, sulfatul feros sau sulfatul de aluminiu. În prealabil apele vor fi bine aerisite. 8.1.6. Apele reziduale din industria uşoară

Apele reziduale din industria uşoară au un caracter foarte variat, în funcţie de ramura

respectivă, mergând de la un conţinut mare de substanţe organice puternic putrescibile în tăbăcării, până la o variată gamă de substanţe chimice toxice în vopsitorii şi în alte sectoare. Sistemele de epurare sunt şi ele la fel de variate; şi în această ramură trebuie aplicate mai întâi procedeele tehnologice de reducere a debitelor şi substanţelor nocive evacuate, prin recircularea şi recuperarea substanţelor chimice valoroase, după care se face epurarea propriu-zisă, prin procedee mecanice, chimice şi biologice. După reducerea nocivităţii specifice, o bună parte din apele industriei uşoare se pot trata în comun cu apele reziduale orăşeneşti. a) Industria pielei — tăbăcăriile

În funcţie de procedeul de tăbăcire şi de mărimea întreprinderii, consumul de apă variază foarte mult, între 0,8 şi 3 m3 /bucata de piele tăbăcită.

Evacuările de apă prezintă în general fluctuaţii mai mari la unităţile de capacitate mică, cu procedee tehnologice discontinui şi cu secţii puţine. Apele evacuate sunt puternic impurificate organic, mineral şi chimic, având în acelaşi timp un specific aparte care le face foarte greu de epurat. În special prezintă un mare grad de concentrare a impurificării apele evacuate de unităţile de capacitate mai mică. Aceste ape au un aspect turbure, de culoare cenuşie-opacă, cu multe suspensii floconoase, cu tendinţe de spumare şi miros puternic de hidrogen sulfurat. Reacţia este puternic alcalină (pH = 11 — 12), conţinutul total în suspensii foarte ridicat, cca. 5000—7000 mg/l, consumul biochimic de oxigen la 5 zile poate varia între 1000 şi 2500 mg/l, consumul de permanganat atinge 5500—7000 mg/l etc. Datorită faptului că apele conţin mari cantităţi de substanţe coloidale şi în soluţie, ele decantează în condiţii dificile. Apele evacuate mai conţin de asemenea sulfuri 25—75 mg/l, cloruri 400—700 mg/l, azot organic, amoniac, tananţi, substanţe toxice, hidroxid de calciu, compuşi de arsen, sulfura de sodiu etc. În plus, în mod accidental, apele de la operaţiile de înmuiat pot conţine germeni patogeni, de exemplu de antrax de la pieile brute contaminate. Apele reziduale de la tăbăcăriile mari prezintă o concentraţie mai mică impurificare, datorită pe de o parte măsurilor tehnologice de reducere a nocivităţilor, iar pe de altă parte debitelor mai mari folosite.

Ca urmare a timpului lung de şedere în bazinele de tăbăcit, apele reziduale ajung la reţea în stare de fermentare, sau foarte aproape de aceasta.

Page 186: Gestionarea Deseurilor Industriale

180

Efectele apelor reziduale neepurate de la tăbăcării sunt dezastruoase ducând la distrugerea fondului piscicol şi periclitând toate folosinţele şi viaţa oamenilor şi animalelor. La acest efect distrugător contribuie în egală măsură toate impurităţile din apele reziduale de la tăbăcării. Astfel:

– datorită conţinutului mare în substanţe organice şi grăsimi, la suprafaţa râurilor se formează spumă şi peliculă care împiedică re-aerarea apei şi procesul de auto-epurare;

– prin acţiunea reciprocă a diferitelor substanţe impurificatoare se produce în emisar o intensă floculare a materiilor coloidale şi formarea unui nămol abundent;

– reacţia tananţilor cu sărurile de fier dă naştere la compuşi care produc colorarea în negru a apei râului;

– acelaşi efect este produs şi prin reacţia dintre sulfura de sodiu din apele reziduale şi sărurile de fier din apa râului.

– substanţele toxice, ca şi microbii conţinuţi în apele reziduale, dăunează fondului piscicol, ca şi animalelor şi oamenilor. b. Spălătoriile de lână Efluenţii conţin importante cantităţi de murdării de tot felul provenite de pe lâna oilor: grăsime, nisip, praf, scaieţi etc. În primul rând se procedează la separarea grăsimilor prin dispozitive centrifuge cu mişcare rapidă. Se mai întrebuinţează în acest scop acidul sulfuric, clorura de calciu, acidul carbonic etc.

Apele reziduale provin în principal din procesul de spălare a lânii. Debilele variază în general între 35—40 m3 pe tona de lână spălată. Apele uzate au în general culoarea maron-cenuşie şi miros puternic de lână. Substanţele organice sunt în cantităţi foarte mari, exprimate printr-un consum de KMnO4 de până la 10000 mg/l şi un CBO5 până la 10500 mg/l; de asemenea apele conţin mari cantităţi de suspensii mergând până la 16000 mg/1, dintre care 70% sunt de natură organică. Pe lângă acestea, apele mai sunt încărcate cu diverse impurităţi chimice, ca cloruri cca. 2000 mg/l, potasiu cca. 1000 mg/l, sulfaţi cca. 45 mg/l, calciu cca. 80 mg/l, precum şi mari cantităţi de grăsimi până la 30000 mg/l, fibre de lână etc. Adesea apele reziduale pot conţine şi spori de antrax.

Recuperarea grăsimilor se obişnuieşte în general numai în cazul apelor de la spălarea lânii fine şi semifine, pentru celelalte ea nefiind rentabilă. În aceste scop se întrebuinţează dispozitive de flotare, centrifugare, metode chimice cu acid sulfuric, clorură de calciu, acid carbonic etc. Randamentul de recuperare a grăsimilor este de cca. 50-55%, cheltuielile de exploatare acoperite de beneficiile valorificări lanolinei obţinute. c. Industria de prelucrare a lânii

În întreprinderile industriei de prelucrare a lânii se face albirea şi vopsirea lânii, precum şi vopsitul şi finisatul ţesăturilor de lână.

Apele reziduale, având debite foarte variate, sunt evacuate în general în regim neuniform. De asemenea calităţile apei variază foarte mult în funcţie de procedeele folosite.

Apele reziduale de la vopsirea lânii sau ţesăturilor sunt slab colorate; o diluare de 20 — 40 ori coloraţia dispare. Încărcarea organică se apropie de aceea a apelor menajere. Suspensiile pot atinge valori ridicate, de 700 mg/l. Apele mai conţin cantităţi importante de amoniac (10—50 mg/l), cloruri (200—700 mg/l) uneori crom, când se folosesc coloranţi de crom etc.

Prima măsură de luat pentru epurarea apelor reziduale este aceea a uniformizării debitelor şi concentraţiilor în bazine de egalizare.

Page 187: Gestionarea Deseurilor Industriale

181

În funcţie de condiţiile de evacuare, în reţeaua oraşului sau la râu, epurarea apelor reziduale poate fi mecanică, chimică şi biologică. d. Topitoriile de in şi cânepă

Apele uzate de la aceste unităţi conţin substanţe organice şi minerale rezultate din tulpinile plantelor supuse procesului de topire. Ele au un consum ridicat de oxigen biochimic şi un miros puternic. Iată câteva date caracteristice: CBO5 = 800—2500 mg/l; KMnO4 = 1800 — 4000 mg/l; suspensii 650-1200 mg/l; pH = 5—6,5; azot total = 30 mg/l; sulfaţi = 20—150, cloruri 50—80 mg/l etc. Debitele variază între 15—40 m3/tona de produs. Influenţa apelor reziduale asupra emisarului este dintre cele mai defavorabile, ea manifestându-se în special prin formarea de sedimente, dezvoltarea de alge şi ciuperci specifice unei stări accentuate de impurificare, miros puternic, dezvoltarea de coli şi alte bacterii elc. e. Industria bumbacului

Compoziţia apelor reziduale din industria bumbacului variază în funcţie de procedeul tehnologic folosit pentru finisaj (albire—vopsire), care este principalul proces de fabricaţie din care rezultă ape reziduale. Acestea conţin, pe lângă adaosurile necelulozice naturale ale fibrei de bumbac, cleiurile provenit de la încleierea urzelilor, precum şi reactivii şi coloranţii utilizaţi. Ape uzate se mai formează la spălarea filtrelor de la sistemul de umidificare a aerului.

Cele mai murdare ape se formează la fierberea ţesăturilor, la acidulare şi la spălarea în cazane după albire. Apele au o coloraţie brun gălbuie, care dispare la o diluţie 1/4, şi un miros slab nedefinit. Iată câţiva indicatori medii: temperatura 24—42°C; suspensii 170—250 mg/l; KMnO4 = 450—650 mg/l; CBO5 = 550 — 1100 mg/l; pH = 8 — 9,7; sulfaţi 200 mg/l etc.

La încleierea urzelilor se formează de asemenea ape încărcate organic şi mineral, având: suspensii = 200 mg/l; CBO5 = 600 mg/l, pH = 6,5, sulfaţi = 1400 mg/l etc. Apele reziduale de la secţiile de vopsit sunt încărcate cu resturi de coloranţi, reactivi, resturi de fibră etc. Suspensiile ating 150 mg/l; KMnO4 = 1 000—2 500 mg/l; CBO5 = 350 mg/l, pH = 4,7—6,9 etc. Apele mai pot conţine de asemenea potasiu, sodiu, crom, calciu, magneziu etc, în funcţie de culoarea folosită.

Cantităţile de ape evacuate variază în funcţie de produsul finit al fiecărei secţii, de la 30 m3/ tonă de produs la secţia de imprimare, la 200 m3/tonă de produs la secţia de albire a tortului.

Înainte de a arăta procedeele de epurare, trebuie menţionat că aceasta trebuie precedată de măsurile pentru separarea fibrelor, urmată de uniformizarea debitelor şi concentraţiilor în bazine de compensare. f. Fabricarea sticlei

Prezintă un grad mai mare de impurificare apele provenite de la gazogene. În diferite ţări această problemă se rezolvă prin concentrarea reziduurilor şi separarea gudroanelor şi apelor fenolice, acestea fiind apoi răspândite pe haldele de zgură, după care sunt decantate şi reluate în procesul de producţie. O astfel de schemă conţine:

– căzi pentru prepararea soluţiei de acizi; – bazin de acidulare a apelor brute; – cămin de distribuţie; – decantoare verticale; – rezervor de acumulare a apelor degudronate; – filtre cu straturi multiple; – rezervor de acumulare a gudroanelor cu dispozitiv de pompare;

Page 188: Gestionarea Deseurilor Industriale

182

– halde de zgură cu sistem de pulverizare.

În căzile de preparare a soluţiei acide se prepară soluţia diluată de acid ciorhidric sau sulfuric, în concentraţie de 1%.

În bazinul de acidulare apele brute cu gudroane şi fenoli sunt amestecate cu soluţia de acid, în vederea reducerii pH-ului la 6,5 ceea ce favorizează separarea particulelor de gudroane grele.

Decantarea gudroanelor se face în bazine decantoare verticale, cu un timp de staţionare de 4 ore, la o viteză de 0,002 m/sec.

În spaţiul de depunere a gudroanelor se găseşte o serpentina de aburi pentru încălzirea în vederea evacuării, gudronul uşor acumulându-se la suprafaţă.

Rezervorul de acumulare a apei degudronate are rolul de a uniformiza debitul de apă trimis spre filtre. 8.1.7. Apele reziduale din industria lemnului, hârtiei şl celulozei

Apele reziduale din industria lemnului, hârtiei şi celulozei se caracterizează prin debite deosebit de mari şi încărcări foarte variate cu substanţe în special organice.

În fabricile de hârtie şi celuloză există în general următoarele categorii de ape reziduale, canalizate de cele mai multe ori în reţele separate:

– ape chimic impure, rezultate de la prepararea soluţiilor de fierbere, de la regenerarea sărurilor din soluţiile de, fierbere, soluţii de fierbere epuizate etc;

– ape cu fibre de la defibrarea, deshidratarea şi eventual albirea celulozei; – ape cu fibre şi alte suspensii de la fabricarea diferitelor sorturi de hârtie din

celuloză; – ape menajere; – ape de răcire şi pluviale.

Debitele de apă necesare pentru fabricile de hârtie pot atinge cea 200 m3 la tona de

produs, iar pentru fabricile de celuloză 300—400 m3 la tona de produs. Conţinutul în materii organice — exprimat în CBO5 — atinge în medie 120 mg/l la

fabricile de carton şi 450 mg/l la fabricile de celuloză, iar materiile în suspensie 560 mg/l, respectiv 1700 mg/l. În special leşiile de fierbere şi apele de spălare primară a pastei conţin însemnate impurităţi chimice şi organice.

În general, reţele separate conduc apele de diferite categorii mai întâi la instalaţiile de recuperare a substanţelor valoroase, după care o parte din apele tratate se întorc în fabricaţie, respectiv se recirculă, iar cealaltă parte se îndreaptă spre staţia de epurare finală, unde de obicei se face o epurare în comun a tuturor apelor preepurate.

În fabricile de hârtie şi celuloză recuperarea substanţelor valoroase conţinute în apele reziduale se poate aplica pe o scară foarte largă, împletindu-se strâns cu recircularea apelor, în vederea reducerii la minimum a debitelor şi nocivităţii apelor reziduale.

Câteva exemple de recuperări de substanţe valoroase, respectiv de recirculări de debite:

– fabricarea lignosanului şi moliftanuiui din soluţiile de fierbere, de la celuloza sulfit;

– fabricarea drojdiei furajere din soluţiile de fierbere cu bisulfit de calciu, ceea ce permite valorificarea polizaharidelor din aceste ape. De ex. dintr-o cantitate de 1100 m3/zi ape reziduale prelucrate se pot obţine cca. 10 tone/zi drojdie furajeră;

– regenerarea soluţiilor reziduale de fierbere în instalaţii de evaporare, ardere şi caustizare, prin care se realizează un înalt grad de recuperare a sărurilor şi căldurii

Page 189: Gestionarea Deseurilor Industriale

183

dezvoltate; – recuperarea terebentinei şi săpunurilor sulfat din condensul de la degazarea

cazanelor de fierbere a celulozei; – recuperarea prin filtre electrice a sărurilor din gazele de ardere a soluţiilor

de fierbere a celulozei; – recuperarea nămolului de carbonat de calciu de la caustizare, prin ardere în

cuptor rotativ; – recuperarea fibrelor din apele de spălare a celulozei şi refolosirea apei în

circuit; – recuperarea fibrelor din apele de la maşinile de hârtie, prin decantare în

pâlnii sau prin filtrare în filtre-vacuum şi recircularea apei limpezite.

După recuperarea substanţelor valoroase, se trece la epurarea avansată a apelor tehnologice de diferite categorii.

Se face o epurare mecanică, chimică şi biologică separată, pentru următoarele categorii de ape:

– apele chimic impure de la prepararea soluţiilor de fierbere; – apele cu fibră de la măcinarea, sortarea, îngroşarea şi eventual albirea

celulozei, precum şi de la prepararea pastei de hârtie.

Metodele de epurare care se aplică acestor ape sunt: – neutralizarea apelor acide, în general, cu lapte de var; – decantarea apelor cu fibră, cu sau fără adaos de coagulant (sulfat de

aluminiu), în bazine cu sau fără aerare; se folosesc decantoare obişnuite - dreptunghiulare sau radiale - cu mijloace mecanice de curăţire;

– bazinele cu nămol activ, cu adaos de substanţe nutritive bogate în fosfor şi azot, care să permită dezvoltarea bacteriilor;

– deshidratarea nămolului în general prin procedee artificiale, filtre-vacuum sau centrifuge, datorită volumului mare de nămol rezultat;

– decolorarea, care necesită în general reactivi în doze foarte mari măreşte încă şi mai mult, cantităţile de nămol.

O problemă deosebit de actuală şi de dificilă o constituie epurarea apelor reziduale de la fabricarea plăcilor fibro-lemnoase.

Procesul tehnologic al fabricilor din această categorie constă în tăierea şi mărunţirea lemnului şi supunerea lui la o presiune de vapori de apă de 10 kg/cm2 şi la o temperatură de 185°C; în aceste condiţii se produce defibrarea lemnului. Pasta obţinută este transformată prin presare în plăci fibrolemnoase, după o prealabilă tratare cu sulfat de aluminiu (sau acid sulfuric), albumină de sânge şi parafină.

Apele reziduale rezultate sunt impurificate atât cu materii în suspensie (peste 500 mg/l), cât şi cu substanţe solubile, în cea mai mare parte organice (CBO5 = 1 300—2 500 mg/l, consum de KMnO4 = 2 000—3700 mg/l); apele au de asemenea reacţie acidă (pH =5 — 5,5).

Este necesară atât treapta de epurare mecanică, cu adaos de coagulanţi, cât şi treapta biologică avansată, eventual cu posibilitatea de valorificare prin producere de drojdie furajeră9.

9 Chiriac V. – Instalaţii pentru epurarea apelor reziduale, Comitetul de Stat al Apelor, Bucureşti, 1966;

Page 190: Gestionarea Deseurilor Industriale

184

8.2. TRATAREA APELOR REZIDUALE Procesele incluse in tratamentul apelor reziduale din uzinele specializate sunt clasificate de obicei ca tratamente primare, secundare şi terţiare (fig. 8.1).

Fig. 8.1. Schema de tratare a apelor reziduale.

8.2.1. Tratamentul primar Apa care intră în uzina de tratare conţine agenţi care pot strica pompele şi mecanismele. Aceste materiale sunt înlăturate prin ecrane verticale, iar materialele rămase sunt arse sau îngropate după înlăturarea lor din apă. Apa trece printr-o camera de separare unde frunzele şi alte materii organice sunt micşorate ca volum pentru o tratare a apei mai eficientă. După ce materiile organice au fost comprimate, apa intră într-un rezervor de sedimentare în care aceste materii se depun pe fund şi sunt înlăturate. După ce au fost separate din apa, reziduurile sunt uscate şi sunt folosite ca îngrăşământ natural sau la nivelarea solului. 8.2.2. Tratamentul secundar Pe parcursul tratamentului primar, din apa sunt înlăturate aproximativ 40-60% din reziduurile solide şi 20-40% din BOD5. Tratamentul secundar reduce pe căi biologice materia organică care a rămas în lichid. Bacteriile, în prezenta oxigenului, transformă materia organică în formule stabile cum ar fi dioxidul de carbon, nitraţi, fosfaţi. 8.2.3. Tratament terţiar (avansat) Dacă apa rezultată trebuie să aibă o calitate sporită, atunci este necesar tratamentul terţiar, un tratament avansat. În această etapă este înlăturat fosforul şi până la 99% din BOD5. Pentru apele care sunt reutilizate, tratamentul cu ozon este cea mai sigură metodă. 8.3. EGALIZAREA APELOR UZATE, UNIFORMIZAREA DEBITELOR ŞI A COMPOZIŢIEI APELOR REZIUDALE INDUSTRIALE

Apele uzate, indiferent de sursă, prezintă variaţii în timp ale debitelor şi compoziţiei, datorită lipsei de uniformitate a consumurilor de apă, a cantităţilor de apă eliminată din proces şi a conţinutului acestora în substanţe poluante. Sunt relativ rare cazurile în care debitul şi

Page 191: Gestionarea Deseurilor Industriale

185

compoziţia sunt constante, cum ar fi procesele industriale cu caracter continuu, ce funcţionează în regim staţionar şi în care nu intervin operaţii ciclice, cum sunt industria de sinteză a amoniacului, acidului azotic, metanolului, prepararea minereurilor, unele procese metalurgice, etc. În majoritatea industriilor intervin operaţii discontinue care, pe ansamblu, conduc la evacuarea de ape uzate cu caracter aleator. Prezenţa mai multor surse de evacuare discontinue, cu periodicitate diferită, determină variaţii dezordonate ale debitului şi compoziţiei apelor uzate.

Variabilitatea compoziţiei apelor uzate poate fi o consecinţă şi a modificării în timp a profilului şi a capacităţii de producţie. De exemplu, în fabricile de zahăr şi conserve, debitele de ape uzate sunt sezoniere iar în industria chimică de sinteză, de obţinere a medicamentelor şi coloranţilor, unde se obţin cantităţi mici de produse pe perioade variabile de timp, se produc ape uzate numai în aceste perioade.

În aceste condiţii, pe platformele industriale complexe, compoziţia apelor uzate este aleatoare, iar debitele prezintă fluctuaţii, până la limita maximă determinată de capacitatea sistemului din care se face alimentarea cu apă. Aceste debite sunt influenţate şi de gradul de recirculare a apelor din industria respectivă, iar în cazul sistemelor de canalizare mixte şi de regimul precipitaţiilor. Variaţiile de debit sunt întotdeauna însoţite şi de variaţii de concentraţii ale substanţelor poluante. Concentraţiile poluanţilor sunt determinate de evacuările specifice de apă pe unitatea de produs, precum şi de evacuarea materialelor nedorite.

În instalaţiile de tratare a apelor uzate, rezultatele depind de stabilitatea, respectiv uniformitatea regimului de intrare a apelor uzate în sistemul de tratare. Variaţiile de debit în staţiile de tratare au ca rezultat salturi de viteză ce perturbă regimul de curgere. Instabilitatea vitezelor de curgere este dăunătoare mai ales în bazinele de decantare, în care vitezele mari de curgere antrenează în efluent materiale în suspensie sau chiar materiale deja sedimentate.

Uniformizarea debitelor şi a compoziţiei apelor uzate se face în bazine de uniformizare amplasate în serie sau în derivaţie cu colectorul de canalizare şi permite dimensionarea staţiei de tratare la nivelul debitelor medii.

În instalaţiile de uniformizare a apelor uzate, respectiv în bazinele de uniformizare, cu forme şi dimensiuni adaptate fiecărui caz în parte, pot avea loc şi transformări chimice între diferiţii poluanţi din aceste ape, cum ar fi reacţii de neutralizare, de oxigenare, redox, de precipitare sau procese biochimice, toate conducând la o degrevare a etapei de epurare. 8.4. PROCESE FIZICE DE TRATARE A APELOR INDUSTRIALE

Principalele grupe de procese fizice au la bază separarea gravitaţională, filtrarea şi transferarea poluanţilor din fază apoasă în altă fază.

În aceste procese substanţele poluante nu suferă, în cursul separării lor din apă, transformări în alte substanţe. 8.4.1. Separare gravitaţională

Se bazează pe faptul că asupra unui corp aflat într-un câmp gravitaţional acţionează o forţă, ce determină deplasarea corpului spre fundul bazinului de separare10, 11. Separarea particulelor relativ grosiere, nedizolvate în apă, sub influenţa câmpului gravitaţional, are loc prin sedimentare sau flotaţie. Dacă sedimentarea gravitaţională nu este eficientă se utilizează o separare sub acţiunea unui câmp de rotaţie creat artificial, în care iau naştere forţe 10 Coulson J.M. şi Richardson J.F. – Chemical engineering. Particle technology and separation processes, vol. 2, Butterworth Heinemann, Oxford, 2002; 11 Pankraty Thomas M. – Environmental engineerint dictionary and directory, Lewis Publishers, S.U.A., 2001;

Page 192: Gestionarea Deseurilor Industriale

186

gravitaţionale, această separare fiind denumită centrifugare12.

Sedimentarea particulelor într-un bazin ideal de formă rectangulară este prezentată schematic în figura 8.2, unde sunt reprezentate traiectoriile teoretice ale particulelor discrete (traiectorii drepte) şi ale celor întâlnite în practică (traiectorii curbe).

Fig. 8.2. Schema sedimentării în apă a particulelor solide:

Particule disperse cu viteza oo

o

hvt

= ;

Particule disperse cu viteza v < vo; Particule cu sedimentare stânjenită; Particule care floculează în timpul sedimentării.

Bazinul de sedimentare poate fi împărţit în patru zone:

– zona de admisie în care amestecul de apă cu suspensii este distribuit pe secţiunea transversală a bazinului;

– zona de sedimentare în care particulele cad prin masa de apă, aflată în curgere orizontală cu viteză constantă vd ;

– zona de nămol în care se adună particulele depuse ; – zona de evacuare a apei limpezite care mai conţine particulele care nu s-au

depus.

Traiectoriile particulelor discrete rezultă din însumarea vectorială a vitezei de sedimentare vs şi a vitezei de deplasare a apei în bazin vd. Particulele cu viteza de sedimentare v0 egală cu raportul dintre adâncimea bazinului (h0) şi timpul de parcurgere a lungimii acestuia de către o particulă de apă (t0), dacă la intrarea în bazin (t = 0) se află la suprafaţa apei (h = 0), ating fundul zonei de sedimentare la extremitatea din aval a acesteia. Toate particulele a căror viteză de cădere este mai mare sau egală cu v0 sunt reţinute în bazinul de sedimentare.

În bazinele cu curgere verticală, particulele cu viteză de sedimentare mai mică decât v0 nu sunt reţinute, fiind antrenate cu apă în zona de evacuare. Dimpotrivă, în bazinele cu curgere orizontală, astfel de particule sunt reţinute dacă la intrarea în zona de sedimentare se află deasupra zonei de nămol la o înălţime mai mică decât produsul vt0. 12 Wilson Ian D. şi alţii – Enciclopedia of separation science, Academic Press, Edimburg, 2000

Page 193: Gestionarea Deseurilor Industriale

187

În funcţie de modul de alimentare şi de evacuare, bazinele de sedimentare sunt13: - bazin rectangular în curent rectiliniu, fig. 8.3.a; - bazin circular cu alimentare central radială, fig. 8.3.b; - bazin circular cu alimentare periferică radială, fig. 8.3.c; - bazin circular cu alimentare periferică tangenţială, fig. 8.3.d; - bazin rectangular cu alimentare central radială, fig. 8.3.e;

a)

b)

c)

d)

e) Fig. 8.3. Moduri de alimentare a bazinelor de sedimentare.

În figurile 8.4, 8.5 şi 8.6 sunt prezentate câteva tipuri constructive de bazine de sedimentare.

Fig. 8.4. Bazin circular de sedimentare.

13 Maureen Aller - Environmental Engineers’ Handbook, CRC Press LLC, 1999;

Page 194: Gestionarea Deseurilor Industriale

188

Fig. 8.5. Bazin rectangular de sedimentare.

Fig. 8.6. Separator cu suprafeţe plane.

Pentru a realiza o alimentare cât mai uniformă şi liniştită a bazinelor de sedimentare se folosesc:

- ecran cu diafragme, fig. 8.7.a; - ecran deflector, fig. 8.7.b; - racorduri de alimentare multiple, fig. 8.7.c.

a) b) c)

Fig. 8.7. Metode de alimentare a bazinelor de sedimentare.

Page 195: Gestionarea Deseurilor Industriale

189

De asemenea şi racordurile de evacuare din bazinele de sedimentare se regăsesc sub diferite moduri constructive:

- prag, fig. 8.8.a; - evacuări multiple, fig. 8.8.b.

a) b)

Fig. 8.8. Racordul de evacuare din bazinul de sedimentare.

Flotaţia este procesul unitar de separare din apă, sub acţiunea forţelor gravitaţionale, a particulelor cu densitate medie mai mică decât a apei. Astfel de particule pot fi constituite din materiale omogene sau din asocieri de materiale cu densităţi diferite. În procesul de flotaţie naturala, particulele materiale mai uşoare decât apa (uleiuri, grăsimi, hidrocarburi) formează asociaţii cu bule de aer sau gaz din procesele microbiologice ridicându-se la suprafaţa apei care staţionează sau care se află în curgere liberă14, 15, 16.

Stratul de material plutitor, ridicat prin flotaţie, este îndepărtat prin raclare. Flotaţia este procesul prin care particulele mai grele decât apa sunt antrenate la

suprafaţă, datorită asocierii lor cu bulele de aer, ce sunt suflate în apă prin partea inferioară a bazinului. Această asociere cu bule de aer are consecinţe pozitive deoarece particulele mai grele decât apa capătă o viteză ascensională datorită particulelor de aer.

În flotaţia cu aer, aerul este introdus fie sub formă de bule, obţinute prin trecerea aerului prin difuzoare poroase, fie prin degazarea aerului dizolvat în apă, ca urmare a unei detente, când se produce scăderea bruscă a presiunii gazului, aflată în echilibru în apă. Flotaţia cu aer dispersat se utilizează la prepararea minereurilor şi la îndepărtarea materiilor grase din apele uzate. Diametrul bulelor de aer este de 1-2 mm. La aceste dimensiuni bulele de aer au o viteză ascensională foarte mare şi pot provoca distrugerea suspensiei coagulate din apă.

Bulele mai fine (cu diametrul mai mic decât 0,1 mm) se pot obţine prin destinderea apei sau prin suprasaturarea apei cu aer.

Ridicarea particulelor insolubile în apă, de către bulele de aer, este rezultatul asocierilor reciproce, ce are loc în două moduri17:

– aderarea particulelor de gaz la suprafaţa particulei solide; – încorporarea de bule de aer în interiorul particulei floculate cu structură

afânată; – aderarea particulelor insolubile la suprafaţa bulei de aer (gaz).

14 Cheremisinoff Nicholas P. – Biotechnology for waste and wastewater treatment, Noyes Publications, Westwood, New Jersey, S.U.A., 1996; 15 Cheremisinoff Nicholas P. – Handbook of water and wastewater treatment technologies, Butterwoth Heinemann, S.U.A, 2002; 16 Woodard Frank – Industrial waste treatment handbook, Butterwoth Heinemann, S.U.A, 2001; 17 Maureen Aller - Environmental Engineers’ Handbook, CRC Press LLC, 1999;

Page 196: Gestionarea Deseurilor Industriale

190

Fig. 8.9. Metode de aderare a bulelor de aer la particulele solide.

În figura 8.10 sunt prezentate imagini ale bulele de aer la care au aderat particulele solide18, 19.

Fig. 8.10. Vizualizarea bulelor.

Mărimea forţelor care reţin particule insolubile pe interfaţa apă-aer sau apă-gaz depind de mărimea suprafeţei particulelor şi de prezenţa unei substanţe tensioactive, ce are tendinţa de acumulare şi orientare a moleculelor pe interfeţe.

În practică, în cazul separării prin flotaţie cu aer nu este suficient doar ridicarea particulelor la suprafaţă ci este necesară şi formarea unei spume utilizând substanţe spumante - (CH3)2NH, (C2H5)2NH, CH3CH2CH2CH2NH2, (C4H9)2NH 20. Astfel de substanţe pot fi chiar unii constituenţi din apele uzate, iar când aceştia nu există în apă trebuiesc adăugaţi. 18 Xxx - http://www.startprospecting.com/html/cyanide_-_nacn_dosage_in_flota.html 19 Xxx - http://www.platinum.matthey.com/media_room/1043401763.html 20 Flick Ernest W. – Industrial solvents handbooks, Noyes Data Corporation, Westwood, New Jersey, S.U.A., 1998;

Page 197: Gestionarea Deseurilor Industriale

191

Capacitate de spumare mare au apele uzate din industria celulozei, textilă, industria de prelucrare a proteinelor şi în industriile fermentative.

Pentru a se obţine o bună separare prin flotaţie trebuie luate măsuri pentru a reduce la minimum turbulenţa din zona de separaţie. Datorită vitezelor mari de urcare a particulelor în procesul de flotaţie, timpul de retenţie a apelor uzate în bazinul de flotaţie este mai mic decât în bazinul de decantare.

Necesarul de aer variază funcţie de natura şi concentraţia suspensiilor şi depind de condiţiile care trebuie îndeplinite de apa tratată.

Într-o instalaţie de flotaţie cu aer difuzat, consumul de aer este de cca. 0,2-1 m3 aer/m3 apă uzată.

În figura 8.11. sunt prezentate două tipuri de instalaţii de flotaţie21, 22.

a)

b)

Fig. 8.11. Instalaţii de flotaţie; a) Denver DR.; b) clasică.

În cazul introducerii gazului cu dispozitive de amestecare, pentru o dispersie cât mai uniformă a bulelor de gaz în mase de fluid sunt utilizate amestecătoare cu stator (fig. 8. 12).

21 Maureen Aller - Environmental Engineers’ Handbook, CRC Press LLC, 1999; 22 COULSON J. M. şi RICHARDSON J. F. - Chemical engineering, Particle Technology And Separation Processes, vol. 2, Butterworth Heinemann, Oxford, 2002;

Page 198: Gestionarea Deseurilor Industriale

192

Fig. 8.12. Amestecător cu stator.23

Atât dispozitivul de amestecare cât şi statorul pot avea diferite forme:

– Baterman (fig. 8.13.a); – Dorr-Oliver(fig. 8.13.b); – Outokumpun (fig. 8.13.c); – Wemco (fig. 8.13.d).

a) b)

c) d) Fig. 8.13. Diferite forme ale dispozitivului de amestecare şi a statorului.

Pentru stabilirea parametrilor optimi ai procesului de flotaţie, pentru o apă uzată dată,

se recomandă efectuarea de teste la scară de laborator, pe un model fizic.

Centrifugarea este un proces de separare gravitaţională a suspensiilor din apă în care intervin acceleraţii superioare celei gravitaţionale. În cazul centrifugării se obţin viteze mari de sedimentare, ceea ce duce la o separare a unei mase mari de suspensii în unitatea de timp. Prin centrifugare se obţin concentrate mai compacte, cu un conţinut mai mare de solid (fig. 8.14)24.

23 Wilson Ian D. şi alţii – Enciclopedia of separation science, Academic Press, Edimburg, 2000 24 Wilson Ian D. şi alţii – Enciclopedia of separation science, Academic Press, Edimburg, 2000

Page 199: Gestionarea Deseurilor Industriale

193

Fig. 8.14. Etapele operaţiei de centrifugare.

Datorită costurilor mari ale instalaţiilor şi a consumului de energie, acest procedeu se

aplică de preferinţă apelor uzate cu conţinut mare de suspensii sau pentru concentrarea nămolurilor. În epurarea apelor se utilizează, de regulă, centrifugele decantoare cu ax orizontal, cu funcţionare continuă. Acestea sunt constituite dintr-un corp cilindro - conic rotativ în care se roteşte, la rândul său, - cu o viteză ceva mai mică – un ax melcat (fig.8.15). Apa cu suspensii este introdusă prin axul corpului melcat şi este proiectată spre faţa interioară a peretelui corpului centrifugei. Solidele depuse pe acest perete datorită forţelor centrifuge sunt raclate şi împinse de către corpul melcat spre zona conică a corpului centrifugei. Lichidul limpezit, numit centrat, este evacuat pe la capătul opus al centrifugei. Adâncimea stratului de lichid deasupra peretelui centrifugei este stabilită cu ajutorul unor deversoare circulare reglabile, peste care se evacuează lichidul limpezit. Transportul materialului concentrat pe zona conică este o sarcină delicată, datorită forţelor mari de forfecare care intervin, precum şi datorită posibilităţilor de stropire cu lichid limpezit, ceea ce poate readuce materialul solid în corpul centrifugei.

Fig. 8.15. Centrifugă cu melc.

De asemenea operaţia de centrifugare a apelor uzate industriale se poate realiza şi cu alte tipuri de centrifuge. În figura 8.16 este prezentată o centrifugă de filtrare cu descărcarea sedimentului, reţinut pe partea interioară a tamburului perforat, cu dispozitiv pneumatic de descărcare.

Page 200: Gestionarea Deseurilor Industriale

194

Fig. 8.16. Centrifugă de filtrare verticală cu dispozitiv pneumatic de descărcare25.

Astfel, prin centrifugare se obţin concentrate de nămol cu un conţinut mai mare de

50% de substanţă uscată, comparativ cu nămolurile obţinute prin alte metode de separare la care concentraţia în substanţe uscate este între 4% şi 10%. 8.4.2. Filtrarea

Filtrarea este procedeul de trecere a apelor printr-un mediu poros, pe care are loc reţinerea prin fenomene predominant fizice a unora din constituenţii apelor. Funcţie de spaţiile libere ale mediului poros, în instalaţiile de filtrare se pot reţine din apă impurităţi de dimensiuni variabile, de la dimensiuni foarte mari cum ar fi poluanţii grosieri, până la poluanţi foarte fini26. La mediile poroase cu pori mari, mecanismele de reţinere pe filtre este simplu, fiind oprite toate particulele cu dimensiuni mai mari decât porii filtrelor. Se vorbeşte astfel de un fenomen de sitare. Pe măsură ce dimensiunile porilor se micşorează, mai intervin şi alte fenomene.

Mecanismele care contribuie la reţinerea din apă a particulelor de impurităţi pe un filtru sunt foarte complexe. Reţinerea pe suprafaţa filtrantă depinde de caracteristicile fizico-chimice ale particulelor, de caracteristicile mediului filtrant, de viteza de filtrare şi de caracteristicile fizice ale apei.

Curgerea prim medii filtrante poroase este menţinută în mod normal în domeniul laminar atât iniţial (în filtru curat), cât şi după colmatarea lui cu suspensii. În aceste condiţii, curgerea are loc în conformitate cu legea lui Darcy.

25 Wilson Ian D. şi alţii – Enciclopedia of separation science, Academic Press, Edimburg, 2000 26 Porter Mark C. – Handbook of industrial membrane technology, Noyes Publications, Wste wood, New Jersey, S.U.A., 1990;

Page 201: Gestionarea Deseurilor Industriale

195

Varietatea mecanismelor de reţinere a impurităţilor din apă prin filtrare şi gama largă de dimensiuni a particulelor care se reţin a dus la o diferenţiere între procesele în care predomină efectul de sită şi cele în care primează alte mecanisme. În cele ce urmează se prezintă pe scurt principalele procese de reţinere prin filtrare, atât pentru corpuri grosiere, cât şi pentru particule de dimensiunea ionilor şi moleculelor. Reţinerea pe grătare şi site.

Grătarele servesc pentru îndepărtarea din apă a impurităţilor grosiere care pot forma depuneri greu de evacuat şi care ar bloca sistemele de raclare, pompele şi vanele, gurile de evacuare şi deversoarele. Grătarele sunt formate din bare cu grosimi de 0,8–1,2 cm aşezate la o distanţă de 12–60 mm, înclinate cu 30-90° faţă de orizontală (fig. 8.17- 8.19). Materialele reţinute, cu dimensiuni mai mari decât interstiţiile dintre bare, formează ele însele straturi filtrante care măresc treptat pierderea de sarcină a apei pe grătar şi trebuiesc îndepărtate periodic (fig. 8.20 şi fig. 8.21). Viteza apei la intrarea apei în grătare trebuie să fie de 0,3-1 m/s pentru evitarea depunerilor în camera grătarului. Pentru reţinerea impurităţilor de dimensiuni mai mici se utilizează site statice sau mobile.

Fig. 8.17. Curăţitor frontal cu sită plană.27

Fig. 8.18. Sită înclinată fixă28.

27 Maureen Aller - Environmental Engineers’ Handbook, CRC Press LLC, 1999;

Page 202: Gestionarea Deseurilor Industriale

196

Fig. 8.19. Curăţitor mecanic cu colector pentru impurităţile solide.29

Fig. 8.20. Sită rotativă de curăţat30.

28 Weiner Ruth F. şi Matthews Robin A. – Environmental engineering, , Elsevier Science ,U.S.A., 2003 29 Maureen Aller - Environmental Engineers’ Handbook, CRC Press LLC, 1999; 30 Maureen Aller - Environmental Engineers’ Handbook, CRC Press LLC, 1999;

Page 203: Gestionarea Deseurilor Industriale

197

a)

b) Fig. 8.21. Site cu perii de curăţat: a) sită verticală; b) sită înclinată.

Reţinerea pe filtre

Cele mai utilizate filtre pentru îndepărtarea suspensiilor sunt filtrele granulare şi filtrele cu prestrat (fig. 8.22).

Materialul granular folosit frecvent este nisipul cuarţos. Filtrele cu nisip sunt formate din mai multe straturi cu densităţi diferite care într-un curent de apă ascendent se stratifică conform densităţii şi la care, după spălare, se obţine spontan o aranjare a granulelor cu diametrul descrescând în sensul de curgere din timpul fazei de filtrare, fapt care permite o folosire mai eficientă a adâncimii filtrului (fig. 8.23 şi fig. 8.24).

Filtrele de nisip sunt împărţite în: – filtre lente cu viteze de filtrare de 0,1 – 0,6 m3/h; – filtre rapide cu viteze de filtrare de 3 – 6 m3/h.

Fig. 8.22. . Biofiltru.31

31 Weiner Ruth F. şi Matthews Robin A. – Environmental engineering, , Elsevier Science ,U.S.A., 2003

Page 204: Gestionarea Deseurilor Industriale

198

Fig. 8.23. Modul de aşezare a straturilor filtrante în funcţie de dimensiunea particulelor.

Fig. 8.24. Filtru multistrat.

Aceste două tipuri de filtre diferă prin caracteristicile granulometrice ale nisipului şi prin modul de regenerare.

În epurarea apelor uzate filtrele cu nisip se utilizează în treapta secundară de epurare sau pentru finisarea efluenţilor treptei biologice. În aceste filtre au loc, pe lângă procesele fizice de reţinere a particulelor insolubile şi procese microbiologice de degradare a unor materiale organice dizolvate sau în suspensie.

Filtrele cu prestrat sunt formate din suporturi poroase rigide aşezate într-o carcasă, pe care se depune un strat subţire de material filtrant granular, format din particule foarte fine de 5 – 100 µm. Fazele unui ciclu de funcţionare cuprind formarea prestratului, filtrarea şi regenerarea. Pentru a prelungi durata fazei de filtrare, uneori se adaugă în apa supusă tratării materialul granular chiar în timpul filtrării.

Separarea prin membrane - în procesele de epurare a apei, membrana este definită

Page 205: Gestionarea Deseurilor Industriale

199

ca o fază ce acţionează ca o barieră pentru speciile moleculare sau ionice din apă, prin membrană putând trece în general numai molecule de apă. Membranele pot fi constituite din materiale solide (membrane consistente), din geluri îmbibate cu solvenţi sau din lichide imobilizate într-o structură poroasă şi rigidă 32, 33(fig. 8.25), aflate sub două forme de suprafeţe plane sau tubulare (fig.8.26).

Practic o membrană trebuie să aibă o permeabilitate mai mare pentru unele specii decât pentru altele, deci să fie permeoselectivă.

Separarea prin membrane este utilizată în cea mai mare măsură pentru obţinerea apei potabile, dar şi pentru tratarea apelor uzate.

a) b)

Fig. 8.25. Membrană: a) modului de aşezare a straturilor în membrană34; b) dimensiunea porilor la membranele de

separare35.

Fig. 8.26. Ultrafiltre: a) plan; b) tubular;

Dintre metodele ce utilizează separarea prin membrane, cea mai mare utilizare o au

osmoza, osmoza inversă, ultrafiltrarea şi electrodializa. În soluţie, ionii substanţelor ionice sau ionii formaţi prin ruperea unei molecule polare

sunt hidrataţi astfel încât volumul ionilor este mult mai mare decât volumul unei molecule de apă, sau chiar a moleculelor de apă asociate prin legături de hidrogen.

32 Porter Mark C. – Handbook of industrial membrane technology, Noyes Publications, Westwood, New Jersey, S.U.A., 1990; 33 Judd Simon şi Jefferson Bruce – Membranes for industrial wasterwater reovery and re-use, Elsevier Science Ltd, The Boulevard, Langford Lane, Kidlington, Oxford, UK; Elsevier Science Inc, 360 Park Avenue South, New York, NY; Elsevier Japan, Tsunashima Building Annex, 3-20-12 Yushima, Bunkyo-ku, Tokyo 113, Japan, 2003; 34 Wilson Ian D. şi alţii – Enciclopedia of separation science, Academic Press, Edimburg, 2000 35 COULSON J. M. şi RICHARDSON J. F. - Chemical engineering, Particle Technology And Separation Processes, vol. 2, Butterworth Heinemann, Oxford, 2002;

Page 206: Gestionarea Deseurilor Industriale

200

Prin porii unei membrane semipermeabile (de dimensiuni moleculare) vor putea trece molecule de apă, dar nu vor putea trece ionii hidrataţi. Osmoza şi osmoza inversă

În cazul soluţiilor apoase când două soluţii de concentraţii diferite sunt separate printr-o membrană semipermeabilă, apa va trece prin membrană din soluţia mai diluată spre cea mai concentrată36.

Acest proces, cunoscut sub numele de osmoză încetează când presiunea hidrostatică care se exercită asupra soluţiei mai concentrate atinge o anumită valoare de echilibru numită presiune osmotică (fig. 8.27, a şi b). Presiunea osmotică variază proporţional cu concentraţia substanţei dizolvate în apă şi cu temperatura.

a) b) c) Fig. 8.27. Osmoza directă şi osmoza inversă

Procesul normal de osmoză poate fi inversat dacă asupra soluţiei concentrate se va

exercita o presiune mai mare decât presiunea osmotică (fig. 8.14 c). În acest caz, se va produce, datorită presiunii exterioare mari, o circulaţie a apei în sens invers. Astfel, dintr-o apă bogată în săruri se va obţine în compartimentul 1 o apă curată. Acest proces este utilizat pentru obţinerea apei dulci din apa de mare.

Primul material folosit la confecţionarea membranelor semipermeabile a fost acetatul de celuloză, obţinut în condiţii speciale (celofan cu calităţi speciale) (fig. 8.28). Ulterior s-au obţinut şi membrane semipermeabile din materiale polimerizate stabile (poliamide, esteri micşti de acetat - butirat de celuloză, amestecuri de acetat şi nitrat de celuloză, etc.). În prezent se obţin membrane ce permit o eliminare a substanţelor dizolvate, mai ales a speciilor ionice, în proporţie de 95-99%. Membranele folosite în separarea prin osmoză sunt foarte subţiri (0,2 µm) şi au o fragilitate ridicată. Membranele utilizate în osmoza inversă sunt supuse la diferenţe mari de presiune de 20 – 100 bar, ceea ce determină dificultăţi deosebite la realizarea instalaţiilor practice care trebuie să aibă o bună etanşeitate, o structură compactă, durabilitate mare şi să evite colmatarea şi polarizarea de concentraţie.

Fig. 8.28. Structura straturilor de material.

36 Cheremisinoff Nicholas P. – Handbook of water and wastewater treatment technologies, Butterwoth Heinemann, S.U.A, 2002;

Page 207: Gestionarea Deseurilor Industriale

201

Aplicaţiile osmozei inverse pentru tratarea apelor uzate sunt satisfăcătoare în următoarele condiţii:

– reducerea cantităţilor de ape uzate prin obţinerea unor soluţii concentrate cu volum mai mic decât al celor de ape uzate;

– dacă există posibilitatea recuperării de materiale utile; – dacă se impune recuperarea apei în zonele sărace în apă; – dacă se poate realiza concentrarea poluanţilor în volume mici de apă,

reducându-se cheltuielile de evacuare a poluanţilor.

Ultrafiltrarea este procesul de separare prin membrane sub influenţa unei diferenţe de presiune. Membranele utilizate sunt caracterizate printr-o permeabilitate selectivă pentru anumiţi componenţi ai unei soluţii lichide. Se aplică mai ales pentru a separa substanţele dizolvate cu greutate moleculară peste 500,care la concentraţii mici au presiuni osmotice mici şi nu pot fi separate prin osmoză.

Prin ultrafiltrare pot fi îndepărtate din apă bacterii, viruşi, amidon, proteine, pigmenţi din vopsele. Limita superioară a greutăţii moleculare a substanţelor care pot fi reţinute prin ultrafiltrare este de circa 500000, peste această limită separarea având loc prin filtrare obişnuită.

În cazul ultrafiltrării prin membrane, mecanismul principal este sitarea selectivă, în funcţie de diametrul particulelor de substanţe poluante şi diametrul porilor. Capacitatea de reţinere a unei membrane pentru o substanţă dată depinde de dimensiunea, forma şi flexibilitatea moleculelor constituente ale membranei, precum şi de condiţiile de exploatare. Pentru scopuri practice, se cere ca membranele de ultrafiltrare să manifeste reţinere selectivă pe un domeniu relativ îngust de greutăţi moleculare şi un flux mare de solvent la diferenţă mică de presiune. Pentru epurarea apelor uzate separarea selectivă nu prezintă importanţă decât în cazul în care concentratele separate pot fi valorificate. In acest caz, ultrafiltrarea are un efect echivalent cu cel realizat prin coagulare, floculare, decantare şi îngroşare. Prin acest proces pot fi îndepărtate materii organice inerte şi microorganisme.

Electrodializa constituie un proces de separare prin membrane cu permeabilitate selectivă la anioni, respectiv la cationi, deplasarea acestora realizându-se sub acţiunea unui câmp electric ca în procesul de electroliză. Utilizarea unei instalaţii de electrodializă cu o singură celulă este ne-economică, din cauza consumurilor mari de energie în compartimentele electrozilor (pentru deshidratarea ionilor).

Dacă numărul de compartimente dintre electrozi este mărit (figura 8.29.), proporţia de energie consumată pentru transportul ionilor creşte în raport cu aceea pentru deshidratarea acelor ioni care ajung în compartimentele electrozilor. În practică se folosesc baterii de electrodializă cu 40-500 compartimente. Modul de funcţionare al unei instalaţii de epurare prin electrodializă reiese din figura menţionată.

În practică, prin electrodializă se obţine o apă demineralizată numai parţial. Dacă demineralizarea este împinsă peste anumite limite, consumurile de energie pe unitatea de apă produsă cresc foarte mult, iar produsul devine asemănător cu electroliza.

Electroliza poate fi utilizată pentru îndepărtarea sărurilor din apele uzate (de exemplu a nitraţilor din apele evacuate de pe terenurile agricole), cu condiţia ca substanţele organice, eventual prezente în acestea, să fi fost îndepărtate în prealabil.

Page 208: Gestionarea Deseurilor Industriale

202

Fig. 8.29. Schema unei instalaţii de electrodializă:

A - Membrane permeabile de anioni C - Membrane permeabile de cationi

Membranele pentru electroliză se realizează prin turnare de plăci dintr-un amestec de

răşini schimbătoare de ioni, sub formă de granule, lianţi inerţi şi solvenţi. Ele pot fi obţinute din filme de polimeri poroase, în care se introduc prin reacţie chimică, grupe funcţionale schimbătoare de ioni.

Prin electroliză se pot recupera din apele uzate o varietate de substanţe utile: acizi carboxilici (acetic, citric, lactic), lignite, cromaţi, etc. 8.4.3. Procese unitare care utilizează transferul între faze

În timp ce în cazul proceselor fizice descrise mai înainte, după izolarea din apă, impurităţile rămân tot în faza apoasă sub forma unor concentrate, există alte procese în care epurarea are la bază transferul poluanţilor din apă într-o altă fază nemiscibilă cu apa lichidă, solidă sau gazoasă. Între aceste procese se încadrează extracţia lichid-lichid, antrenarea poluanţilor volatili cu abur sau cu gaz (stripare), distilarea, spumarea şi adsorbţia.

Extracţia lichid-lichid - Extracţia este o operaţie de separare bazată pe diferenţa de solubilitate a componenţilor din apă în unul sau mai mulţi solvenţi nemiscibili cu apa (fig. 8.30).

Page 209: Gestionarea Deseurilor Industriale

203

Fig. 8.30. Echipamente de laborator utilizate pentru extracţia lichid-lichid:

a) extractor Soxhlet; b) extractor lichid-lichid pentru extracţia solvenţilor cu densitate mai mare decât a lichidului model; c) extractor lichid-lichid pentru extracţia solvenţilor cu

densitate mai mică decât a lichidului model37.

Notând apa cu A, poluantul cu P şi solventul cu S, iar cantităţile mici ale acestora în diferite faze cu a, p, şi respectiv s, principiul extracţiei este redat prin schema:

(A+P) + S = (A - a) + a + p + s + (P - p) + (S - s) (8.1) apa de epurat solventul apa extrasă extrasul

Apa de epurat este pusă în contact cu solventul S în care poluantul P este mult mai solubil decât apa. După agitare ( pentru realizarea unei suprafeţe cât mai mari de contact între cele două lichide) şi după sedimentare se formează conform schemei de mai sus două straturi: apa extrasă şi extractul. După separarea acestora urmează recuperarea solventului (de obicei prin distilare), ceea ce în cazul ideal al recuperării totale a solventului duce la rezultatul final exprimat prin schema:

(A+P) = (A-a) + p + a + (P-p) (8.2) apă uzată apă epurată concentratul de poluant

O extracţie înaintată a poluantului din apă se realizează prin repetarea operaţiei de extracţie cu porţiuni noi de solvent proaspăt. Cea mai raţională variantă a procesului este extracţia în contracurent. În figura 8. este ilustrată schematic extracţia cu contact multiplu în contracurent. Eficienţa este şi mai mare în cazul extracţiei diferenţiale în contracurent, unde nu există unităţi distincte de amestecare şi de decantare. În acest caz, apa şi solventul circulă în contracurent într-o coloană cu şicane sau cu umplutură, pe baza diferenţei de densitate. Într-o astfel de coloană se menţin pe tot parcursul, diferenţe de concentraţie diferite de cele de echilibru, fapt care promovează difuzia poluantului din apă în solvent.

37 Wilson Ian D. şi alţii – Enciclopedia of separation science, Academic Press, Edimburg, 2000

Page 210: Gestionarea Deseurilor Industriale

204

Fig. 8.31. Schema extracţiei cu contact multiplu în contracurent.

Un bun solvent pentru extracţia poluanţilor din ape uzate trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:

– să posede faţă de impurităţi o afinitate cât mai ridicată în comparaţie cu a apei, să aibă o solubilitate cât mai scăzută în apă şi să dizolve cât mai puţină apă pe un domeniu larg de temperatură;

– să nu formeze emulsii cu apa; – să aibă o densitate cât mai diferită de a apei; – să nu sufere transformări chimice în timpul utilizării; – să aibă punct de fierbere cât mai îndepărtat de al apei; – să fie ieftin.

Pentru epurarea apelor uzate se folosesc, în special, hidrocarburi alifatice, dintre care

hexanul este utilizat cel mai frecvent. O variantă de aplicare a extracţiei în purificarea apei este aceea în care substanţa

extrasă din amestec este însăşi apa, nu substanţe dizolvate în aceasta. În acest scop s-au dovedit eficienţi ca solvenţi aminele alifatice cu 5 şi 6 atomi de carbon (de exemplu dizopropilamina),care extrag în mod selectiv apa şi în care impurităţile (mai ales cele minerale) au o solubilitate scăzută. Solubilitatea apei în dizolvanţii de acest fel variază puternic cu temperatura, astfel că prin încălzirea extractului are loc separarea apei şi a dizolvantului, acesta din urmă fiind refolosit în proces.

Extracţia se foloseşte la scară industrială pentru separarea şi recuperarea fenolului din apele condensate de la prelucrarea termică a cărbunilor şi pentru extracţia din apele uzate a unor metale ce sunt transformate în prealabil în complecşi organici, solubili în solvenţi nemiscibili cu apa.

Transferul lichid-gaz - Substanţele volatile prezente în apă pot fi îndepărtate (stripate) prin antrenare cu gaze sau vapori (aer, gaze de ardere, vapori de apă). Procesul este analog cu acela de extracţie descris mai sus, rolul solventului fiind preluat de faza gazoasă sau de vapori. Desfăşurarea procesului este favorizată de crearea unor condiţii care duc la micşorarea

Page 211: Gestionarea Deseurilor Industriale

205

solubilităţii în apă a substanţei poluante, aceasta putându-se obţine, de obicei, prin modificarea pH-ului şi prin ridicarea temperaturii, pH-ul acţionând favorabil prin transformarea unor poluanţi în forma lor neionizată, moleculară, mai greu solubilă. Astfel, la valori mici ale pH-ului, devine posibilă îndepărtarea hidrogenului sulfurat,

S2- + 2 H+ → H2 S (8.3) sulfură solubilă hidrogen sulfurat molecular

în apă greu solubil în apă a mercaptanilor şi a bioxidului de carbon şi, în general, a acizilor slabi volatili, iar la valori ridicate ale pH-ului a amoniacului, aminelor alifatice inferioare şi în general a bazelor slabe volatile,

NH4+ + OH- → NH3 + H2O (8.4)

ioni de amoniu amoniac molecular solubili în apă greu solubil în apă caldă

Striparea componenţilor volatili din apele uzate se face prin realizarea unei suprafeţe

mari de contact între apă şi faza gazoasă sau de vapori, fiind avantajoasă circulaţia în contracurent a celor două faze. Contactul lor se poate asigura prin barbotarea gazului în apă în bazine deschise sau coloane cu talere, ori prin prelingerea apei peste o umplutură prin care circulă în contracurent faza gazoasă, în acest din urmă caz putându-se folosi instalaţii asemănătoare cu turnurile de răcire. Un contact bun poate fi obţinut şi prin pulverizarea apei în faza gazoasă (de obicei în aer).

Striparea cu gaze şi vapori dă rezultate pozitive şi în cazul poluanţilor organici volatili nepolari, care în mod natural au o solubilitate scăzută în apă, în deosebi la temperaturi mai ridicate. Metoda este convenabilă mai ales în cazul apelor uzate care rezultă din procesul de producţie şi deci, nu mai necesită consum de energie pentru încălzire.

Striparea poluanţilor în atmosferă conduce la impurificarea acesteia şi, de aceea, se recomandă descărcarea gazelor de stripare prin coşuri înalte. O soluţie mai raţională este captarea şi valorificarea poluanţilor. Astfel, substanţele volatile cu caracter bazic pot fi absorbite în soluţii ale unor acizi tari cu obţinerea de săruri, de exemplu în cazul amoniacului care absorbit în acid sulfuric formează sulfat de amoniu, folosit ca îngrăşământ agricol, iar substanţele acide în soliţii ale unor baze tari, de exemplu, prin absorbţia hidrogenului sulfurat în hidroxid de sodiu se obţine sulfura de sodiu utilizabilă în industria celulozei.

Din date experimentale a reieşit că pentru a îndepărta 1 kg de hidrogen sulfurat sunt necesari 100-200 m3 aer/m3 apă uzată. În cazul stripării amoniacului, literatura menţionează (în cazul folosirii instalaţiilor de tipul turnurilor de răcire cu funcţionare la temperatură ambiantă) consumuri de aer foarte ridicate de 2000 - 3500 m3 aer/1m3 apă uzată.

În epurarea apelor uzate, pentru unele scopuri, prezintă importanţă practică şi procesul invers, de transfer în apă a unor componenţi din faza gazoasă. Cel mai important caz este acela de introducerii de oxigen în apă. Aceasta se realizează cu ajutorul oxigenului gazos, dar, mai eficient, cu ajutorul aerului (aerare). Pentru aerare sunt folosite numeroase tipuri de dispozitive, clasificate, de obicei, în mecanice şi pneumatice, acestea asigurând dispersia apei în aer sau /şi a aerului în apă pentru crearea unei arii cât mai mari a suprafeţei de separare apă-aer pe care are loc transferul. Distilarea - este procesul de epurare a apelor uzate prin trecerea apei în fază de vapori prin

Page 212: Gestionarea Deseurilor Industriale

206

încălzire, urmată de condensarea vaporilor38 (fig. 8.32). Datorită volatilităţii reduse a majorităţii impurităţilor dizolvate, se obţine, de obicei, o apă cu calitate net îmbunătăţită. Prin distilare se îndepărtează şi materii în suspensie, iar microorganismele sunt distruse aproape în totalitate.

Fig. 8.32. Vizualizarea procesului de distilare39.

În comparaţie cu alte procese de epurare a apelor uzate, distilarea este în prezent

dezavantajoasă datorită consumului relativ ridicat de energie. Chiar în cazul utilizării unor sisteme raţionale de încălzire, cum ar fi evaporatoare cu efect multiplu, consumul de căldură este semnificativ, de cca. 45 kcal/1 kg apă. Totuşi, distilarea poate fi justificată când este folosită pentru concentrarea unor efluenţi cu toxicitate mare, care urmează a fi distruşi prin incinerare.

Îngheţarea - ca proces de epurare, constă în trecerea apei din fază lichidă în fază solidă sub formă de cristale de gheaţă constituite din apă aproape pură, care se separă de soluţia reziduală îmbogăţită în impurităţi. Prin topirea cristalelor de gheaţă (după prealabila lor spălare cu apă curată) se obţine o apă de puritate ridicată.

O variantă a procesului de îngheţare se bazează pe formarea, la temperaturi apropiate de 00C, între apă şi anumite substanţe, cum ar fi hidrocarburi alifatice cu greutate moleculară mică sau derivaţi halogenaţi ai acestora, a unor combinaţii solide care cuprind în reţeaua lor cristalină molecule de apă pură şi de hidrocarbură. După separarea din lichidul iniţial şi topirea cristalelor rezultă două faze nemiscibile, apa curată şi agentul de hidratare. Dacă acesta din urmă este, de exemplu, propanul, temperatura de topire a hidratului este de circa 5,70C.

Spumarea - este procesul de separare din apă a unor impurităţi organice dizolvate ca urmare a tendinţei de acumulare a lor pe interfaţa apă - aer, respectiv datorită respingerii lor din masa de apă. Cantitatea de poluant separată este proporţională cu aria interfeţei aer - apă, şi în acest caz este avantajoasă existenţa unei arii cât mai mari, care poate fi obţinută prin spumare. Formarea spumei este condiţionată de prezenţa în apă a substanţelor superficial-active, care au capacitatea de a micşora tensiunea superficială a apei. Astfel de substanţe, de exemplu detergenţii, proteinele şi hidrolizate de proteine, săruri ale unor acizi organici sulfonici şi carboxilici, saponine etc., pot fi prezente ca poluanţi în apele uzate. Există şi situaţii în care, pentru formarea spumei sau pentru a îmbunătăţi separarea unor impurităţi se adaugă agenţi de spumare, cum ar fi detergenţii cationici în doză minimă de circa 0,5 mg/l.

Formarea spumei este indusă prin barbotarea în apă a aerului, de preferinţă difuzat sub formă de bule fine. Consumurile de aer sunt de ordinul a 4 - 8 m3/m3 apă uzată, iar timpii de retenţie hidraulică în bazinul de spumare de 5 - 10 min.

Spuma acumulată la suprafaţa apei în bazinul de spumare se îndepărtează continuu prin raclare, în asemenea cantitate şi de la o astfel de diferenţă de la suprafaţa masei de lichid, încât conţinutul în apă al spumei să fie cât mai scăzut. Este de dorit ca volumul de concentrat 38 Armlarego Wilfred L.F. şi Chai Christina Li Lin – Purification of laboratory chemicals, Elsevier Science U.S.A., 2003; 39 Wilson Ian D. şi alţii – Enciclopedia of separation science, Academic Press, Edimburg, 2000

Page 213: Gestionarea Deseurilor Industriale

207

lichid, rezultat după spargerea spumei, să nu depăşească 1% din volumul apei epurate. Separarea prin spumare a fost aplicată la îndepărtarea detergenţilor din ape şi la

epurarea apelor uzate din industria celulozei şi a hârtiei.

Adsorbţia – (ca proces de epurare), are la bază fenomenul de reţinere pe suprafaţa unui corp a moleculelor unei substanţe dizolvate în apă. Materialul solid sau lichid pe care are loc reţinerea se numeşte adsorbant iar substanţa care este reţinută adsorbat. Substanţele reţinute pot fi îndepărtate prin încălzire sau extracţie, astfel încât adsorbantul îşi recapătă aproape în întregime proprietăţile iniţiale. Adsorbţia permite reţinerea unor poluanţi chiar când aceştia sunt prezenţi în concentraţii mici şi prezintă selectivitate pentru anumite substanţe.

Procesul de adsorbţie este caracterizat prin echilibrul de adsorbţie, care exprimă repartiţia cantitativă, la echilibru, a substanţei adsorbite între faza de adsorbant şi faza apoasă supusă epurării şi prin cinetica de adsorbţie, care urmăreşte mecanismul procesului şi viteza cu care se desfăşoară acesta.

Raportul de distribuţie al adsorbantului între adsorbant şi apă la o temperatură dată, după un timp de contact suficient pentru stabilirea echilibrului, se exprimă prin izoterma de adsorbţie (fig. 8.37).

Pe baza unor teorii cu privire la mecanismul adsorbţiei sau pe baza rezultatelor experimentale au fost propuse ecuaţii care reuşesc să descrie izotermele de adsorbţie (pe porţiuni limitate).

0

20

40

60

80

100

120

0 1 2 3 4 5 6

Concentratia , mg/l

Can

titat

ea a

dsor

bita

, mg/

g

Fig. 8.33. Izoterma de adsorbţie a fenolului pe cărbune activ, la temperatura camerei

O ecuaţie frecvent utilizată, dezvoltată pe baze empirice, a fost propusă de Freundlich

a = K x Cn , (8.5)

unde:

a - cantitatea adsorbită pe un gram de adsorbant, în mg/g; K şi n – constante; C - concentraţia adsorbatului în faza lichidă, în mg/l.

Ca adsorbanţi se utilizează materiale solide caracterizate printr-o suprafaţă specifică foarte mare. La cărbunele activ, adsorbantul cel mai folosit în epurarea apelor, suprafaţa specifică ajunge la valori în jurul a 1000 m2/g. Cărbunele activ se utilizează sub formă de

Valoarea de saturaţie 103 mg/l

Page 214: Gestionarea Deseurilor Industriale

208

granule (diametre de 1 - 6 mm) sau de pulberi (0,1 - 0,5 mm). În afara cărbunelui activ au fost folosiţi ca adsorbanţi pentru epurare şi cocsul, cenuşile fine de la arderea combustibililor, cenuşile de la arderea nămolurilor etc.

Cercetările privind adsorbţia pe cărbune activ a impurităţilor dizolvate în apă au condus la următoarele concluzii:

- capacitatea de adsorbţie este puternic influenţată de greutatea moleculară a adsorbatului, crescând o dată cu aceasta;

- creşterea temperaturii micşorează capacitatea de adsorbţie, dar măreşte viteza de adsorbţie;

- scăderea pH-ului influenţează de obicei favorabil capacitatea de adsorbţie; - capacitatea de adsorbţie şi viteza de adsorbţie cresc la micşorarea

dimensiunilor particulelor de adsorbant; - capacitatea de adsorbţie depinde de timpul de contact, fiind maximă la

atingerea echilibrului.

Adsorbţia se aplică, de regulă, pentru îndepărtarea din apă a unor impurităţi în concentraţie scăzută, rămase după aplicarea altor procese de epurare şi atunci când se impune un grad de epurare foarte ridicat. Sunt rare cazurile în care substanţele adsorbite din apă sunt separate din adsorbant prin desorbţie în vederea valorificării; adsorbanţii epuizaţi sunt fie aruncaţi, în cazul adsorbanţilor ieftini, fie regeneraţi pentru refolosire.

După modul în care se realizează contactul între apa de epurat şi adsorbant se disting adsorbţia statică şi dinamică. În primul caz adsorbantul fin divizat este agitat cu apa şi după un timp anumit este separat prin decantare sau filtrare, în timp ce în cazul adsorbţiei dinamice, apa uzată străbate în flux continuu un strat fix, mobil sau fluidizat de adsorbant.

Cele mai multe instalaţii de epurare prin adsorbţie sunt de tipul dinamic şi utilizează paturi fixe de cărbune activ cu granulaţia de 0,5-2,0 mm, mai ales în filtre închise, înălţimea stratului de cărbune în aceste filtre fiind de 1 - 3 m. În unele cazuri, au fost folosite şi filtre deschise, cu viteze mai mici şi cu înălţimi ale stratului de 0,5 - 1,0 m. Creşterea timpului de contact între apă şi cărbune influenţează semnificativ eficienţa epurării, în timp ce, o viteză mărită de circulaţie a apei favorizează adsorbţia. La filtrele cu cărbune activ se adoptă viteze de filtrare de 5 - 30 m/h.

Pentru a evita colmatarea filtrelor este importantă îndepărtarea prealabilă a poluanţilor în suspensie.

Din experienţă rezultă că un cărbune activ de bună calitate poate adsorbi o masă de substanţe organice reprezentând cca. 5% din masa sa, după care este necesară regenerarea. Aceasta se face mai ales pe cale termică; la cca. 9000C în atmosferă cu compoziţie controlată de aer şi vapori de apă.

Pentru alegerea adsorbantului şi pentru stabilirea condiţiilor de exploatare optime se recomandă efectuarea prealabilă de teste de laborator. 8.5. PROCESE CHIMICE

Procesele chimice de epurare sunt acelea în care poluanţii sunt transformaţi în alte substanţe mai uşor de separat, cum ar fi precipitate insolubile sau gaze care pot fi stripate, cu nocivitate mai scăzută sau mai susceptibile de a fi îndepărtate prin alte procese de epurare, de exemplu prin procese biologice. 8.5.1. Neutralizarea

Page 215: Gestionarea Deseurilor Industriale

209

Neutralizarea este procesul prin care pH-ul unei ape uzate, având valori în afara intervalului favorabil dezvoltării florei şi faunei acvatice (pH = 6,5 - 8,5), este reglat prin adaus de acizi sau baze după caz. Neutralizarea apei are ca efect şi micşorarea însuşirilor corozive ale apei care pot determina degradarea materialelor cu care vine în contact, cum ar fi conducte , construcţii şi instalaţii de transport sau de epurare. Neutralizarea apelor acide

Industriile care evacuează acizi sunt foarte variate: fabrici de acizi şi de explozivi, industria metalurgică, decapări şi acoperiri metalice, rafinării de petrol, fabrici de îngrăşăminte, instalaţii de obţinere a derivaţilor organici halogenaţi, etc. Înainte de a stabili măsurile de neutralizare este necesar, în primul rând, să se epuizeze toate posibilităţile de a micşora cantitatea de acizi evacuată; prin aceasta, în afară de economia de acizi se obţine şi micşorarea cheltuielilor pentru neutralizare. În al doilea rând, trebuie examinată posibilitatea de neutralizare reciprocă, totală sau parţială, a apelor uzate acide şi alcaline, rezultate din aceeaşi întreprinderea sau din întreprinderi învecinate. În astfel de cazuri, se prevăd bazine de egalizare separate pentru ape acide şi cele alcaline, bazine din care se poate realiza apoi o dozare proporţională cu debitele medii ale celor două categorii. Pentru neutralizarea apelor acide se poate folosi o gamă largă de substanţe cu caracter bazic (oxizi, hidroxizi, carbonaţi). Alegerea neutralizantului se face în funcţie de natura acidului care trebuie neutralizat, de costul neutralizantului, de volumul şi caracteristicile sedimentelor formate după neutralizare.

Neutralizanţii care pot fi luaţi în consideraţie în practică sunt: piatra de var CaCO3 şi dolomita CaMg(CO3)2; varul CaO sub formă de hidroxid de calciu (lapte de var sau var stins praf); NaOH şi Na2CO3. Pentru neutralizare se pot folosi şi unele deşeuri industriale cum sunt nămolurile de la fabricile de sodă, unele sterile de la preparaţiile miniere, nămolurile de la obţinerea acetilenei din carbid, etc.

Piatra de var (CaCO3) este unul dintre primii neutralizanţi folosiţi pentru neutralizarea apelor acide. După provenienţa ei, piatra de var prezintă reactivitate variabilă faţă de acizii minerali. Aceasta depinde de compoziţia chimică şi mai ales de structura cristalină a materialului. Reactivitatea diferitelor feluri de carbonaţi de calciu naturali scade în ordinea: dolomită, cretă, ardezie, marmură, calcar de scoici. Filtrarea printr-un strat de calcar granular are efect de neutralizare numai în cazul apelor cu conţinut mic de acizi până la 0,3-0,5 % ;dacă concentraţia este mai mare, în afară de scăderea reactivităţii , se produce o cimentare a granulelor din patul filtrant. Având în vedere că prin reacţia calcarului cu acidul sulfuric rezultă sulfat de calciu greu solubil, calcarul nu este indicat pentru ape uzate care conţin acest acid, întrucât sulfatul de calciu format pe suprafaţa granulelor împiedică contactul ulterior al acidului cu carbonatul de calciu. Reactivitatea pietrei de var este micşorată chiar şi în cazul acizilor clorhidric şi azotic, dacă aceştia sunt prezenţi în concentraţii mai mari (peste 1,2 %), deşi dau compuşi de reacţie solubili. Explicaţia pare a fi aceea că la concentraţii mari de acizi rezultă o cantitate sporită de bioxid de carbon care, acoperind o mare parte din granulele de calcar, le micşorează suprafaţa de contact. Neutralizarea prin filtrare peste piatră de var nu este posibilă când în apă sunt prezenţi ioni ai metalelor grele care formează pelicule de hidroxizi pe suprafaţa granulelor. Piatra de var se poate folosi la neutralizare şi sub formă de pulbere care se adaugă ca atare, în stare uscată, sau sub formă de suspensie apoasă. Şi în acest caz apar limitele menţionate, legate de natura şi concentraţia acizilor.

Varul stins sub formă de praf (var hidratat) prezintă avantajul că poate fi manipulat, transportat şi dozat în această stare cu multă uşurinţă. Dozarea varului sub formă de praf are în plus avantajul că reduce timpul de decantare şi volumul sedimentelor.

Laptele de var (suspensie de hidroxid de calciu în apă) se foloseşte la neutralizare în

Page 216: Gestionarea Deseurilor Industriale

210

concentraţie de 5-10 % CaO. Doza de var se calculează astfel încât să reprezinte circa 105 % din valoarea calculată stoichiometric. În cazul neutralizării acidului sulfuric, se recomandă ca reglarea adausului să fie făcută astfel încât pH-ul amestecului să fie cât mai aproape de valoarea pH = 7, când rezultă un precipitat cu granule mai mari care sedimentează mai repede.

Hidroxidul şi carbonatul de sodiu sunt neutralizanţi foarte eficienţi, uşor de transportat, depozitat şi dozat, care duc la formarea unor sedimente mai puţin voluminoase decât calcarul şi varul. În schimb, costul lor este mai ridicat. Cele două substanţe pot fi achiziţionate ca produse solide, hidroxidul de sodiu putând fi achiziţionat şi sub formă de leşie concentrată. Neutralizarea apelor alcaline

Cantităţile de alcalii care se evacuează cu apele uzate industriale sunt în general mai mici decât cele de acizi.

Pentru neutralizarea apelor alcaline se pot folosi acizii reziduali rezultaţi din diferite procese industriale, cu condiţia ca aceştia să nu conţină în concentraţii supărătoare alte impurităţi.

Un neutralizant ieftin pentru apele uzate alcaline îl constituie gazele de ardere bogate în bioxid de carbon, circa 14 % vol., care rezultă de exemplu de la centralele termice. Se poate utiliza şi bioxidul de carbon îmbuteliat, în acest caz, instalaţia şi exploatarea ei sunt foarte simple, dar cheltuielile sunt ridicate. Bioxidul de carbon pentru neutralizare poate fi produs şi direct în apele uzate, prin combustie cu ajutorul unui arzător scufundat.

La instalaţiile de neutralizare cu funcţionare continuă se recomandă automatizarea dozării reactivilor în funcţie de pH-ul urmărit. Cum în practică aciditatea sau alcalinitatea apelor uzate brute este foarte variabilă, nu este posibilă reglarea manuală a dozei de reactivi de neutralizare. În cazul debitelor mici de ape uzate se pot adopta instalaţii de neutralizare cu funcţionare discontinuă, simple, uşor de exploatat şi sigure.

In fig. 8.38 este prezentată schema unei instalaţii de neutralizare în regim continuu.

Fig. 8.34. Instalaţie de neutralizare

8.5.2. Oxidarea şi reducerea Oxidarea şi reducerea sunt procese în care substanţele se transformă în altele ca urmare a schimbului de electroni. Despre materialele care se transformă cedând electroni se spune că se oxidează, iar despre cele care acceptă electroni, că se reduc, cele din prima categorie fiind materiale reducătoare, iar cele din a doua, materiale oxidante. Întrucât nu poate exista o reacţie de oxidare fără o reacţie cuplată de reducere, procesul în ansamblul său este numit o reacţie de oxido-reducere. Această interpretare a reacţiilor de oxido-reducere este aplicabilă compuşilor anorganici. În cazul celor organici, oxidarea se poate defini ca având loc atunci când are loc un transfer de specii diferite de cele ionice normale, şi anume:

Page 217: Gestionarea Deseurilor Industriale

211

electronul e-, atomul liber de hidrogen Hx, atomul liber de oxigen Ox, radicalul hidroxil OHx, atomul liber de clor Clx, ionul de clor Cl+ sau alte specii asemănătoare. Pentru scopuri practice, în domeniul epurării apelor se poate accepta interpretarea reacţiei de oxidare ca aceea în care are loc adiţie de oxigen sau îndepărtare de hidrogen.

Oxidarea - Scopul oxidării în epurarea apelor uzate este de a converti compuşii chimici nedoriţi în alţii care nu sunt, sau sunt mai puţin supărători. În acest scop, nu este necesară oxidarea completă, de exemplu, în cazul substanţelor organice, nu este necesară transformarea lor până la bioxid de carbon, apă şi alţi oxizi. Oxidarea se aplică atât substanţelor anorganice (de exemplu Mn2+, S2-, CN-, SO3

2- etc.) cât şi celor organice (de exemplu fenoli, amine, acizi humici, diverse combinaţii cu însuşiri toxice, bacterii etc.).

Oxidarea chimică cu oxigen din aer decurge cu viteze satisfăcătoare numai la temperaturi şi presiuni peste cele ordinare şi, eventual, în prezenţă de catalizatori. În practică se recurge la agenţi oxidanţi mai energici: ozonul, permanganaţii, feraţii, apa oxigenată, clorul şi bioxidul de clor. Costul ridicat al unora dintre aceştia, cum sunt feriţii şi apa oxigenată, a limitat mult aplicarea lor în practică. Există şi alte metode de oxidare, indirecte, dintre care cea mai importantă este oxidarea anodică directă prin intermediul unor produşi de electroliză, de exemplu cu clor activ. Activitatea agenţilor chimici oxidanţi poate fi intensificată prin asociere cu introducerea în sistem de energie sub diferite forme pentru a favoriza apariţia speciilor de oxigen cu mare potenţial oxidant (radicali liber OHx, oxigen atomic, ozon, peroxizi etc.). În acest sens, se aplică iradiere cu raze gama, raze ultraviolete, ultrasunete, producerea fenomenului de cavitaţie etc., sau prin folosirea unor catalizatori (oxizi de cupru, nichel, cobalt, zinc, crom, fier, magneziu, platină poroasă, chinone, etc.).

Oxigenul, care are o mare importanţă în epurarea biologică aerobă, este introdus în apa uzată de epurat, de obicei, prin aerare. Oxigenul molecular este folosit, de exemplu, pentru oxidarea ionilor bivalenţi de fier şi mangan şi a sulfurilor, în prezenţă de catalizatori). Ozonul este oxidant mult mai energic, capabil să reacţioneze rapid cu o gamă largă de poluanţi şi cu microorganismele din apă. El este generat prin descărcări electrice la tensiuni înalte (5000-30000 V) în aer sau în oxigen uscat, aplicând concomitent răcirea pentru a evita descompunerea. În practică, pentru a produce 1 kg. ozon se consumă o cantitate de energie de cca. 7 kWh. Aerul şi oxigenul ozonizat sunt introduse în apă prin difuzorii poroşi sau prin sisteme mecanice de dispersie. În epurarea apelor uzate, ozonul este folosit pentru decolorare, dezinfecţie, oxidarea parţială a unor substanţe nocive (fenoli, detergenţi, cianuri etc.). Este de subliniat că ozonul are o toxicitate ridicată, pentru expunere continuă concentraţia în aer fiind limitată 1a circa 0,1 mg/m3).

Permanganaţii sunt oxidanţi puternici folosiţi mai ales pentru finisarea efluenţilor care au fost supuşi anterior altor procese de epurare, pentru eliminarea culorii şi a mirosului, oxidarea fierului, sulfurilor şi cianurilor. La tratarea cu permanganaţi rezultă bioxid de mangan hidratat, care, pe de o parte funcţionează ca absorbant şi coagulant, dar pe de altă parte necesită a fi îndepărtat din apă.

Clorul poate oxida eficient hidrogenul sulfurat, mercaptanii, nitriţii, amoniacul, fierul şi manganul, cianurile şi unele substanţe organice. Deosebit de răspândită este distrugerea cianurilor cu clor până la formare de cianaţi sau chiar de azot molecular, conform reacţiilor:

CN- + OCI- → CNO- + Cl- (8.6)

2 CNO- + 3 OCl- → N2 + 2 HCO3- + 3 Cl- (8.7)

Un dezavantaj al folosirii clorului la tratarea apelor care conţin substanţe organice este formarea compuşilor organici halogenaţi cu nocivitate ridicată. Acest efect este eliminat în

Page 218: Gestionarea Deseurilor Industriale

212

cazul folosirii bioxidului de clor, care, datorită stabilităţii sale scăzute, se prepară în situ. În afara clorului molecular, pentru epurarea se utilizează şi alte produse cu conţinut de

clor activ, cum ar fi hipocloriţii de sodiu şi de calciu, clorura de var, cloraminele.

Reducerea - Ca şi oxidarea poluanţilor, reducerea este folosită pentru transformarea unor poluanţi cu caracter oxidant, nociv, în substanţe inofensive sau care pot fi îndepărtate din apă prin aplicarea altor procese de epurare. Un caz tipic este reducerea cromului hexavalent la crom trivalent în vederea precipitării acestuia ca hidroxid, conform reacţiei:

Cr2O72- + 6FeSO4 + 7H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + 7H2O + SO4

2- (8.8) Reducerea se poate face cu fier bivalent sau cu acid sulfuros în mediu acid.

Agenţii reducători folosiţi curent în practică sunt sărurile fierului bivalent, sulfiţii, acidul sulfuros şi alte combinaţii cu sulf la valenţe mai mici decât 6, fierul metalic în mediu acid.

În afară de tratarea apelor cu conţinut de cromaţi şi bicromaţi, reducerea este aplicată pentru eliminarea clorului activ în exces cu sulfiţi sau cu bioxid de sulf, insolubilizarea unor ioni metalici, Cu, Ag, prin reducere cu metale ordinare (de exemplu cu fier), transformarea nitroderivaţilor aromatici în amine, prin reducere cu hidrogen născând, transformarea compuşilor organici halogenaţi prin înlocuirea halogenului cu hidrogen etc. 8.5.3. Precipitarea

Precipitarea este procesul de epurare bazat pe transformarea poluanţilor din apele uzate în produşi greu solubili. Precipitarea este, de regulă, rezultatul unor reacţii chimice din care rezultă substanţe mai greu solubile, dar ea poate avea loc şi în urma schimbării unor condiţii fizice, cum ar fi suprasaturarea unei ape prin concentrare, micşorarea solubilităţii unor substanţe organice prin sporirea concentraţiei de electroliţi, micşorarea solubilităţii unei sări prin mărirea concentraţiei unuia dintre ionii care o compun respectiv a ionului cu nocivitate scăzută. În legătură cu acest ultim exemplu, este ilustrativă mărirea eficienţei de îndepărtare a fluorurilor din apă, la precipitarea lor ca fluorură de calciu, prin introducerea de ioni de calciu, eventual prin adaus de CaCl2. Acest adaus deplasează echilibrul în favoarea transformării unei cantităţi mai mari de ion F- în fluorură de calciu greu solubilă, conform reacţiei:

2 F- + Ca2+ → CaF2 (8.9)

precipitat Precipitarea chimică se aplică frecvent la îndepărtarea din apă a ionilor metalelor grele, având în vedere că aceştia formează hidroxizi cu solubilitate scăzută la anumite valori ale pH-ului, în tabelul 8.1 fiind prezentate valori ale pH-ului la care solubilitatea hidroxizilor unor metale scade sub anumite limite.

Tabelul 8.1 Valorile pH la care solubilitatea hidroxizilor unor metale se situează sub 10mg/l

respectiv sub 1 mg/l. Valoarile pH-ului pentru Ionul metalic

S < 10 mg/l S < 1 mg/l Mg2+ 11,5 12,0 Mn2+ 10,1 10,6

Page 219: Gestionarea Deseurilor Industriale

213

Fe2+ 8,9 9,4 Ni2+ 7,8 8,3 Co2+ 7,8 8,3 Zn2+ 7,2 7,7 Cr3+ 5,1 5,4 Al3+ 5,0 5,3 Fe3+ 3,2 3,5

În tabelul 8.2 sunt prezentaţi diverşi poluanţi şi reactivii care pot fi utilizaţi pentru

precipitarea lor.

Tabelul 8.2 Poluanţi care pot fi îndepărtaţi prin precipitare.

Poluantul Agentul de precipitare Produşii obţinuţi Cianuri Săriri de fier bivalente Ferocianuri greu solubile, slab

disociate, cu nocivitate scăzută Săruri ale metalelor alcalini

Var, hidroxizi alcalini Sulfaţi

Carbonat de calciu şi hidroxid de magneziu greu solubili Formarea de sulfaţi greu solubili (ex. BaSO4)

Săruri ale unor metale grele

Xantaţi Sulfuri solubile Proteine (deşeuri de păr, coarne, copite, sânge)

Xantaţi metalici (ex. Cd) Sulfuri insolubile (de Hg, Cd, etc.) Combinaţii greu solubile (ex. Pentru îndepărtarea Hg)

Sulfuri Săruri sau hidroxizi de fier Sulfură de fier solubilă

8.5.4 Coagularea şi flocularea

Aşa cum s-a menţionat la începutul capitolului, dimensiunea particulelor de impurităţi care pot fi prezente în apele uzate variază de la 10 - 7 mm la circa 1 mm. O parte din acestea pot fi separate prin sedimentare. Întrucât însă o parte din impurităţi au dimensiuni şi deci viteze de sedimentare prea mici pentru a putea fi separate din apă pe această cale, se recurge la agregarea lor în particule mai mari, care pot fi îndepărtate prin coagulare şi sedimentare. Particulele foarte fine sunt înconjurate de învelişuri de ioni şi posedă deci o încărcare electrică care provoacă repulsia particulelor între ele, pentru agregarea particulelor fiind necesară învingerea sau anularea acestor forţe de repulsie.

Toţi solii liofobi (adică particulele între care nu există interacţiune) sunt alcătuiţi din două părţi:

- nucleul, partea interioară, neutră din punct de vedere electric, care constituie masa micelei;

- partea exterioară, ionogenă, formată din două straturi de ioni.

Conform concepţiei stratului dublu electric există un strat de adsorbţie, care aderă direct la nucleu şi este denumit strat fix sau Helmholtz şi un strat difuz, care este format din antiioni sau contraioni. Stratul fix este asemănător unui condensator şi este denumit strat dublu electric.

Schema unei particule coloidale este dată în figura 8.39.

Page 220: Gestionarea Deseurilor Industriale

214

Fig. 8.35. Modelul stratului dublu electric.

Particulele coloidale din apă, datorită încărcării superficiale cu sarcini electrice, apar

încărcate cu un potenţial negativ, numit potenţial zeta sau potenţial electrocinetic. Coloizii, prin structura lor, apar încărcaţi negativ, încărcare ce le conferă stabilitate

sau echilibru stabil, nu sedimentează şi se menţin în echilibru mult timp. Stricarea echilibrului coloidal se realizează prin neutralizarea sarcinilor electrice ce conduce la sedimentarea particulelor datorită formării unor particule mai mari, flocoane.

În literatura de specialitate, termenul de coagulare este folosit pentru a descrie procesul de destabilizare produs prin compresia celor două învelişuri electrice care înconjoară particulele coloide, ceea ce face posibilă agregarea lor, iar termenul de floculare se referă la destabilizarea prin adsorbţia unor molecule mari de polimeri care formează punţi de legătură între particule. Această semnificaţie a termenilor nu este unanim acceptată. Mulţi specialişti folosesc termenul de floculare pentru a descrie fenomenele de transport care concură la realizarea coagulării. Deci există numeroase teorii cu privire la stabilitatea coloizilor şi la mecanismele prin care se poate realiza destabilizarea, nici una dintre acestea nu permite prognoza comportării în detaliu a unui sistem coloid şi, de aceea, în practică această comportare este evidenţiată prin teste experimentale.

Procesul de coagulare se petrece în două faze: - faza pericinetică, la introducerea reactivului, într-un timp foarte scurt, când are

loc neutralizarea şi formarea de microflocoane neobservabile cu ochiul liber; - faza ortocinetică, în care are loc formarea de flocoane mari, vizibile cu ochiul

liber, chiar agregate, uşor sedimentabile.

Dacă la începutul procesului cantitatea de flocoane este de ordinul sutelor de mii/cm3 de apă, se ajunge ca la sfârşitul procesului să existe 5-10 flocoane/cm3 de apă.

Mecanismele coagulării-flocurării sunt mecanismele destabilizării coloizilor, care au fost stabilite în decursul timpului şi confirmate prin numeroase cercetări experimentale. Astăzi sunt considerate patru mecanisme şi anume:

- compresia stratului electric al coloizilor; - neutralizarea sarcinilor electrice ale coloizilor; - formarea precipitatelor; - adsorbţie şi legare între particulelor de precipitare prin punţi sau lanţuri în

punte, Me-OH-Me.

Page 221: Gestionarea Deseurilor Industriale

215

Factorii care contribuie la destabilizarea particulelor sunt:

- hidroliza ionilor polivalenţi şi formarea de specii monomerice şi polimerice de hidroliză

- adsorbţia speciilor de hidroliză la interfaţa particulelor coloidale; - prinderea particulelor destabilizate în agregate; - antrenarea particulelor destabilizate prin forţe Van der Waals; - schimbări în structura polimerilor de tip Me-OH-Me, cu contribuţie în

adsorbţia flocoanelor.

Influenţa unuia sau mai multor factori se manifestă în funcţie de compoziţia chimică şi biologică a mediului apos şi de natură fizico-chimică a particulei.

Procesul de coagulare-floculare depinde de chimismul apei, respectiv de pH, alcalinitatea (HCO3), valoarea indicatorilor Cl, SO4

2, de substanţe organice prezente în special acizi humici şi acizi fulvici.

De asemenea, procesul de coagulare este dependent în cazul apelor cu încărcare biologică de tipul algelor existente.

Destabilizarea coloizilor cu sarcină electrică negativă - întâlniţi mai frecvent în practică - se poate realiza prin tratarea cu ioni metalici pozitivi, eficienţa sporind cu valenţa ionilor. Astfel, pentru a obţine acelaşi efect de coagulare cu săruri de potasiu, calciu şi aluminiu este nevoie de o doză de săruri de circa 10 ori mai mare în cazul calciului şi de circa 500 de ori mai mare în cazul potasiului decât în cazul aluminiului.

În practică se folosesc, cu precădere, sărurile de metale trivalente, Fe(III) şi Al(III). La coagularea cu săruri metalice are loc formarea de hidroxizi metalicipolimerizaţi,

încărcaţi electric pozitiv, capabili să se adsoarbă pe suprafaţa particulelor şi în acelaşi timp să asigure legături între mai multe particule. Doza de coagulant necesară pentru destabilizare depinde de concentraţia coloizilor, de pH şi de prezenţa în soluţie a altor ioni. Pentru formarea punţilor de legătură între particulele coloidale destabilizate se utilizează polimeri organici sau anorganici. Cei organici pot fi cationici (polimeri de amine terţiare), anionici (polimeri ai acidului acrilic, poliacrilamidă mai mult sau mai puţin hidrolizată, polistiren sulfonat etc.) sau neionici (poliacrilamidă, oxid de polietilenă etc.). Drept polielectrolit anorganic se foloseşte în special acidul silicic polimerizat.

Polimeri organici cu însuşiri floculante sunt prezenţi şi în secreţiile extracelulare ale unor microorganisme, printre care şi cele din nămolul activ, aceştia având un rol important în flocularea nămolului activ.

Concentraţia cationilor bivalenţi şi trivalenţi din apă poate exercita o influenţă importantă asupra capacităţii polielectroliţilor anionici de a agrega coloizii încărcaţi negativ. Adaosul de coagulanţi cationici sau de polielectroliţi în doze excesive poate duce la inversarea sarcinii particulelor coloidale şi la restabilizarea lor.

Întrucât particulele coloidale sunt prezente în aproape toate categoriile de ape uzate industriale, coagularea este unul dintre procesele de epurare care îşi găseşte o aplicare largă în practică.

În practica tratării apei, cele mai folosite procedee sunt: - coagularea cu adaus de reactivi chimici numiţi coagulanţi; - coagularea electrică sau electrocoagulare.

Coagularea cu săruri de aluminiu - Sărurile de aluminiu, cele mai utilizate în procesul de coagulare sunt:

- sulfatul de aluminiu, Al2SO3, 18H2O;

Page 222: Gestionarea Deseurilor Industriale

216

- aluminat de sodiu NaAlO2 ; - clorură de aluminiu AlCl3 6H2O ; - policlorura bazică de aluminiu (PCBA) etc.

Cel mai folosit reactiv la scară industrială este sulfatul de aluminiu.

La introducerea sulfatului de aluminiu în apă are loc reacţia de hidroliză, pe baza alcalinităţii naturale a apei dată de bicarbonaţi (HCO3) şi carbonaţi (CO3

2) , conform reacţiei:

Al2(SO4)3 +3Ca (HCO3)2 + 6H2O ⇔ 2Al(OH)3 ↓ + CaSO4 + 6CO2 + 6H2O (8.10)

Reacţia are loc la un pH = 6,5-7,5 care reprezintă pH-ul solubilităţii minime a Al(OH3).

Studiile făcute asupra reacţiei de coagulare cu sulfat de aluminiu au arătat existenţa mai multor specii de ioni care se formează la dizolvarea şi diluarea sărurilor de aluminiu în apă, conform reacţiilor: Al3+ + H2O ⇔ Al (OH)2+ + H +

Al3++ 2H2O ⇔ Al (OH)+2 + 2H+ (8.11)

Al3+ + 3H2O ⇔ Al (OH)3 + 3H+ precipitat amorf (8.12)

Al3+ + 4H2O ⇔ Al (OH)−4 + 12Al → Al12(AlO4)(OH)7+

27 → nAl13 (8.13)

La pH = 6-7, hidroliza se produce în microsecunde; polimerii se formează după 1 s, iar Al OH precipită în 1-7 sec. Formarea acestor specii ioni hidroxo-metal este dependentă de pH-ul mediului. În graficul din fig. 8.40. este dată distribuţia speciilor ionice în funcţie de pH şi domeniul de precipitare al Al OH3.

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

00 2 4 6 8 10 12 14

Fig. 8.36. Compoziţia de echilibru a soluţiei în contact cu precipitat proaspăt de

Al(OH)3 (partea haşurată reprezintă zona de lucru în tratarea practică)

Speciile de aluminiu rezultate în urma hidrolizei se scriu şi cu moleculele de apă, după cum urmează:

specii monomere

Log

[Al n(

OH

) y3n

-y] (

mol

/l)

pH

Al (OH)-4

Al (OH)2+

Al13 (OH)15+34

Al (OH)3

Al7 (OH)4+17

Al3+

Page 223: Gestionarea Deseurilor Industriale

217

( ) ( )3 2

2 2 2 36 5Al H O H O Al H O H O

+ + +⎡ ⎤ ⎡ ⎤+ ⇔ +⎣ ⎦ ⎣ ⎦ (8.14)

( ) ( ) ( )2

2 2 2 35 4 2Al H O OH H O Al H O OH H O

+ + +⎡ ⎤ ⎡ ⎤+ ⇔ +⎣ ⎦⎣ ⎦ (8.15)

Reacţii continuă până la formarea [Al(H2O)2(OH)4]-, dar există studii recente în care sunt date combinaţii de tipul [Al13(OH)34]5+ sau [Al7(OH)17]4+.

Formarea hidroxidului de aluminiu începe la pH = 4,5, iar la pH > 8,5 hidroxidul de aluminiu se dizolvă formând aluminaţi, conform reacţiei:

Al (OH)3 + 3NaOH ⇔ Na3 [Al(OH)6] (8.16)

Hidroxidul de aluminiu, ca şi alte săruri de aluminiu, prezintă proprietăţi amfotere, respectiv disociază atât ca acid, cât şi ca bază, în funcţie de pH-ul mediului, conform reacţiilor:

Al (OH)3 ⇔ Al3+ + 3OH− (8.17)

Al (OH)3 ⇔ AlO-2 + H3O− (8.18)

Ionul aluminat hidrolizează în prezenţă de acid formând Al(OH)3:

+AlO−

2 + 2H2O ⇒ Al (OH)3↓ + HO- - (8.19)

astfel că aluminatul are rolul de coagulant. În cazul acidităţii apelor datorată HCO3 sau CO2 dizolvat, ionul de aluminat

neutralizează aciditatea conform reacţiilor:

2NaAlO2+ 2CO2+ 4H2O ⇔ 2Al(OH)3↓ +2Na+ +2HCO−3 (8.20)

Pe de altă parte, hidroxidul de aluminiu, în exces de acid, eliberează ioni Al3+ în

soluţie: +

Al(OH)3 + 3H3O ⇒ Al3+ + 6H2O (8.21)

reacţia stând la baza recuperării coagulantului din nămolul de la staţiile de tratare.

În cazul folosirii sărurilor de aluminiu, procesul de coagulare este sensibil influenţat de pH-ul apei şi de temperatură. Astfel, în perioade cu temperaturi scăzute, procesul de coagulare – floculare este îngreunat, formându-se flocoane mici, greu sedimentabile.

Conţinutul de Al3+ rezidual sau remanent, în apa tratată, variază în funcţie de doza de sulfat adăugată şi de pH.

Coagularea cu sulfat de aluminiu este influenţată şi de tipul substanţelor organice prezente în apă, mai ales de substanţele humice, coagularea decurgând în acest caz la pH acid.

Adăugarea sulfatului de aluminiu în apă se face sub formă de soluţii cu diverse concentraţii, în funcţie de debitul instalaţiei.

Sulfatul de aluminiu este utilizat pentru îndepărtarea fosforului din apă prin precipitare, conform reacţiei:

Page 224: Gestionarea Deseurilor Industriale

218

Al2(SO4)3 + 2 PO3-

4 ⇒ 2AlPO4↓ + 3SO2-4 (8.22)

Coagularea cu săruri de fier - Sărurile de fier sunt utilizate în cazul purificării apelor

reziduale,domeniul de precipitare al Fe(OH)3 este mai extins decât la Al(OH)3, începând de la pH=3. În graficul din figura 8.41 este dată distribuţia speciilor în funcţie de pH. Sărurile de fier utilizate în tratarea apei, cât şi la procesul de epurare sunt:

– Sulfat feros FeSO4 7H2O; – Sulfat feric Fe2(SO4)3 9H2O; – Clorură ferică FeCl3 6H2O.

Coagularea optimă cu sulfat feros are loc în mediu alcalin, cu adaos de var. Mai întâi

se formează hidroxid de Fe2+ care este instabil şi în prezenţa O2 din apă se transformă în hidroxid feric, conform reacţiilor:

FeSO4 + Ca(OH)2 ⇒ Fe(OH)2 + CaSO4 (8.23)

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ⇒ 4Fe(OH)3 (8.24)

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

00 2 4 6 8 10 12 14

Fig. 8.37. Compoziţia de echilibru a soluţiei în contact cu precipitat proaspăt de Fe(OH)3 (zona haşurată reprezintă zona de lucru în tratarea practică)

Clorura ferică FeCl3 6H2O se prezintă sub formă de cristale brune, foarte

higroscopice, în practică utilizându-se sub formă de soluţie concentrată(40%). Utilizarea în amestec cu săruri de aluminiu în raport Al2(SO4)3/FeCl3 de 1/1, conduce la obţinerea de flocoane mari, uşor sedimentabile. Se utilizează mai ales la tratarea apelor reziduale, pentru eliminarea fosforului.

Reacţia de hidroliză a FeCl3 în prezenţa HCO3- din apele reziduale este:

2FeCl3 + 6HCO3

− ⇔ 2Fe(OH)3↓ +6Cl-+ 6CO2 (8.25)

În cazul utilizării Fe2(SO4)3 reacţia care are loc este următoarea:

log

[Fe n

(OH

) y3n

-y] (

mol

/l)

Fe(OH)4-

Fe(OH)2+

Fe(OH)2-

Fe2(OH)24+

Fe3-

Fe(OH)3

pH

Page 225: Gestionarea Deseurilor Industriale

219

Fe2(SO4)3 + 6HCO2- ⇔ 2Fe(OH)3↓ +3SO4

2-+ 6CO2 (8.26)

Şi în cazul coagulării cu săruri de fier, se formează ca produşi de hidroliză, specii solubile monomerice, polimerice sau specii hidroxo-metal similare cu speciile discutate de aluminiu. Prin înlocuirea succesivă a moleculelor de apă cu ioni OH- rezultă forme ionice pot fi cationice, neionice şi anionice, conform reacţiilor:

( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( )

3 2

2 2 26 5 4 2

2 23 3 2 4

Fe H O Fe H O OH Fe H O OH

Fe H O OH Fe H O OH

+ + +

⎡ ⎤ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤⇒ ⇒ ⇒⎣ ⎦⎣ ⎦ ⎣ ⎦

⎡ ⎤ ⎡ ⎤⇒ ⇒ ⎣ ⎦⎣ ⎦

(8.27)

Coagulanţi organici. Polielectroliţi cationici

În calitate de coagulanţi primari pot fi utilizate unele substanţe organice cu greutate moleculară mai mare de 104 cu denumire de polielectroliţi organici, tip cationic. Aceştia înlocuiesc total sau parţial coagulanţii pe bază de aluminiu şi fier.

Coagulanţii organici de sinteză se utilizează în doze de 10-50 mg/l şi pot fi grupaţi în trei clase de compuşi:

- melaminformaldehide cu formula:

- epiclorhidrin – dimetilamina:

- policrorură de dialidimetil amoniu:

Coagularea electrochimică (electrocuagularea)

Electrocoagularea constă în introducerea în apă a ionilor metalici necesari coagulării,

Page 226: Gestionarea Deseurilor Industriale

220

prin procesul de electroliză. Se folosesc celulele de electroliză cu anozi metalici, de aluminiu, fier, cupru. Prin procesul de dizolvare anodică, elementul metalic este trecut în stare ionică conform reacţiilor:

Al − 3e− ⇔ Al 3+ (8.28)

Fe − 2e− ⇔ Fe2+ (8.29)

Cu − 3e− ⇔ Cu 2+ (8.30)

În continuare are loc reacţia de hidroliză în Al(OH)3 sau Fe(OH)2:

Al3+ + 3HOH ⇔ Al (OH)3+ 3H+ (8.31)

În cazul anozilor de fier, hidroliza conduce la Fe(OH)2; Fe2+ se oxidează pe baza

oxigenului din apă sau a clorului, la fier trivalent cu formarea Fe(OH)3, care coagulează particulele coloidale, prin sorbţia acestora pe particulele coloizilor.

De remarcat este faptul că la electrodul anod au loc şi reacţii secundare în afară de cea de obţinere a Al3+. Astfel, ionul clor din apă se transformă în clor gazos:

2Cl- ⇔ Cl2 + 2e- ; EO = 1,36 V (8.32)

Cl2 + H2O ⇔ HOCl + HCl (8.33) care poate reacţiona şi forma HCl reducând pH-ul. La catod au loc reacţii de formare atât a hidrogenului gazos, cât şi a ionilor oxidril.

H+ + e- ⇒ ½ H2 (8.34)

H2O + e- ⇒ ½ H2 + OH- (8.35)

O2 + 2H2O + 4e- ⇒ 4OH- (8.36)

Ca urmare a acestor reacţii, pH-ul apei electrocoagulate suferă modificări, unele date experimentale indicând că pe măsură ce tensiunea creşte, pH-ul scade. Adjuvanţi sau floculanţi

În scopul îmbunătăţirii procesului de coagulare – floculare , în tratarea apei se utilizează diferite substanţe cu efect de mărire a flocoanelor şi a vitezei de sedimentare.

Aceste substanţe sunt cunoscute sub denumirea de adjuvanţi. Adjuvanţii utilizaţi în coagulare – floculare sunt de origine minerală, sau de origine organică. Adjuvanţi minerali Din această grupă fac parte:

– silicea activă (silicat de sodiu neutralizat cu H2SO4); – silico-aluminat (silicat de sodiu activat cu sulfat de Al); – argile (bentonită, caolin);

Page 227: Gestionarea Deseurilor Industriale

221

– nisip fin; – cărbune activ; – carbonat de calciu; – kiselgur (diatomee);

Silicea activă este constituită din acid polisilicic obţinut prin polimerizarea controlată

a acidului silicic, obţinut prin neutralizarea silicatului de sodiu, de la pH=12 până la pH = 9±0,2, conform reacţiei:

H2SO4 + Na2SiO3 ⇒ H2SiO3 + Na2SO4 (8.37) acid metasilicic

Acidul metasilicic polimerizează în acid polisilicic. Obţinerea unui grad de

polimerizare satisfăcător se face prin diluarea soluţiei, după timpul de activare de 2h la un PH = 9 ± 0,2. Scăderea pH-ului conduce la transformarea solului de silice în gel. Silicea activă este stabilită 24 h. Dozele folosite în tratare sunt de 0,4 – 4 mg/l SiO2 (în general 10% din doza de sulfat de aluminiu).

Silico-aluminat de sodiu este analog silicei active şi se obţine prin neutralizarea silicatului de sodiu cu sulfat de aluminiu sau cu altă sare de aluminiu. Adjuvanţi organici de sinteză

Sunt macromolecule cu catene lungi, obţinute prin asocierea monomerilor sintetici, având sarcini electrice sau grupe ionizabile. Aceşti produşi au masa moleculară 104 – 105 şi prezintă eficienţă superioară polimerilor naturali. Adjuvanţii organici de sinteză se prezintă ca produse solide, ca emulsii (polimer în solvent organic) sau ca soluţii (20 g/l în apă). În practica tratării este necesară prepararea de soluţii diluate (0,1 – 1%). Dozele utilizate sunt de 0,1-0,2 mg/l apă, în staţii de tratare pentru apa potabilă şi doze de peste 0,5 mg/l în prelucrarea apelor uzate şi a nămolurilor.

Adjuvanţii organici de sinteză se clarifică în trei grupe: – neutri (neionici) de tip policrilamidă:

– anionici, care sunt de obicei copolimeri ai acrilamidei cu acid acrilic; sunt

caracterizaţi prin existenţa unui grup ce permite adsorbţia şi alt grup ionizat negativ, carboxilic (COOH) sau sulfuric (SO3H):

Page 228: Gestionarea Deseurilor Industriale

222

– cationici de tip copolimeri ai acrilaminei cu un monomer cationic. Ex.

metacrilat de dimetilaminoetil:

Adjuvanţii naturali

Adjuvanţii naturali sunt polimeri naturali extraşi din substanţe de natură animală sau vegetală. Din această categorie fac parte alginaţii, amidonul , polizaharidele etc.

Alginaţii de sodiu sunt obţinuţi din acid alginic extras din algele marine. Prezentă o structură polimerică constituită din acid mannuronic şi acid glucuronic. Adjuvanţii sunt eficace ca floculanţi mai ales cu sărurile de fier dar dau rezultate bune şi cu cele de aluminiu. Dozele utilizate sunt de ordinul 0,1-2 mg/l. 8.5.5. Schimbul ionic

Acest proces de epurare are la bază proprietatea unor metale (mai ales solide) ca, atunci când sunt puse în contact cu o apă mineralizată (conţinând săruri ionizate), să înlocuiască (să schimbe) ionii din apă cu ioni proprii (prezenţi în materialul însuşi). Se deosebesc schimbări de cationi (cationiţi) şi schimbări de anioni (anioniţi). În ecuaţiile care urmează se ilustrează mecanismul de acţiune al schimbătorilor de ioni: cationiţii reţin cationii eliberând ioni de hidrogen (cationiţi în forma H), iar anioniţii reţin anionii eliberând ioni OH- (anioniţi în forma OH)

demineralizare 2 R-H + Ca2+ R2Ca + 2H+ (8.38)

regenerare cationit cationit

(forma H) epuizat

demineralizare 2 ROH + SO4

2- R2SO4 + 2 OH- (8.39) regenerare

Page 229: Gestionarea Deseurilor Industriale

223

anionit anionit (forma OH) epuizat

Punând apa mineralizată în contact succesiv, cu cantităţi suficiente de anionit şi de cationit, produsul obţinut este o apă lipsită de săruri (apă demineralizată).

Reacţiile prezentate mai sus sunt reversibile; prin tratarea schimbătorilor epuizaţi cu acizi (ioni H+) în cazul cationiţilor şi cu baze (ioni OH-) în cazul anioniţilor, are loc regenerarea acestora, respectiv se reface cationitul în forma H şi anionitul în forma OH.

În practică, schimbătorii de ioni se utilizează la scară mare pentru dedurizarea apelor (eliminarea ionilor de metale bivalente). În acest caz se folosesc cationiţi în forma sodiu (Na), iar regenerarea lor se face cu clorură de sodiu. dedurizare

2 RNa + Ca2+ R2Ca + 2 Na+ (8.40) regenerare

Există două moduri de aplicare a schimbătorilor de ioni în epurarea apelor, în şarjă şi

în coloană. Al doilea mod este preferat. În această variantă apa, eliberată în prealabil de suspensii şi impurităţi organice dizolvate, este trecută peste un pat fix de schimbător sub formă de granule. În aceste condiţii, schimbătorul se epuizează treptat dinspre zona amonte spre zona aval. În momentul epuizării se trece la regenerarea schimbătorului introducând în coloană soluţie regenerată şi spălând apoi cu apă curată.

Folosirea schimbătorilor de ioni pentru demineralizarea apelor uzate se aplică numai în zonele cu deficit mare de apă, unde se impune recuperarea apei din efluenţii reziduali, epuraţi în prealabil prin alte metode pentru îndepărtarea suspensiilor şi a substanţelor organice dizolvate. Aplicarea extinsă a procesului este limitată de costul ridicat al tratării. Un inconvenient important al schimbătorilor de ioni este acela al formării unor produse de regenerare care constituie reziduuri apoase a căror evacuare finală comportă dificultăţi mari. Situaţia se schimbă atunci când sărurile reţinute pe schimbătorii de ioni şi eliberate la regenerare îşi găsesc o valorificare. 8.6. PROCESE BIOLOGICE

Substanţele organice pot fi îndepărtate din apă de către microorganismele (bacterii, fungi, alge, protozoare, crustacee şi viruşi)40 care le utilizează ca hrană, respectiv drept sursă de carbon (fig. 8.42 şi fig. 8.43). O parte din materiile organice utilizate de către microorganisme servesc la producerea energiei necesare pentru mişcare sau pentru desfăşurarea altor reacţii consumatoare de energie, legate de sinteza de materie vie, respectiv de reproducerea (înmulţirea) microorganismelor. Epurarea realizată cu ajutorul microorganismelor este numită biologică. Ea se desfăşoară prin reacţii de descompunere şi de sinteză, mijlocite de enzime, catalizatori biologici generaţi de către celulele vii.

40 Cheremisinoff Nichilas P. – Biotechnology for waste and wastewater treatment, Nozes Publications, Wstewood, New Jersez, U.S.A., 1996;

Page 230: Gestionarea Deseurilor Industriale

224

41 Fig. 8.38. Microorganisme utilizate în procesele biologice.

Fig. 8.39. Bacterii mutante utilizate în cadrul proceselor biologice.

Se presupune că reacţiile enzimatice se desfăşoară în mai multe etape. Într-o primă fază, între moleculele de enzimă şi de substanţă utilizată ca hrană (substrat) se formează complecşi care, într-o fază următoare, se descompun eliberând produsul (sau produşii) de reacţie şi enzima regenerată, care poate acţiona succesiv asupra unor noi molecule de substrat. Ecuaţiile care ilustrează schematic acest concept sunt:

k1

E + S → E S ; (8.41) k1’

enzimă substrat complex

k2 E S → E + P (8.42)

complex enzimă produşi de reacţie

Combinarea ecuaţiilor diferenţiale ale vitezelor acestor reacţii (k1, k1’, k2) conduce la expresia ecuaţiei vitezei de îndepărtare a substratului (Michaelis- Menten).

2s E s

m s

dC k C Cdt K C

=+

(8.43)

în care : Km = (k1’ + k2) /k1 - constanta Michaelis-Menten;

Cs - concentraţia substratului la timpul t.

41 Maureen Aller - Environmental Engineers’ Handbook, CRC Press LLC, 1999;

Page 231: Gestionarea Deseurilor Industriale

225

Când Cs este foarte mic în comparaţie cu Km, reacţia este de ordinul întâi, atât în ceea ce priveşte dependenţa de concentraţia enzimei, cât şi de concentraţia substratului. Când Cs este mult mai mare decât Km, reacţia apare a fi de ordinul zero, fiind independentă de Cs.

Viteza maximă vmax, la concentraţii foarte mici de substrat şi la o concentraţie standard de enzimă (- k2 CE) atunci când Km este egal cu acea concentraţie a substratului la care viteza este egală cu ½ din vmax, reprezintă parametri standard pentru caracterizarea reacţiilor enzimatice.

Epurarea biologică se realizează pe baza unui transfer de materiale dinspre apă spre celulele vii şi dinspre acestea înapoi spre masa de apă. În prima fază, impurităţile trec din apa uzată spre filmul, flaconul sau alte forme sub care apare masa de microorganisme (biomasă) prin contactul interfacial şi prin procese de adsorbţie - desorbţie. Acest transfer este cu atât mai eficient cu cât aria interfeţei lichid-biomasă este mai mare, gradientul de concentraţie este mai pronunţat şi dacă pe interfaţă nu sunt acumulări de substanţe care pot frâna procesul. Substanţele de la interfaţă sunt adsorbite şi transferate în prezenţa enzimelor din celula vie. Drept rezultat sunt sintetizate celule noi, iar produşii finali de descompunere trec înapoi în apă, de unde cei volatili se degajă în atmosferă.

În procesele de epurare substanţele organice sunt oxidate, în sensul general şi îşi micşorează conţinutul de hidrogen.

După tipul microorganismelor care asigură îndepărtarea poluanţilor organici din apă se disting procesele aerobe şi cele anaerobe.

Microorganismele implicate în procesele aerobe necesită pentru metabolism (ansamblul proceselor vitale de asimilare a unor substanţe din mediul înconjurător şi la eliminare a produselor de dezasimilare în mediu) oxigen. În mod normal, necesarul de oxigen este acoperit de oxigenul molecular dizolvat în apă, prezent în proporţie foarte mică (0,8% vol.) faţă de cea de aer (21% vol.). Aceasta face mediul acvatic foarte sensibil la nevoile de oxigen ale microorganismelor, în sensul că poate deveni cu uşurinţă deficitar în oxigen. Principalele produse finale ale degradării aerobe sunt bioxidul de carbon, apa, nitraţii.

În absenţa oxigenului dizolvat, organismele aerobe mor, eventual trec în forme latente, iar locul lor este luat de organismele anaerobe sau facultativ anaerobe care folosesc oxigenul din materia organică sau din unele combinaţii anorganice, de exemplu din nitraţi şi din sulfaţi cu formare de amoniac, respectiv de hidrogen sulfurat. Cei mai importanţi produşi de descompunere anaerobă sunt bioxidul de carbon şi metanul.

Capacitatea de epurare a unei instalaţii biologice depinde de masa de microorganisme (biomasă) pe care o conţine. Ea este limitată de cantitatea de poluanţi care poate fi asimilată de unitatea de biomasă în unitatea de timp. De aceea, cantitatea de poluanţi organici aplicată în unitatea de timp unităţii de biomasă (încărcarea organică) este la rândul său limitată. Atât în procesele aerobe cât şi în cele anaerobe înmulţirea microorganismelor determină formarea de biomasă nouă (nămol excedentar), care este unul dintre produsele concentrate ale epurării biologice.

Ambele tipuri de procese se aplică pentru epurarea apelor uzate în mai multe variante. 8.6.1 Procese aerobe

În practică, epurarea biologică aerobă se realizează în incinte deschise, construcţii în care biomasa este fie suspendată în apă sub formă de agregate de microorganisme (flocoane), fie este fixată pe suprafaţa unui suport solid sub forma unei pelicule gelatinoase. În ambele cazuri, sistemele sunt aprovizionate cu oxigen, de obicei din aer. În figura 8.44 este prezentat bilanţul carbonului din poluanţii organici într-un sistem de epurare biologică aerobă. Concomitent cu asimilarea combinaţiilor organice ale carbonului, microorganismele acţionează şi asupra compuşilor cu azot. Astfel, azotul din substanţele organice este

Page 232: Gestionarea Deseurilor Industriale

226

transformat treptat în amoniac, azotiţi şi azotaţi (nitrificare) şi final în azot molecular (denitrificare).

Fig. 8.40. Bilanţul carbonului organic în epurarea biologică

Cea mai uzuală variantă de epurare în care microorganismele sunt suspendate în apă

sub formă de flocoane este procesul cu nămol activ, care este reprezentat schematic în figura 8.45. În linii mari, apa uzată (de obicei eliberată în prealabil de impurităţi nedizolvate) este introdusă într-un bazin de aerare care conţine o suspensie de flocoane biologice (nămol activ) şi în care se administrează oxigenul necesar respiraţiei. Debitul oxigenului introdus (mai frecvent prin aerare şi mai rar prin folosirea oxigenului tehnic) depinde de cantitatea de biomasă din sistem şi de debitul poluanţilor organici care trebuie degradaţi (în mod obişnuit se asigură 1,0 - 1,5 kg oxigen pentru 1 kg CBO5 îndepărtat). Pe măsura admisiei de apă uzată, suspensia din bazinul de aerare trece dintr-un decantor secundar, unde biomasa este separată prin decantare, iar lichidul limpezit (apa epurată) este evacuat din sistem. O parte din biomasa sedimentată, corespunzătoare vitezei de înmulţire a microorganismelor, este eliminată din sistem, dar cea mai mare parte este readusă în bazinul de aerare (nămolul de recirculare). Concentraţiile obişnuite de biomasă (exprimate în substanţă uscată) în bazinul de aerare sunt cuprinse între 0,6 şi 4 kg/m3, iar în evacuarea de fund a decantorului secundar între 5 şi 20 kg/m3. Încărcarea cu poluanţi organici (dată în CBO5) aplicată nămolului activ (substanţă uscată) este cuprinsă, în practică, între 0,05 şi 2 kg/kg zi.

Şi procesul cu nămol activ se aplică, la rândul său, în mai multe variante, între care se menţionează: varianta epurării clasice, în care apa uzată, împreună cu nămolul recirculat parcurge pe lungime un bazin rectangular, modificându-şi treptat conţinutul de poluanţi de la capătul amonte până la cel din aval al bazinului; variantele în care apa uzată şi nămolul recirculat sunt distribuite uniform în întregul bazin de aerare şi în care compoziţia este practic aceeaşi în orice punct din bazin , inclusiv în amestecul evacuat spre decantorul secundar varianta distribuţiei în trepte a încărcării organice din nămol şi apă ; varianta numită cu sterilizare de contact, în care nămolul evacuat din decantorul secundare este supus oxigenării într-un bazin separat (de “regenerare“) înainte de a fi amestecat cu apa uzată în condiţii de încărcare organică ridicată ;varianta de aerare prelungită sau oxidare totală este caracterizată prin exploatarea sistemului de aerare la încărcări organice foarte scăzute , în dorinţa de a obţine un grad ridicat de epurare şi micşorarea sau chiar anularea producţiei de nămol excedentar (acest ultim deziderat s-a dovedit practic irealizabil).

Page 233: Gestionarea Deseurilor Industriale

227

Fig. 8.41. Schema unei instalaţii de epurare biologică aerobă prin procesul cu nămol activ

O variantă constructivă a procesului cu nămol activ, recomandată pentru debite mici

de ape uzate cu poluanţi organici uşor asimilaţi de microorganisme (unităţi de industrie alimentară, industrie uşoară, unităţi zootehnice mici etc.) este şanţul de oxidare, la care bazinul de aerare este un canal, realizat direct în pământ (având pereţii şi fundul protejaţi de eroziune) şi unde aerarea se realizează, de regulă, cu aeratoarele mecanice cu ax orizontal.

O variantă constructivă a procesului cu nămol activ, recomandă pentru debite mici de ape uzate cu poluanţi organici uşor asimilaţi de microorganisme (unităţi de industrie alimentară, industrie uşoară, unităţi zootehnice mici, etc.) este şanţul de oxidare, la care bazinul de aerare este un canal, realizat direct în pământ (având pereţii şi fundul protejaţi de eroziune) şi unde aerarea se realizează, de regulă, cu aeratoare mecanice cu ax orizontal.

O altă variantă de epurare aerobă cu cultură floculată de microorganisme, în care nu se realizează decantarea secundară şi deci recircularea biomasei, o reprezintă iazurile biologice care sunt exploatate la încărcări organice (CBO5, raportate la volum) mici de cca. 0,001 kg/ m3 zi (cca. 50 kg/ ha zi). Epurarea biologică aerobă în sisteme cu biomasă fixată sub formă de peliculă pe un suport solid se realizează, de asemenea, în mai multe variante, dintre care cea mai uzuală o constituie filtrele biologice (fig. 8.46). Acestea constau din bazine prevăzute la fund cu un radier drenant, care sunt umplute cu material filtrant cu suprafaţă specifică (aria suprafeţei exterioare raportată la unitatea de volum) cât mai mare. Ca material filtrant (suport pentru peliculă) se folosesc, de exemplu, bucăţi de rocă (granit, tufuri vulcanice etc.) concasată sau de ceramică la dimensiuni între 50 şi 80 mm, sau materiale filtrante din alte materiale (mai ales din mase plastice cu care se pot atinge suprafeţe specifice în jur de 100 m2/m3).În cazul materialelor filtrante grele, înălţimea acestora este între 1 şi 2 m; în cazul celor mai uşoare (mase plastice) se realizează înălţimi mai mari (5 m sau mai mult). Construcţia este astfel realizată încât aerul să aibă acces în materialul filtrant prin tiraj natural sau forţat. Pe faţa superioară a materialului filtrant este distribuită apa uzată (eliberată în prealabil de suspensii) care se prelinge pe suprafaţa granulelor materialului filtrant, fiind colectată apoi sub radierul drenant. Încărcările hidraulice aplicate sunt de 1-5 m3/m2 zi la biofiltrele de mică încărcare şi de circa 10 ori mai ridicate la cele de mare încărcare. După un anumit timp de la începerea alimentării cu apă uzată, pe suprafaţa materialului filtrant se formează o peliculă gelatinoasă de microorganisme care elimină poluanţii organici din apă utilizând pentru respiraţie oxigenul din aer. Încărcările cu poluanţi organici (CBO5) aplicate sunt cuprinse între 0,1 şi 0,4 kg/zi la 1 m3 material filtrant ajungând până la circa 5 kg/m3zi la filtrele biologice de mare încărcare.

Page 234: Gestionarea Deseurilor Industriale

228

Fig. 8.42. Biofiltru.42

O altă variantă de sistem de epurare aerobă cu masa biologică fixată pe o suprafaţă

solidă o reprezintă reactoarele biologice rotative, la care suportul solid sub forma unui tambur cu suprafaţă specifică mare, imersat până sub ax într-o cuvă străbătută continuu de apa uzată, este menţinut într-o mişcare de rotaţie lentă (câteva rotaţii pe minut). Prin aceasta, la fiecare rotaţie, elementele suprafeţei suportului pătrund în apă şi apoi revin în aer, ceea ce asigură contactul peliculei biologice, formate pe suprafaţa suportului, atât cu poluanţii din apa uzată cât şi cu oxigenul atmosferic. Apa uzată este trecută continuu prin cuvă cu un debit corespunzător unei încărcări cu substanţe organice (CBO5) cuprins între 0,01 şi 0,03 kg/zi la 1 m2 suprafaţă de umplutură; aceasta revine la o încărcare volumetrică de 1-3 kg/m3zi. În aceste condiţii se realizează eficienţe de epurare de 70-90%. 8.6.2. Procese anaerobe

Epurarea anaerobă a apelor uzate, spre deosebire de cea aerobă, se realizează în incinte închise (bazine de fermentare) ferite de accesul oxigenului care inhibă activitatea microorganismelor anaerobe.

Epurarea anaerobă a apelor uzate poate fi intensificată prin ridicarea temperaturii în bazinul de fermentare la valori de 20 - 400C (domeniul mezofil) sau mai mari, de 45 - 600C (domeniul termofil), dar poate avea loc şi la temperaturi de 10 - 200C (domeniul criofil).

Epurarea anaerobă a apelor uzate prezintă faţă de cea aerobă avantaje mai ales din punct de vedere energetic, întrucât treapta de aerare, mare consumatoare de energie electrică, este eliminată, iar din descompunerea poluanţilor organici rezultă gaze de fermentare combustibile (datorită conţinutului ridicat de metan) care pot servi la acoperirea unor nevoi de energie din staţia de epurare. Pe de altă parte, producţia de nămol excedentar este nulă şi neînsemnată, prin aceasta evitându-se cheltuielile legate de evacuarea finală a unor astfel de nămoluri.

Şi la epurarea anaerobă a apelor uzate se utilizează variante cu masa biologică, fie sub formă de suspensie, fie sub formă de peliculă fixată pe un suport solid. Pentru prima categorie este tipic procesul anaerob de contact, în care apa uzată supusă epurării este agitată cu suspensia de microorganisme în bazinul de fermentare şi de aici, pe măsura alimentării cu apă

42 Xxx – chimia ecologică, xxxx

Page 235: Gestionarea Deseurilor Industriale

229

uzată, amestecul este transferat într-un decantor închis. Nămolul anaerob sedimentat în acesta este recirculat în bazinul de fermentare, iar apa epurată este evacuată din instalaţie. În altă variantă, masa de microorganisme anaerobe, dezvoltată pe un suport granular poros (granule de 1-3 mm) format de exemplu din cărbune activ sau din argilă calcinată, este menţinută în stare de expansiune la partea inferioară a bazinului de fermentare sub acţiunea bulelor de gaze formate şi a vitezei ascensionale a apei (procesul anaerob cu recircularea apei uzate prin stratul de nămol).

În sfârşit, în varianta de filtru anaerob, apa uzată este pusă în contact cu un material filtrant asemănător cu acel de la filtrele biologice, cu deosebirea că accesul aerului este împiedicat, bazinul fiind închis, iar materialul filtrant complet înecat. Microorganismele anaerobe dezvoltate şi fixate pe materialul filtrant asigură degradarea impurităţilor organice. Prin procesele anaerobe pot fi obţinute grade de îndepărtare din apă a poluanţilor organici (măsuraţi prin CBO), cuprinde între 50 şi 90% la încărcări organice care uneori pot să le depăşească pe cele realizate la instalaţiile de epurare aerobă, ceea ce duce la scăderea cheltuielilor de investiţii. Experienţa a demonstrat că procesele de epurare anaerobă, mai ales ultimele două variante, pot fi aplicate şi apelor uzate cu conţinut relativ scăzut de poluanţi organici. În acest fel, epurarea anaerobă poate asigura în multe cazuri îndepărtarea înaintată a substanţelor organice fără a mai fi necesară asocierea unei trepte finale de epurare biologică aerobă.

Procesele anaerobe se aplică pentru epurarea apelor uzate din zootehnie, industria alimentară, industria textilă şi a pielăriei, precum şi anumitor ape uzate din industria chimică. 8.7. DEZINFECŢIA Dezinfecţia este procesul de îndepărtare din apele uzate a microorganismelor patogene. Aplicarea procesului este oportună în cazul apelor uzate industriale care conţin astfel de microorganisme (tăbăcării, abatoare, unităţi de creştere a animalelor, fabrici de conserve, industrie fermentativă, etc.). Trebuie să se facă distincţie între dezinfecţie şi sterilizare. Sterilizarea presupune distrugerea tuturor microorganismelor (bacterii, alge, spori, virusuri etc.), în timp ce dezinfecţia nu distruge toate microorganismele. Mecanismul dezinfecţiei cuprinde două faze: pătrunderea dezinfectantului prin peretele celular pe de o parte şi denaturarea materiilor proteice din protoplasmă, inclusiv a enzimelor, pe de altă parte. Agenţii chimici (ozon, clor, bioxid de clor, brom, iod, etc.) pot degrada materia celulară reacţionând direct cu aceasta, în timp ce metodele fizice induc modificări chimice ale acestui material.

Viteza de distrugere a microorganismelor corespunde unei reacţii de ordinul întâi, respectiv viteza de dispariţie a microorganismelor este proporţională cu concentraţia acestora în momentul considerat:

dN k Ndt

= ⋅ (8.44)

unde: N - este numărul de organisme pe unitatea de volum la timpul t;

k - constanta de viteză.

Prin integrarea ecuaţiei de mai sus se obţine relaţia (5.38), care exprimă numărul de organisme la timpul t în funcţie de numărul acestora, No, la timpul to (concentraţia iniţială)

N = No e-k t (8.45)

Page 236: Gestionarea Deseurilor Industriale

230

Viteza de distrugere a organismelor este influenţată şi de concentraţia

dezinfectantului, C, între aceasta şi timpul necesar distrugerii, t, existând relaţia:

Cn x t = const. (8.46)

Pentru a exprima influenţa temperaturii asupra vitezei de dezinfecţie, s-a propus relaţia empirică:

kt = k2 d(t −20) (8.47)

în care: kt - este constanta de viteză la temperatura t;

k2 - constanta de viteză la 200C; d - constantă empirică.

Influenţa pH-ului este ilustrată în figura 8.47.

Fig. 8.43. Concentraţii ale clorului liber care, la diferite valori ale pH, ucid Escheria coli în

30 min.

Efectul de dezinfecţie este influenţat şi de prezenţa în apă a altor substanţe, mai ales compuşi organici, care pot reacţiona cu agenţii dezinfectanţi inactivându-i.

Dintre metodele fizice de dezinfecţie se menţionează metoda termică şi de iradiere cu radiaţii de energie ridicată. Dezinfecţia termică este rar aplicată, datorită consumurilor mari de energie. Iradierea este foarte eficientă ca metodă de dezinfecţie; se presupune că efectul se datorează formării în celule a unor radicali liberi în urma absorbţiei energiei radiante, mai ales de către acizii nucleici. Se pot aplica cu succes razele gama, razele X şi cele ultraviolete, cele din urmă fiind preferate. Un dezinfectant obişnuit pentru ape este clorul activ, care acţionează sub formă de ion e hipoclorit; efectele sunt mai pronunţate la valori mici ale pH, când hipocloritul acţionează sub forma de acid hipocloros slab disociat. Amoniacul prezent în apă reacţionează cu clorul activ dând naştere (în funcţie de raportul clor activ-amoniac) la monodi- şi tricloramină, care la rândul său poate fi oxidată de un exces de clor la azot molecular. Şi cloraminele exercită efecte dezinfectante datorită clorului activ pe care îl conţin: La doze sporite de clor, acestea sunt oxidate la azot molecular. Şi cloraminele exercită efecte dezinfectante datorită clorului activ pe care îl conţin. La doze sporite de clor, acestea sunt oxidate la azot molecular, ceea ce determină scăderea clorului activ remanent în soluţie. După oxidarea lor totală (punctul de "rupere") concentraţia clorului începe să crească din nou (fig. 8.48)

Page 237: Gestionarea Deseurilor Industriale

231

Fig. 8.44. Variaţia concentraţiei clorului activ la tratarea cu clor a apelor cu conţinut de

amoniac43.

Un dezinfectant foarte energic este bioxidul de clor, care are avantajul de a forma în mai mică măsură derivaţi halogenaţi cu substanţe organice.

Pentru dezinfecţie au fost folosiţi, dintre ceilalţi halogeni, iodul şi bromul, dar într-o măsură mai mică datorită costului mai ridicat.

Ozonul este folosit în epurarea apelor uzate atât pentru însuşirile sale dezinfectante, cât şi pentru capacitatea sa de a îndepărta unii poluanţi organici.

43 Maureen Aller - Environmental Engineers’ Handbook, CRC Press LLC, 1999;

Page 238: Gestionarea Deseurilor Industriale

CAPITOLUL 9

PROCESE UNITARE PENTRU TRATAREA NĂMOLURILOR

PROVENITE DIN EFLUENŢII LICHIZI INDUSTRIALI 9.1. FORMAREA ŞI CARACTERISTICILE NĂMOLURILOR Epurarea apelor uzate, în vederea evacuării în receptorii naturali sau a recirculării, conduce la reţinerea şi formarea unor cantităţi importante de nămoluri ce înglobează atât impurităţile conţinute în apele brute, cât şi cele formate în procesele de epurare. Schemele tehnologice aplicate pentru epurarea apelor uzate industriale şi orăşeneşti, din care rezultă nămoluri se pot grupa în două mari categorii: cele privind epurarea mecano-chimică şi cele privind epurarea mecano - biologică. În fig. 9.1 şi 9.2 se prezintă principalele surse de nămol în cadrul schemelor de epurare menţionate1.

Fig. 9.1.Surse de nămol din staţia de epurare mecano-biologică.

Din punct de vedere fizic, nămolurile provenite din epurarea apelor uzate se consideră sisteme coloidale complexe, cu compoziţii eterogene, conţinând particule coloidale 1 Nixtreanu Viorica – Procese unitare pentru tratarea apelor, Ed. Agir, Bucure;ti, 2001;

Page 239: Gestionarea Deseurilor Industriale

( d < 1 µm), particule dispersate (d = 1 - 100 µm), agregate, material în suspensie etc., având un aspect gelatinos şi conţinând foarte multă apă. Din punct de vedere tehnologic, nămolurile se consideră ca fază finală a epurării apelor, în care sunt înglobate produse ale activităţii metabolice, materii prime, produşi intermediari şi produse finite ale activităţii industriale.

Fig. 9.2. Surse de nămol din staţia de epurare mecano – chimică.

Principalele tipuri de nămol ce se formează în procesele de epurare a apelor uzate sunt:

- nămol primar, rezultat din treapta de epurare mecanică; - nămol secundar, rezultat din treapta de epurare biologică; - nămol mixt, rezultat din amestecul de nămol primar şi după decantarea

secundară, obţinut prin introducerea nămolului activ în exces în treapta mecanică de epurare; - nămol de precipitare, rezultat din epurarea fizico-chimică a apei prin adaos de

agenţi de neutralizare, precipitare, coagulare - floculare. După stadiul lor de prelucrare în cadrul gospodăriei de nămol, se pot clasifica:

- nămol stabilizat (aerob sau anaerob); - nămol deshidratat (natural sau artificial); - nămol igienizat (prin pasteurizare, tratare chimică sau compostare); - nămol fixat, rezultat prin solidificare în scopul imobilizării compuşilor toxici; - cenuşă, rezultată din incinerarea nămolului;

Clasificarea nămolurilor după compoziţia conduce la luarea în considerare a două mari categorii:

- nămoluri cu compoziţie predominant organică, ce conţin peste 50% substanţe volatile în substanţa uscată şi care, de regulă, provin din epurarea mecano-biologică;

- nămoluri cu compoziţie predominant anorganică, ce conţin peste 50% din substanţa uscată şi care de regulă, provin din epurarea fizico- chimică.

Page 240: Gestionarea Deseurilor Industriale

9.2. CARACTERISTICILE FIZICO-CHIMICE ALE NĂMOLURILOR Pentru caracterizarea nămolurilor se apelează la:

- indicatori generali (umiditate, greutate specifică, pH, raport mineral volatil, putere calorică etc.);

- indicatori specifici (substanţe fertilizante, detergenţi, metale, uleiuri şi grăsimi etc.) în funcţie de provenienţa apei uzate industriale. Datorită naturii complexe a nămolurilor, indicatorii generali şi specifici se completează cu alţi parametri ce caracterizează modul de comportare a nămolurilor la anumite procese de prelucrare (fermentabilitate, filtrabilitate, compresibilitate, flotabilitate). Principalele caracteristici fizico-chimice ale nămolurilor care prezintă interes în tehnologia de prelucrare şi evacuare sunt analizate în cele ce urmează. Umiditatea sau conţinutul de apă Aceasta variază în limite foarte largi, în funcţie de natura nămolului (mineral sau organic), de treapta de epurare din care provine (primar, secundar, de precipitare etc.). Astfel materialele grosiere reţinute pe grătare şi site au umiditate de 60%, nămolul primar proaspăt 95-97%, nămolul activ în exces 98-99,5% şi nămolul de precipitare 92-95% (tabelul 9.1.) În practica prelucrării nămolului este important a cunoaşte modul de legare a apei şi energia necesară pentru îndepărtare. Greutatea specifică a nămolului Aceasta depinde de greutatea specifică a substanţelor solide pe care le conţine, de umiditatea lor şi de provenienţa nămolului în cadrul staţiei: nămolul primar brut are o greutate specifică de 1,004-1,010 t/m3, nămolul activ excedentar are valori mai mici, în jur de 1,001 t/m3, iar după îngroşare 1,003 t/m3. Mineral şi volatil în substanţă uscată Acesta este un criteriu de clasificare a nămolurilor ( nămol organic în care M / V < 1 şi nămol anorganic în care M / V > 1 ) şi un criteriu de selecţie a procedeelor de prelucrare, întrucât un nămolul organic este putrescibil şi se are în vedere mai întâi stabilizarea sa mai ales pe cale biologică (fermentare anaerobă, tabilizare aerobă), pe când nămolul anorganic se prelucrează prin procedee fizico- chimice (solidificare, extracţie de componente utile etc.).

Tabelul 9.1. Caracteristicile de filtrabilitate ale unor nămoluri industriale

Provenienţa nămolului Umiditate iniţială, %

Rezistenţa specifică convenţională la filtrare

1016 cm/g

Coeficient de compresibilitate,

s Nămolul primar, Filatura Baloteşti

86 1180 0,6

Nămol de precipitare de la Tăbăcăria minerală Rm.Vâlcea

88,7 – 90,9 20 - 25 0,75

Nămol primar brut, CCH Oneşti

95,6 – 90,6 310 – 375 0,8

Page 241: Gestionarea Deseurilor Industriale

Nămol primar de la prelucrarea carboniferă Petrila

85 – 92 300 – 1200 0,8

Nămol de precipitare, "Rulmentul" Bârlad

95,6 – 96,7 86 – 188 0,7 – 0,9

Nămol de precipitare C.Ch. Valea Călugărească

93,1 – 94,4 20 – 30 0,6

Nămol de precipitare "Dero" Ploieşti

98,1 11,2 1,16

Nămol primar (bere, spirt, drojdie) Bragadiru

97,1 – 98,6 5910 – 60000 0,6 – 1,3

Nămol biologic în exces CCH Piatra Neamţ

98,5 – 98,7 2953 – 4393 1,1

Nămol primar brut ISCIP Căzăneşti

94,7 – 97,2 674 – 704 -

Nămol biologic în exces, crescătorii de porci

97 – 99 5000 – 7000 0,9 – 1,2

Nămol biologic în exces (aerare prelungită), Industria lânii Constanţa

97,8 – 98,2 1761 – 1960 0,9

Rezistenţa specifică la filtrare şi compresibilitate Aceşti parametrii reprezintă unii dintre cei mai importanţi parametri pentru deshidratarea nămolurilor şi instrumente de apreciere a condiţionării nămolurilor. Rezistenţa specifică la filtrare se caracterizează cu relaţia:

22 b P Arcη

⋅ ⋅ ⋅=

⋅ (9.1) în care: r - rezistenţa specifică la filtrare, în cm/g; P - diferenţa de presiune aplicată, în dyn/cm2; A - suprafaţa de filtrare, în cm2; η - vâscozitate dinamică a filtratului (la temperatura probei), în g/cm s; b - panta dreptei din reprezentarea grafică a raportului t/v → v, în s/cm6; c - concentraţia de solide în turbă, în g/cm3. Pentru determinarea experimentale a rezistenţei specifice la filtrare se măsoară volumele de filtrat scurse la anumite intervale de timp într-o instalaţie specială de laborator, prin filtrare la diferenţă de presiune negativă sau pozitivă. În tabelul 9.1. se prezintă valori ale rezistenţei specifice la filtrare şi coeficientul d compresibilitate pentru unele nămoluri rezultate din epurarea apelor uzate industriale. Puterea calorică a nămolului Aceasta variază în funcţie de conţinutul în substanţă organică. Orientativ, putându-se determina cu relaţia:

Page 242: Gestionarea Deseurilor Industriale

PCn = SV x 44,4 (9.2) în care: PCn - puterea calorică netă; SV - conţinutul în substanţe volatile.

Puterea calorică se determină experimental, utilizând o bombă calorimetrică. În tabelul 9.2 se indică valorile orientative ale puterii calorice calculate la diferite concentraţii de materii organice.

Tabelul 9.2. Valori orientative ale puterii calorice a nămolurilor la diferite concentraţii de materii organice,

în solide uscate Materii organice în solide totale uscate

( % )

Putere calorică ( Kcal/kg )

Nămol primar Nămol activ în exces 100 6650 5650 90 5850 5050 80 5200 4450 70 4300 3850 60 3600 300 50 2800 2650 40 2150 2050 30 1400 1500

Metale grele şi nutrienţi Conţinutul de nutrienţi (K, P, N) prezintă o importanţă deosebită atunci când se are în vedere valorificarea nămolului ca îngrăşământ agricol sau agent de condiţionare a solului. De asemenea, utilizarea agricolă a nămolului este condiţionată de prezenţa şi cantitatea metalelor grele care prezintă grad ridicat de toxicitate. Dacă nămolul menajer conţine cantităţi reduse de metale grele, în general sub limitele admisibile, nămolul rezultat din epurarea în comun a apelor orăşeneşti cu cele industriale conduce, în funcţie de profilul industriei, la creşterea concentraţiei de metale grele în nămol. Prezenţa şi concentraţia metalelor în nămolurile industriale depinde de profilul şi procesul tehnologic al industriei. 9.2.1. Caracteristici biologice şi bacteriologice Nămolurile proaspete (primare şi secundare) prezintă caracteristici biologice şi bacteriologice asemănătoare cu cele ale apei supuse epurării, cu menţiunea că diminuarea lor în fază apoasă se traduce cu o concentrare în faza solidă. Diferitele procedee de prelucrare a nămolului, conduc şi la diminuarea potenţialului microbiologic al nămolului şi în mod deosebit al potenţialului patogen. În cadrul unor procedee de prelucrare se creează condiţii de dezvoltare a microorganismelor capabile să transforme unele substanţe prezente din nămol în substanţe utile sau neutre în raport cu mediul înconjurător. Astfel, în bazinul de fermentare anaerobă se dezvoltă microorganisme capabile de mineralizarea materiilor organice care realizează şi o reducere relativă a potenţialului patogen. În procesul de compostare, prin procese biochimice complexe se produce o humificare a materiei organice, iar datorită temperaturii se produce şi o dezinfecţie

Page 243: Gestionarea Deseurilor Industriale

a nămolului. Nămolurile rezultate din epurarea unor ape uzate industriale cu potenţial patogen ridicat (ferme de animale, tăbăcării, abatoare etc) trebuie prelucrate în mod corespunzător. Unele categorii de ape uzate ce nu prezintă un mediu prielnic de viaţă pentru microorganisme (pH acid, prezenţa unor metale toxice etc) conduc la formarea de nămoluri fără potenţial patogen. 9.3. PROCESE ŞI PROCEDEE DE PRELUCRARE A NĂMOLULUI Procesele de prelucrare a nămolurilor sunt multiple şi variate, în funcţie de provenienţa şi caracteristicile lor, dar şi în funcţie de modul final de evacuare. Clasificarea proceselor de prelucrare se poate face după diferite criterii, cum ar fi reducerea umidităţii, mineralizarea componentei organice etc. În tabelul 9.3. se prezintă o grupare a procedeelor de prelucrare sugerând posibilitatea alegerii unei scheme tehnologice convenabile fiecărui tip de nămol şi condiţiilor specifice locale.

Tabelul 9.3. Procedee de prelucrare a nămolului.

Tip de nămol Îngroşare Omogenizare

Fermentare Igienizare

Condiţionare Dishidratare Uscare Oxidare totală

Evacuare finală

PRIMAR Gravitaţională Fermentare anaerobă

Chimică Platforma pt. uscarea nămolului

Vetre etajate rotative

Incinerare Îngrăşămînt agricol

Fermentare aerobă

Termică Filtru presă Depozitare

Vacuum filtru

Materiale construcţii

Flotare Stabilizare chimică

Îngheţare Atomizare Oxid. umedă

SECUNDAR

Centrifugă

Filtru bandă Tratare

termică Cu material inert

Concentrator rotativ

Uscare solară

Piroliză

Centrifugare Compostare Lagună

Agent de condiţionare

a solului

DE LA TRATARE CHIMICĂ

Evacuare în subteran sau în mediu marin

9.3.1. Sitarea nămolurilor

Prin sitarea unui nămol se înţelege procesul prin care se reţin din acesta particule de dimensiuni mai mari şi de diverse compoziţii (plastic, lemn, metal, materiale textile, cauciuc, hârtie, etc.) care pot îngreuna procesele de prelucrare ulterioară. Cele mai frecvente perturbări în funcţionarea proceselor de prelucrare a nămolurilor datorate corpurilor cu dimensiuni mai mari se referă la:

- blocarea şi acelerarea uzurii rotoarelor pompelor care vehiculează nămol ; - blocarea şnecului centrifugelor, în cazul concentrării şi/sau deshidratării ; - blocarea sistemului de distribuţie a nămolului, a rolelor de ghidare a benzii,

precum şi creşterea uzurii acesteia în cazul concentrării şi/sau deshidratării cu filtre bandă ; - blocarea armăturilor şi pieselor speciale montate pe conductele ce transportă

nămol.

Se vor prevedea instalaţii de sitare curăţite automat, cu dimensiunea deschiderilor

Page 244: Gestionarea Deseurilor Industriale

cuprinsă între 3 şi 6 mm2. Cele mai frecvent utilizate instalaţii de sitare sunt:

- sitele păşitoare ; - instalaţii montate pe conducta de transport a nămolului prevăzute cu sistem de

presare a reţinerilor; 9.3.2. Mărunţirea nămolurilor

Mărunţirea nămolurilor este un proces, în care o cantitate mare de material fibros (vâscos) conţinut de nămol este tăiat sau împărţit în particule mici astfel încât să se prevină colmatarea sau înfăşurarea în jurul echipamentelor în mişcare. Un tocător tipic este prezentat în fig. 9.33.

Fig. 9.3 Echipament de mărunţire a nămolului Tocătoarele, încă de la început au necesitat o atenţie deosebită pentru întreţinere, dar noile proiecte de tocători cu viteză redusă s-au dovedit mult mai durabile şi mai fiabile. 9.3.3. Deznisiparea nămolurilor

În staţiile de epurare unde nu se folosesc instalaţii separate pentru îndepărtarea nisipului înainte de decantoarele primare, sau acolo unde procesul nu permite, este necesar să se îndepărteze nisipul înainte ca nămolul să poate fi procesat. Cea mai eficientă metodă de deznisipare a nămolului este supunerea acestuia unor forţe centrifuge pentru separarea particulelor de nisip de nămolul organic. Această separare se obţine prin folosirea unui deznisipator tip ciclon, ce nu are părţi mobile.

Eficienţa deznisipatorului tip ciclon este influenţată de presiunea şi de concentraţia de substanţe organice din nămol. Pentru a obţine separarea efectivă a nisipului, nămolul trebuie diluat până la 1 – 2% substanţă uscată. Din moment ce concentraţia creşte, mărimea particulelor ce pot fi îndepărtate descreşte. 9.4. CONDIŢIONAREA CHIMICĂ A NĂMOLURILOR

2 2 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06. 3 3 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06.

Page 245: Gestionarea Deseurilor Industriale

Condiţionarea chimică reprezintă procedeul de prelucrare a nămolurilor utilizat pentru

îmbunătăţirea eficienţei proceselor de concentrare şi deshidratare ale acestora. Adaosul de reactivi chimici conduce la micşorarea rezistenţelor specifice la filtrare a namolurilor şi implicit la separarea mai uşoară a apei din nămolul trimis la prelucrare.

Pentru condiţionarea chimică a nămolurilor se utilizează în mod frecvent două grupe de reactivi:

- reactivi anorganici ; - polielectroliţi organici.

Din categoria reactivilor anorganici mai des utilizaţi se pot enumera: varul, clorura

ferică (FeCl3), sulfatul feric [Fe2 (SO4) 9H2O], sulfat feros (FeSO4 7H2O), clorosulfat feric ( FeSO4Cl).

De asemenea, în anumite situaţii se folosesc şi săruri de aluminiu precum sulfatul de aluminiu Al2 (SO4)3.

Doza optimă de reactiv reprezintă cantitatea cea mai mică de substanţă chimică care, în condiţii de laborator, produce un nămol cu rezistenţa specifică de filtrare egală cu 10 × 1010 cm/g pentru o diferenţă de presiune aplicată în laborator ΔP = 0,5 bar .

Prin doză maximă se înţelege cantitatea cea mai mare de reactiv căreia îi corespunde o rezistenţa specifică de filtrare minimă (valoare ce nu mai poate fi redusă prin mărirea dozei).

Varul este folosit pentru ridicarea pH-ului atunci când acesta are valori scăzute datorită utilizării clorurii ferice pe post de coagulant. Pe lângă controlul pH-ului, varul mai poate reduce mirosurile produse de sulfuri care sunt transformate în soluţie, din hidrogen sulfurat în sulfură şi ion bisulfură, produşi de reacţie nevolatili la un pH alcalin.

Formarea precipitaţilor de carbonat şi hidroxid de calciu conduce la îmbunătăţirea proceselor de deshidratare, acţionând ca un agent de înfoiere care măreşte porozitatea nămolului şi diminuează rezistenţa la compresiune.

Trebuie evitată dozarea în exces a varului, deoarece aceasta poate afecta procesul de stabilizare a nămolului.

În general dozele de var variază între 5 şi 40% din substanţa uscată.

Clorura ferică este un reactiv folosit la coagularea materiilor solide din nămol, proces care decurge în bune condiţii la pH mai mare de 6. La pH sub 6, formarea flocoanelor este slabă iar deshidratarea se realizeză dificil. De aceea, pentru corectarea pH-ului se foloseşte varul, care va conduce la o deshidratare optimă. Majoritatea nămolurilor rezultate în urma epurării apelor uzate nu pot fi condiţionate cu succes fără a asocia clorura ferică cu varul. Clorura ferică trebuie introdusă în nămol înaintea varului iar punctele de injecţie a celor doi reactivi trebuie să fie separate.

În general dozele de clorură ferică variază între 2 şi 10% substanţă uscată. Având în vedere corozivitatea pronunţată a clorurii ferice, se recomandă manipularea

şi stocarea corespunzătoare a acesteia. Clorura ferică se livrează sub formă lichidă, în soluţie cu o concentraţie de 30 – 35%.

Polimeri organici (polielectroliţi) cunoscuţi şi sub numele de polielectroliţi, sunt

substanţe chimice de sinteză cu structură de lanţ molecular lung, solubile în apă, care favorizează procesele de concentrare şi deshidratare ale nămolurilor reţinute în staţiile de epurare. Aceştia acţionează asupra particulelor solide din nămol prin neutralizarea sarcinii electrice a acestora şi formarea flocoanelor cu proprietăţi de deshidratare îmbunătăţite.

Page 246: Gestionarea Deseurilor Industriale

Funcţie de sarcina electrică predominantă a acestora, polimerii pot fi: - neionici – nu prezintă sarcină electrică ; - anionici – utilizaţi pentru condiţionarea nămolurilor cu conţinut preponderent

mineral; - cationici – pentru condiţionarea nămolurilor de natură organică.

Poliacrilamida este cel mai utilizat polimer de tip neionic, şi se formează prin

polimerizarea catenei monomerului acrilamida. Pentru a transporta sarcina electrică pozitivă sau negativă în soluţie apoasă, poliacrilamida trebuie combinată cu monomeri anionici sau cationici4. 9.4. CONCENTRAREA (ÎNGROŞAREA) NĂMOLURILOR

Procedeul de concentrare (îngroşare) a nămolurilor constă în reducerea umidităţii acestora în vederea prelucrării ulterioare a unor volume mai mici. Se poate aplica tuturor nămolurilor ce rezultă în urma epurării apelor uzate.

Funcţie de proprietăţile nămolului ce urmează a fi concentrat, se pot aplica scheme cu sau fără condiţionarea chimică sau termică a acestuia. Această metodă constituie cea mai simplă şi larg răspândită metodă de concentrare a nămolului, având drept rezultat reducerea şi ameliorarea rezistenţei specifice la filtrare. Îngroşarea se poate realiza prin decantare, flotare sau centrifugare, gradul de îngroşare depinzând de mai multe variabile, dintre care mai importante sunt: tipul de nămol, concentraţia iniţială a solidelor, temperatură, utilizarea agenţilor chimici, durata de îngroşare etc. Prin îngroşare, volumul nămolului se poate reduce de circa 20 de ori faţă de volumul iniţial, dar îngroşarea este eficientă tehnico-economic până la o concentraţie de solide de 8-10%.

Cele mai utilizate procedee de concentrare a nămolurilor provenite dintr-o staţie de epurare sunt:

- concentarea gravitaţională ; - concentrarea mecanică, care poate fi realizată în instalaţii specifice precum: - filtru cu vacuum ; - filtru presă ; - filtru bandă ; - unitate de flotaţie cu aer dizolvat ; - centrifugă ; - instalaţie de concentrare cu şnec.

9.4.1. Îngroşarea gravitaţională Se realizează în instalaţii convenţionale de tipul decantoarelor circulare, având radierul cu pantă spre centru, dotate cu echipamente mecanice de amestec lent, pentru a favoriza dirijarea nămolului spre centru, de unde se extrage, apa separată evacuându-se pe la partea superioară. Timpul mediu de reţinere a solidelor în îngroşător este de 0,5-2 zile. Se utilizează în mod frecvent îngroşătoare cu funcţionare continuă, instalaţiile calculându-se la o încărcare hidraulică de 0,6-1,2 m3/m2 h. Încărcarea cu solide este de 1,5-6,0 kg/m2h, în funcţie de caracteristicile nămolului (tabelul 9.4.) 4 4 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06.

Page 247: Gestionarea Deseurilor Industriale

Tabelul 9.4.

Încărcarea şi concentraţia în solide la îngroşătoare gravitaţionale Tipul de nămol Încărcarea în solide

kg/m2h Concentraţia de solide în îngroşat %

Nămol primar 4 – 6 8 – 10 Nămol activ 1 – 1,2 2,5 – 3 Peliculă biologică 1,5 – 2 7 – 9 Nămol primar + activ 1 – 2 5 – 8 Nămol primar + peliculă biologică 2 -2,4 7 - 9

Concentratoarele gravitaţionale sunt construcţii, în general sub forma unor bazine

circulare (fig. 9.4 a şi b), folosite cu precădere pentru prelucrarea următoarelor tipuri de nămoluri5:

- primar sau primar condiţionat cu var; - biologic de la filtrele percolatoare; - fermentat anaerob.

a)

b)

Fig. 9.4. Concentrator de nămol gravitaţional: 5 Weiner Ruth E şi Robin A. Matthews – Environmental Engineering, Elsevier Science, USA, 2003;

Page 248: Gestionarea Deseurilor Industriale

a) vedere în plan; b) vedere în secţiune.

La proiectarea concentatoarelor de nămol se va ţine seama de următoarele criterii: - numărul minim de unităţi n = 2 ; - evacuarea supernatantului să se realizeze pe cât posibil gravitaţional ; - se va ţine seama ca încărcarea cu substanţă uscată să nu depăşească limita

maxim admisă. 9.4.2. Concentrarea (îngroşarea) mecanică a nămolurilor

Reprezintă procedeul de reducere a umidităţii nămolurilor cu ajutorul unor utilaje şi echipamente specializate, capabile să realizeze performanţe superioare concentratoarelor gravitaţionale.

Atunci când se aplică concentrarea (îngroşarea) mecanică este obligatorie condiţionarea nămolului ce urmează a fi prelucrat. Prin condiţionare se urmăreşte reducerea rezistenţei specifice la filtrare „r” şi a coeficientului de compresibilitate “s”.

Concentrarea mecanică a nămolurilor poate fi realizată cu unul din următoarele utilaje: - unităţi de flotaţie cu aer dizolvat ; - centrifuge ; - concentratoare gravitaţionale cu bandă ; - concentratoare cu tambur rotativ.

Îngroşarea prin flotare se aplică pentru suspensii care au tendinţa de flotare şi sunt rezistente la compactare prin îngroşare gravitaţională (fig. 9.5.). Procesul de flotare cu aer se poate realiza prin: flotarea cu aer dispersat, flotare cu aer dizolvat sub presiune, flotare cu aer la presiune negativă şi flotare biologică. Cel mai larg utilizat este procesul de flotare cu aer dizolvat sub presiune, care prin destindere la presiunea apropiată de cea atmosferică elimină bule fine (d ≈ 80 µm), care se ataşează sau se înglobează în flocoanele de nămol şi le ridică la suprafaţă. Pentru asigurarea unei concentraţii convenabile de materii în suspensie la alimentare, se practică recircularea unei fracţiuni de efluent. Principalii parametri ce influenţează procesul de îngroşare prin flotare sunt: presiunea, raportul de recirculare, concentraţia de solide la alimentare, durata de retenţie, raportul aer / solide, tipul şi calitatea nămolului, încărcarea hidraulică în solide, utilizarea agenţilor chimici6.

6 6 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06.

Page 249: Gestionarea Deseurilor Industriale

Fig. 9.5. Instalaţie de flotaţie.

Dimensionarea instalaţiei de presurizare a aerului va ţine seamă de mai muţi factori,

precum: - încărcarea superficială cu materii solide Is , considerată la proiectare ; - eficienţa sistemului de presurizare ; - presiunea de funcţionare a sistemului ; - temperatura lichidului ; - concentraţia în materii solide a nămolului ce urmează a fi îngroşat.

Eficienţele instalaţiilor de presurizare variază de la un producător la altul şi de configuraţia sistemului ce a fost adoptat, între 50 – peste 90%. Îngroşarea prin centrifugare se aplică în general pentru nămolul activ în exces, atunci când nu se dispune de spaţiu pentru alte instalaţii mai puţin compacte. Utilizând centrifuga cu transportor elicoidal se poate atinge o concentrare de solide de circa 4% şi un grad de reţinere a solidelor de 90%, la îngroşarea nămolului activ cu adaos de floculanţi. Ţinând seama de viteza de rotaţie mare a echipamentului (6000 rot/min), consumul de floculanţi este mai mare datorită fragilităţii şi ruperii flocoanelor, deci costurile de exploatare sunt mai mari decât în cazul altor procedee. În tabelul 9.5. se prezintă date comparative asupra diferitelor procedee de îngroşare a nămolului.

Tabelul 9.5.

Date comparative între diferite procedee de îngroşare a nămolului Tehnologia Conţinut de

substanţă uscată

obţinută (%)

Consum de energie, kWh/m3 nămol

Caracteristici

Îngroşare gravitaţională

4 -6 0,1 – 0,3 Simplă: costuri scăzute de exploatare; necesită spaţiu mare, costuri de construcţii ridicate; nu este afectată de solidele prezente în nămol

Page 250: Gestionarea Deseurilor Industriale

Îngroşare prin centrifugare

5 0,7 – 2,5 Convenabil pentru nămoluri biologice (fără substanţe abrazive); spaţiu redus şi cost de construcţie scăzut

Îngroşare prin flotare

4 -6 0,3 – 0,6 Spaţiu redus; costuri de construcţie mici; tehnologie sofisticată; costuri de exploatare ridicate

Principalele variabile operaţionale includ:

- caracteristici ale nămolului influent la concentrare (îngroşare) precum indexul volumetric al nămolului şi proprietatea de a reţine apa acestuia ;

- viteza de rotaţie a tamburului ; - încărcarea hidraulică ; - grosimea stratului lichid din camera de centrifugare ; - viteza diferenţială a şnecului transportor ; - necesitatea condiţionării chimice în vederea îmbunătăţirii performanţelor de

concentrare.

Concentrator gravitaţional cu bandă - Echipamentul constă dintr-o bandă filtrantă tensionată acţionată de un sistem de role cu viteză variabilă. Nămolul introdus la concentrare este distribuit într-un strat uniform pe toată lăţimea activă a benzii. Datorită materialului filtrant din care este realizată banda, supernatantul se separă pe cale gravitaţională şi este evacuat într-un jgheab la partea inferioară a instalaţiei. (fig. 9.6). Pe întreg parcursul traseului de deplasare a benzi, dar şi pe toată lăţimea acesteia, în zona de concentrare, nămolul este brazdat de către un sistem de greble. La capătul aval al benzii, nămolul concentrat este descărcat într-un jgheab colector. În zona inferioară de deplasare a benzii este montat un dispozitiv de spălare a acesteia7.

Fig. 9.6. Concentrator gravitaţional cu bandă

Concentratoarele gravitaţionale cu bandă sunt utilizate în special pentru prelucrarea:

nămolului în exces de la bazinele de aerare, nămolurilor fermentate pe cale anaerobă sau aerobă precum şi a celora rezultate în urma epurării chimice a apelor uzate.

Parametrii de proiectare ai concentratoarelor gravitaţionale cu bandă sunt: - încărcarea hidraulică cu nămol a benzii - încărcarea superficială cu materii solide, variază între 200 şi 600 kg/m2,h ;

7 7 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06.

Page 251: Gestionarea Deseurilor Industriale

- sistemul este proiectat pentru a evacua un nămol concentrat cu o umiditate de 93 – 95% ;

- dozajul de polimer necesar îngroşării nămolului în exces de la bazinele de aerare variază în intervalul 3 – 7 kg polimer în stare uscată / tona substanţă uscată din nămol.

Concentratoare cu tambur rotativ - Sunt instalaţii alcătuite dintr-o sită cilindrică rotativă, acţionată de un electromotor având în componenţă atât sistemul de injectare a reactivilor cât şi reactorul de floculare a particulelor solide din nămol (fig. 9.7). În timpul funcţionării tamburul se roteşte cu o viteză de 5 – 20 rot/min8.

Fig. 9.7. Concentrator cu tambur rotativ

9.5. STABILIZAREA NĂMOLURILOR

Procesul de stabilizare a nămolului se poate realiza prin trei metode: stabilizare anaerobă (fermentare), stabilizare aerobă şi stabilizare alcalină.

Stabilizarea anaerobă (fermentarea) este probabil metoda cea mai des folosită în staţiile de epurare a apelor uzate. Produce un nămol relativ stabil cu costuri moderate şi ca un beneficiu suplimentar, produce biogaz în a cărei componenţă se găseşte preponderent gaz metan. Acest biogaz poate fi folosit pentru încălzirea nămolului influent şi a nămolului de recirculare la temperatura de proces, iar în marile staţii de epurare poate fi folosit pentru producerea de electricitate şi agent termic.

În cadrul staţiilor mari de epurare, unde se aplică epurarea avansată a apelor uzate, se pot prevede rezervoare de fermentare acidogenă, necesare pentru producerea sursei de carbon în procesul de denitrificare.

Unele dezavantaje ale procesului sunt următoarele: costuri iniţiale ridicate, o cantitate însemnată de echipamente mecanice (în special acolo unde gazul este valorificat), un supernatant a cărui concentraţii în poluanţi este foarte mare la fermentarea în două trepte, nămolul trebuie încălzit pentru a menţine temperatura şi procesele dorite şi tendinţa de 8 8 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06.

Page 252: Gestionarea Deseurilor Industriale

supraîncărcare a proceselor ca rezultat al unei slabe mixări, nevoia de control a temperaturii, prezenţa metalelor grele sau a altor agenţi toxici în influent.

Stabilizarea aerobă se întâlneşte în staţiile de epurare mici şi medii. Este un proces ce necesită multă energie (datorită energiei consumate pentru transferul oxigenului) comparat cu fermentarea anaerobă, dar necesită costuri mai mici pentru investiţie. Stabilizarea aerobă este mai puţin complexă din punct de vedere funcţional şi uneori nu are procese separate. Stabilizarea aerobă a nămolului se poate produce fie în bazine dedicate, ca stabilizatoare de nămol (pe linia nămolului), fie în bazine de aerare de pe linia apei în care se realiezează o epurare avansată (de exemplu nitrificare cu stabilizare, unde datorită timpilor de retenţie mari, nămolul activat rezultă deja stabilizat.

Stabilizarea alcalină este stabilizarea în urma căreia produsul rezultat conţine puţini agenţi patogeni şi poate fi folosit cu succes în agricultură sau pentru îmbunătăţirea parametrilor unui pământ. Un dezavantaj al stabilizării alcaline este acela că masa produsului se măreşte prin adăugarea de material alcalin. 9.5.1. Fermentarea anaerobă a nămolului Fermentarea nămolului, în vederea unei prelucrări ulterioare sau a depozitării se poate realiza prin procedee anaerobe sau aerobe - primele fiind cel mai des folosite. În procesul de fermentare, materialul organic este mineralizat, iar structura coloidală a nămolului se modifică. Nămolul fermentat poate fi mai uşor deshidratat, cu cheltuieli mai mici decât în cazul nămolului brut.

Fermentarea anaerobă are loc, ca rezultat al unei serii complicate de reacţii chimice şi biochimice. Reacţiile care au loc implică multe tipuri de bacterii, fiecare tip furnizând o biotransformare unică şi indispensabilă. Procesele de fermentare cuprind următoarele etape: hidroliza, formarea de compuşi organici solubili şi acizi organici cu catene scurte şi formarea de metan (fig. 9.8)9. În prima etapă (hidroliza), proteinele, celuloza, lipidele, şi alte materii organice complexe sunt solubilizate. În cea de-a doua etapă (formarea acizilor), produşii primei etape sunt transformaţi în compuşi organici solubili incluzând acizii graşi cu catene lungi; aceşti compuşi organici solubili sunt apoi transformaţi în acizi organici cu catene scurte (cunoscută ca acidifiere). În cea de-a treia etapă (formarea metanului), acizii organici sunt transformaţi în metan şi în dioxid de carbon. Eficienţa stabilizării prin fermentare anaerobă este măsurată prin cantitatea de materii volatile (organice) reduse în timpul procesului. Deoarece fermentarea anaerobă este realizată biologic şi depinde de dezvoltarea microorganismelor, nu are loc o reducere completă a materiilor volatile ci în proporţie de 40-60% (procent numit limită tehnică de fermentare), în mod obişnuit. Eficienţa scăzută are loc atunci când sunt prezente substanţe greu biodegradabile. Un procent ridicat de descompunere a materiilor solide se obţine atunci când nămolul este compus din materii uşor degradabile, cum sunt carbohidraţii simpli, carbohidraţii compuşi (celuloza), proteinele şi lipidele.

9 9 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06.

Page 253: Gestionarea Deseurilor Industriale

Fig. 9.8. Procesele care au loc în timpul fermentării anaerobe.

Cinetica fermentării anaerobe se desfăşoară sub influenţa a două grupe principale de bacterii:

- facultativ anaerobe, acido-producătoare, care transformă substanţele organice complexe (hidraţi de carbon, proteine, grăsimi)în substanţe organice mai simple (acizi organici, alcooli, cetone etc) cu ajutorul enzimelor extracelulare;

- anaerobe, metano-producătoare, care utilizează ca hrană moleculele mai simple de substanţe organice şi cu ajutorul enzimelor intracelulare sunt transformate în compuşi simpli: apă, bioxid de carbon şi metan. Viteza de reacţie globală este dată de faza cea mai lentă, cea de gazeificare, datorită vitezei de multiplicare redusă a bacteriilor şi de marea sensibilitate la condiţiile de mediu. Aşa cum este cunoscut, din procesul de fermentare anaerobă rezultă gazul de fermentare combustibil (biogaz) utilizat ca sursă neconvenţională de energie. Factorii care influenţează procesul de fermentare se pot grupa în două categorii:

- caracteristicile fizico-chimice ale nămolului supus fermentării: concentraţia substanţelor solide, raportul mineral / volatil, raportul dintre componenta organică şi elemente nutritive, prezenţa unor substanţe toxice sau inhibitoare etc;

- concepţia şi condiţiile de exploatare ale instalaţiilor de fermentare: temperatura, sistemul de alimentare şi evacuare, sistemul de încălzire, de recirculare, de omogenizare, timpul de fermentare, încărcarea organică etc.

Fermentarea anaerobă are loc, ca rezultat al unei serii complicate de reacţii chimice şi biochimice. Reacţiile care au loc implică multe tipuri de bacterii, fiecare tip furnizând o biotransformare unică şi indispensabilă. Procesele de fermentare cuprind următoarele etape: hidroliza, formarea de compuşi organici solubili şi acizi organici cu catene scurte şi formarea de metan. În prima etapă (hidroliza), proteinele, celuloza, lipidele, şi alte materii organice complexe sunt solubilizate. În cea de-a doua etapă (formarea acizilor), produşii primei etape sunt transformaţi în compuşi organici solubili incluzând acizii graşi cu catene lungi; aceşti compuşi organici solubili sunt apoi transformaţi în acizi organici cu catene scurte (cunoscută ca acidifiere). În cea de-a treia etapă (formarea metanului), acizii organici sunt transformaţi în metan şi în dioxid de carbon. Eficienţa stabilizării prin fermentare anaerobă este măsurată prin cantitatea de materii volatile (organice) reduse în timpul procesului. Deoarece fermentarea anaerobă este realizată biologic şi depinde de dezvoltarea microorganismelor, nu are loc o reducere completă a materiilor volatile ci în proporţie de 40-60% (procent numit limită tehnică de fermentare), în mod obişnuit. Eficienţa scăzută are loc atunci când sunt prezente substanţe greu biodegradabile. Un procent ridicat de descompunere a materiilor solide se obţine atunci când nămolul este compus din materii uşor degradabile, cum sunt carbohidraţii simpli, carbohidraţii compuşi (celuloza), proteinele şi lipidele.

Page 254: Gestionarea Deseurilor Industriale

9.5.1.1. Factorii care influenţează procesul de fermentare anaerobă

Temperatura este importantă deoarece influenţează gradul de fermentare, viteza

reacţiei de hidroliză şi formarea biogazului. Temperatura de funcţionare stabileşte timpul minim de retenţie al materiilor solide necesar obţinerii unei distrugeri suficiente a materiilor volatile. Majoritatea sistemelor de fermentare anaerobe sunt proiectate să funcţioneze la o temperatură de 30 - 38º C, caz în care fermentarea se numeşte mezofilă, iar unele rezervoare de fermentare sunt proiectate să funcţioneze la temperatură de 50 - 57º C, caz în care fermentarea se numeşte termofilă. De asemenea, fermentarea se poate face şi la temperatură de 15 - 25º C, caz în care fermentarea se numeşte criofilă (fără încălzirea nămolului şi fără recirculare). Aceasta din urmă este mai rar utilizată datorită volumelor mari ale rezervoarelor de fermentare ce rezultă.

Fermentarea termofilă este capabilă să reducă mai mult substanţele volatile pe unitatea de volum a rezervorului de fermentare decât fermentarea mezofilă, deoarece reacţiile biochimice cresc odată cu creşterea temperaturii.

Cea mai eficientă fermentare o reprezintă fermentarea termofilă, care prezintă o reducere a substanţei organice substanţială, o distrugere într-o proporţie mai mare a agenţilor patogeni şi o fermentare sporită a spumei formate. În schimb, datorită cerinţei de menţinere a temperaturii la o valoare de 50 - 57ºC, necesită costuri foarte ridicate de exploatare, respectiv de încălzire a nămolului (influent şi de recirculare).

Fermentarea criofilă, presupune costuri de exploatare reduse (nu necesită încălzirea nămolului influent şi nici recirculare), dar costuri de investiţie foarte mari pentru rezervoarele de fermentare, deoarece, procesele se desfăşoară la o rată mai scăzută, necesită timp de retenţie mari, respectiv volume mai mari.

Astfel, cea mai avantajoasă fermentare o constituie cea mezofilă, care este varianta de compromis dintre cele două metode de fermentare prezentate anterior, în sensul că presupune costuri moderate de exploatare şi investiţie.

În timp ce alegerea temperaturii de funcţionare este un parametru important, un lucru şi mai important este menţinerea unei temperaturi constante de funcţionare, datorită bacteriilor ce sunt implicate în proces şi sunt sensibile la variaţiile de temperatură. Variaţia de temperatură, cu creşterea acesteia peste 1ºC/zi, poate duce la eşuarea procesului. Un proiect bun evită o creştere a temperaturii mai mult de 0,5ºC/zi. În afara acestor factori legaţi de calitatea materialului şi parametrii instalaţiilor, mai sunt o serie de factori la nivelul celulei, legaţi de echipamentul enzimatic, mult mai dificil de sesizat şi dirijat, necesitând metode de investigare deosebit de complexe. Se vor analiza câţiva dintre factorii de influenţă asupra procesului, ce pot fi dirijaţi în sensul dorit10. Concentraţia substanţelor solide din nămol trebuie să fie astfel aleasă încât să asigure apa fiziologică necesară bacteriilor. Se recomandă concentraţii de 5-10% materii solide. Concentraţii mai ridicate ale materialului, peste 12% creează dificultăţi la pompare şi omogenizare. Componenta organică a fazei solide prezintă, de asemenea, importanţă în procesul de mineralizare şi în producţia gazului. Se apreciază că o reducere minimă de 50% a componentei organice asigură o stabilitate relativă a nămolului. Compoziţia gazului nu este influenţată de gradul de descompunere al materiei organice, ci de componentele organice. Principalele grupe de substanţe organice prezente în componenta volatilă, cu implicaţie asupra cantităţii şi compoziţiei gazului de fermentare sunt: hidraţii de carbon, 10 10 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06.

Page 255: Gestionarea Deseurilor Industriale

proteinele şi grăsimile. În tabelul 9.6. se prezintă producţia specifică şi compoziţia gazului la cele trei grupe de substanţe organice.

Tabelul 9.6.

Producţia şi compoziţia gazului pe principalele grupe de substanţe organice din nămol

Grupa Producţia de gaz, cm3/g substanţă

Compoziţia gazului %

Hidraţi de carbon 790 50 CH4+50 CO2 Grăsimi 1250 68 CH4+32 CO2 Proteine 704 71 CH4+29 CO2

Cercetări efectuate arată că fermentarea anaerobă se poate aplica pentru majoritatea substanţelor organice, excepţie făcând lignina şi uleiurile minerale. Componenta minerală, în special sărurile de azot şi fosfor prezintă importanţă în fermentarea anaerobă. Sunt stabilite anumite rapoarte optime între carbon organic, azot şi fosfor, o producţie bună de gaz obţinându-se la raportul Corg / Norg = 13 – 14. O serie de cationi ( Ca2+, Mg2+, Na+, K+, NH+) produc inhibarea fermentării anaerobe la concentraţii peste 10 g/l. Sărurile de sodiu sunt relativ toxice faţă de bacteriile metanice, astfel că în cazul de neutralizare a nămolului supus fermentării este indicat să se evite hidroxidul de sodiu. Influenţa substanţelor toxice ca: nichel, crom (tri- şi hexavalent), zinc, cupru, plumb etc.au efect de inhibare şi dereglare a procesului de fermentare anaerobă. Limitele de inhibare şi dereglare a procesului sunt uneori controversate, influenţa toxică a metalelor fiind strâns corelată cu prezenţa sulfurilor care produc, cu ionii metalici, complexe netoxice pentru bacterii. În tabelul 9.7 se indică limitele de concentraţii pentru unele substanţe cu efecte toxice în procesul de fermentare.

Tabelul 9.7.

Limitele de concentraţie pentru unele substanţe cu influenţă asupra procesului de fermentare

Substanţa Concentraţia mg/l Substanţa Concentraţia mg/l Sulfuri 200 Calciu 2000- 6000

Metale grele solubile 1 Magneziu 1200-3500 Sodiu 5000-8000 Amoniu 1700-4000

Potasiu 4000-10000 Amoniu liber 150 O altă categorie de substanţe cu caracter inhibitor sau toxic sunt şi unele substanţe organice, în concentraţie mare, cum ar fi alcool metilic, etilic, propilic, izoamilic, benzen, toluen, peste 1 g/l; alcooli superiori peste 0,1 - 0,2 g/l; substanţe tensioactive peste 20 mg/l ,nămol. De asemenea pesticidele, în special cele organo- clorurate, produc dereglări în procesul de fermentare. Influenţa pH-ului . Fermentarea anaerobă se desfăşoară în condiţii optime la pH = 6,8 - 7,6, interval în care producţia şi compoziţia gazului sunt normale. Modificarea pH-ului apare la modificarea calităţii nămolului de alimentare sau la exploatarea incorectă a instalaţiei

Page 256: Gestionarea Deseurilor Industriale

Amestecul - recircularea – inoculare are ca scop principal amestecul nămolului fermentat de la baza rezervorului de fermentare cu cel de la suprafaţă, prin aceasta obţinându-se o mai rapidă degradare a substanţei organice, respectiv o mai rapidă terminare a fermentării. Cercetări recente asupra mecanismelor de degradare şi conversie a materiei organice din nămol au pus în evidenţă căi de stimulare a procesului de fermentare prin factori exogeni. Astfel, adaosuri de medii nutritive pentru bacterii, adaosuri de vitamine şi alţi factori de creştere au condus la sporirea producţiei de gaz de fermentare cu 10-15% 9.5.1.2. Aplicabilitate

Fermentarea anaerobă poate fi considerată ca fiind utilă procesului de stabilizare atunci când concentraţia substanţelor volatile este mai mare sau egală cu 50% sau chiar mai mare şi când sunt prezente sau pot apărea substanţele inhibitoare. Fermentarea nămolului primar are ca rezultat o separare a fracţiunii solide de cea lichide în comparaţie cu nămolul activat. Combinând cele două tipuri de nămol, amestecul va avea rezultat bun în sedimentare, mult mai bun decât nămolul activat dar mai slab decât nămolul primar. Reziduurile chimice conţin var, fier, aluminiu şi alte substanţe ce pot fi fermentate cu succes dacă substanţele volatile conţinute au un timp de retenţie destul de mare pentru a suporta reacţiile biochimice şi nu sunt prezente substanţele inhibitoare. Dacă o examinare a caracteristicilor nămolului indică o varietate mare a calităţii acestuia, fermentarea anaerobă poate să nu fie posibilă datorită sensibilităţii sale la schimbările calitative ale substratului.

Unul dintre avantajele fermentării anaerobe este producerea de energie. Gazul metan conţinut în biogazul produs poate fi folosit pentru a încălzi nămolul influent şi cel de recirculare la temperatura de proces, iar excesul poate fi folosit pentru încălzirea clădirilor civile din incintă precum şi pentru producerea de energie electrică.

Dezavantajele fermentării anaerobe sunt următoarele: rezervorul de fermentare poate uşor refula datorită condiţiilor neaşteptate şi a accidentelor sau a încărcărilor ridicate şi este greu de restabilizat. Sunt necesare rezervoare de fermentare cu volume mari datorită dezvoltării încete a bacteriilor metanogene şi a timpului mare de retenţie necesar. Aceste lucruri duc la sporirea costurilor de investiţie.

În timpul fermentării, metalele grele sunt concentrate în nămol, ele putând restricţiona posibilităţile de împrăştiere pe pămînt a nămolului fermentat. Supernatantul rezultat este trimis fie în influentul staţiei de epurare, fie în amontele decantoarelor primare, fie la o facilitate separată de epurare a supernatantului. Operaţiile de curăţare sunt dificile şi periculoase datorită bazinului ce este închis. Încălzirea interioară şi echipamentul de mixare pot avea probleme semnificative datorită coroziunii, a uzurii şi a condiţiilor inaccesibile. Sistemul de încălzire exterior, de asemenea, se poate obtura şi are nevoie de întreţinere constantă.

Pentru personalul de exploatare, există pericolul exploziei, ca rezultat al unei exploatări şi întreţineri necorespunzătoare, a scurgerilor sau a neglijenţei. Condensul pe conducta de gaz sau colmatarea pot provoca probleme de întreţinere. Ceea ce necesită o întreţinere ridicată datorită depunerilor, a spumei şi a nisipului ce se acumulează.

Pe linia nămolului la staţiile mari şi la cele unde se aplică epurarea avansată a apelor, este indicat a se prevedea un rezervor de fermentare acidogenic necesar pentru producerea sursei de carbon în procesul de denitrificare.

Trei configuraţii ale procesului pentru fermentarea anaerobă sunt folosite în mod obişnuit: fermentarea de mică încărcare, fermentarea de mare încărcare şi fermentarea în două

Page 257: Gestionarea Deseurilor Industriale

etape. În plus, fermentarea anaerobă poate funcţiona la două regimuri ale temperaturii: mezofilă (30-38ºC) şi termofilă (50-60ºC)11. 9.5.1.2.1. Fermentarea anaerobă de mică încărcare

Rezervoarele de fermentare de mică încărcare sunt cele mai vechi sisteme de fermentare anaerobă şi mai sunt numite şi rezervoare de fermentare anaerobe convenţionale. Figura 9.9 prezintă un rezervor de fermentare cu debit constant. Rezervorul de fermentare este compus dintr-un rezervor de formă cilindrică cu pantă la partea inferioară şi cu un acoperiş plat sau curb. Nu este prezentă amestecarea în acest sistem.

Fig. 9.9. Fermentarea anaerobă de mică încărcare

Datorită faptului că nu se face amestecarea la sistemele de fermentare de mică

încărcare apare fenomenul de stratificare în interiorul rezervorului de fermentare. Biogazul acumulat la partea superioară a rezervorului este evacuat pentru a fi stocat sau pentru a fi valorificat. Spuma se acumulează la partea superioară a lichidului sau a supernatantului. Supernatantul este evacuat şi recirculat înainte de decatorul primar sau la intrarea în treapta subavansată. Supernatantul conţine concentraţii foarte mari de azot şi fosfor. Particulele stabilizate decantează la partea inferioară a rezervorului pentru a fi îndepărtate şi apoi prelucrate.

Fermentarea de mică încărcare este caracterizată printr-o alimentare intermitentă, o încărcare redusă cu substanţă organică (volatilă) a rezervorului de fermentare, nu se face amestec decât prin fenomenul de flotare a bulelor de gaz, dimensiuni mari ale rezervoarelor datorită volumului şi timpului de retenţie cuprins între 30 şi 60 de zile. Nisipul şi stratul de spumă (crustă) se vor acumula la partea inferioară şi respectiv la partea superioară, în consecinţă, volumul efectiv scade. 9.5.1.2.2. Fermentarea anaerobă de mare încărcare, într-o singură treaptă

Rezervoarele de fermentare de mare încărcare sunt caracterizate prin mixarea şi

11 11 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06.

Page 258: Gestionarea Deseurilor Industriale

încălzirea nămolului, debitul de alimentare este uniform şi se realizează o concentrare a nămolului înainte de a fi fermentat (fig. 9.10). Ca rezultat, volumul rezervorului necesar pentru o fermentare corespunzătoare este redus şi stabilitatea procesului este îmbunătăţită.

Fig. 9.10. Fermentare anaerobă de mare încărcare într-o singură treaptă

Încălzirea nămolului pentru fermentare are ca efect îmbunătăţirea dezvoltării

microorganismelor, a eficienţei de fermentare şi a producţiei de biogaz. Rezervoarele de fermentare anaerobă de mare încărcare pot funcţiona la temperaturi mezofile şi termofile. Fermentarea termofilă poate oferi câteva avantaje suplimentare faţă de fermentarea mezofilă, cum ar fi raportul ridicat al reacţiilor ce pot avea ca rezultat micşorarea volumului necesar desfăşurării procesului de fermentare, creşterea distrugerii agenţilor patogeni şi caracteristici de deshidratare mult mai bune. Restricţiile procesului includ o sensibilitate extremă a microorganismelor la variaţia temperaturii de proces, o energie necesară mult mai mare (şi mai departe costuri ridicate de exploatare pentru menţinerea temperaturii de proces) comparat cu procesele de fermentare mezofilă şi producerea de nămol fermentat cu miros mult mai puternic.

Procedeele utilizate în încălzirea nămolului sunt: injectarea de aburi, folosirea schimbătorilor de căldură interiori şi folosirea schimbătorilor de căldură exteriori. Schimbătorii de căldură exteriori sunt cei mai utilizaţi datorită flexibilităţii lor şi a faptului că sunt mult mai uşor de controlat la suprafaţa de încălzire. Spiralele interioare se pot colmata uşor şi vor trebui întreţinute periodic, sau rezervorul de fermentare va trebui golit pentru ca acestea să poată fi curăţate. Temperatura apei de încălzire este menţinută la valori cuprinse între 50 şi 62 ºC. Amestecarea nămolului din rezervorul de fermentare reduce stratificarea termică, dispersează substratul pentru un contact mai bun cu biomasa activă şi reduce formarea crustei. Amestecarea diminuează, de asemenea, orice substanţă inhibatoare sau pH nefavorabil şi caracteristicile temperaturii influentului, în consecinţă creşte volumul efectiv al

Page 259: Gestionarea Deseurilor Industriale

rezervorului12. 9.5.1.2.3. Fermentarea anaerobă de mare încărcare în două trepte

Fermentarea în două etape este o extindere a tehnologiei de fermentare de mare încărcare, ce împarte funcţiile fermentării şi separării fracţiunii solide de cea lichidă în două rezervoare separate, legate în serie. Primul rezervor este un rezervor de fermentare de mare încărcare, în timp ce al doilea este utilizat pentru separarea solid-lichid, cu eliminarea de supernatant şi producerea de biogaz (fig. 9.12). Cel de-al doilea rezervor nu are sisteme de amestecare sau de încălzire.

Materiile solide fermentate anaerob pot să nu sedimenteze bine, rezultatul observându-se în supernatant ce conţine o concentraţie mare de materii solide în suspensie ce pot fi dăunătoare pentru sistemul de epurare a supernatantului. Dezavantajele acestui sistem sunt caracteristicile slabe de concentrare prin sedimentare ale nămolului fermentat (în prima treaptă), datorită bulelor de biogaz fermentate în prima treaptă care prin flotare înhibă parţial procesul de concentrare a nămolului

Fig. 9.11. Fermentare anaerobă de mare încărcare, în două etape

O etapă de perspectivă o pot constitui rezervoarele de fermentarele în două trepte ce

folosesc fermentarea termofilă urmată de fermentare mezofilă cu avantaje operaţionale superioare. 9.5.1.3. Dimensionarea rezervorului de fermentare anaerob

Prima consideraţie importantă de dimensionare este aceea de a se determina volumul corect al rezervorului pentru a asigura o stabilizare eficientă a influentului şi a producţiei de biogaz, respectiv gaz metan, corespunzătoare.

Datele necesare pentru dimensionarea unui rezervor de fermentare anaerobă a nămolului includ calitatea şi cantitatea materiilor solide din influent ce urmează a fi fermentate, respectiv ale materiilor solide produse prin sedimentarea primară, secundară sau avansată (unde este cazul). Sunt necesare informaţii suplimentare precum procentul de materii

12 12 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06.

Page 260: Gestionarea Deseurilor Industriale

solide, procentul de materii volatile şi raportul dintre nămolul primar şi cel biologic ce vor alimenta rezervorul de fermentare. 9.5.1.4 Colectarea şi stocarea biogazului

Biogazul produs prin fermentarea anaerobă a nămolului este colectat fie pentru a fi valorificat, fie este eliminat prin ardere. Odată ce el flotează prin nămol, biogazul este colectat deasupra suprafeţei de lichid şi este evacuat. Biogazul este apoi transportat pentru a încălzi sau pentru a furniza energie echipamentelor (utilizare imediată), sau este stocat în rezervorul de gaz pentru a fi utilizat mai târziu, iar gazul în exces este eliminat prin ardere. Biogazul rezultat în urma fermentării anaerobe conţine aproximativ 65-70% CH4, 25-30% CO2, şi cantităţi mici de N2, H2, H2S, vapori de apă, şi alte gaze. Biogazul de fermentare are o greutatea specifică de aproximativ 0,86 din greutatea specifică a aerului. Deoarece producţia de biogaz este una dintre cele mai bune metode pentru progresul fermentării şi deoarece gazul de fermentare poate fi folosit drept agent de combustie, proiectantul trebuie să fie familiarizat cu producerea, colectarea şi valorificarea lui.

Gazul metan conţinut în biogaz la temperatură şi presiune normală (200C şi 1 atm), are o valoare termică de 35.800 kJ/m3. Deoarece biogazul de fermentare conţine doar 65% metan, puterea calorică a gazului de fermentare este de 22.400 kJ/m3. Prin comparaţie, gazul natural, care este un amestec de metan, propan, şi butan, are o putere calorică de 37.300 kJ/m3.

Producţia de biogaz realizată este corelată în mod direct, biochimic, cu cantitatea de substanţe volatile mineralizate şi este exprimată ca volumul de biogaz pe unitatea de masă a materiilor volatile distruse. Acest indice specific al producţiei de biogaz este diferit pentru fiecare substanţă organică din rezervorul de fermentare. Producţia de biogaz variază de la la 0,7 m3 biogaz/kg materii volatile pentru proteine şi carbohidraţi până la 1,2-1,6 m3 biogaz/kg de materii volatile reduse în cazul grăsimilor. Un rezervor de fermentare anaerob obişnuit alimentat cu nămol primar şi nămol activ în exces poate produce aproximativ 0,8 - 1 m3 biogaz/kg de substanţe volatile reduse. Cantitatea de biogaz produsă este o funcţie de temperatură, timpul de retenţie şi de încărcarea cu materii solide volatile (substanţă organică). Biogazul rezultat la fermentare are o putere calorică cuprinsă între 20 şi 25 MJ/m3. O valoare medie de 25 MJ/m3 este folosită pentru proiectare.

În cazul staţiilor de epurare mari, biogazul de fermentare poate fi folosit drept combustibil în vederea producerii de energie electrică. Apa fierbinte de la boilere sau cea utilizată la răcirea motoarelor cu ardere internă poate fi folosită la încălzirea nămolului şi/sau a construcţiilor civile din incinta staţiei de epurare.

Surplusul de energie necesar pentru funcţionarea staţiei poate fi vândut uneori autorităţilor locale ce se ocupă de gestionarea şi furnizarea de energie electrică.

Deoarece biogazul de fermentare conţine acid sulfuric, azot, particule, şi vapori de apă, biogazul trebuie să fie epurat în epuratoare de gaze uscate sau umede înainte de a-l utiliza la motoarele cu ardere internă. Concentraţiile în exces de acid sulfuric de aproximativ 0,1 l/m3 necesită instalaţii speciale de desulfurare.

Colectarea biogazului şi sistemul de distribuţie trebuie menţinut la o presiune pozitivă pentru a evita explozia în cazul în care gazul se amestecă cu aerul atmosferic. Amestecul de aer cu biogaz de fermentare conţine metan în proporţie mai mică de 5%, ce poate fi exploziv. Din acest motiv toate echipamentele mecanice şi constructive trebuie să fie etanşe, iar echipamentele electrice trebuie să fie protejate împotriva exploziei.

Sunt folosite două tipuri de rezervoare de depozitare a gazului: rezervoare cu capac ce flotează pe gazul înmagazinat şi rezervoare sub presiune.

Rezervoarele cu capac flotant sunt rezervoare cu presiune constantă şi volum variabil. Rezervoarele sub presiune, au de obicei formă sferică şi menţin o presiune cuprinsă între 140

Page 261: Gestionarea Deseurilor Industriale

şi 700 kN/m2, cu valori medii cuprinse între 140 şi 350 kN/m2. Biogazul poate fi stocat atât la presiune mică în rezervoarele externe de gaz care

folosesc învelişuri mobile sau la presiune ridicată în rezervoarele de presiune, dacă sunt folosite compresoare de gaz.

O descoperire recentă în cazul învelişurilor rezervoarelor cilindrice este învelişul de tip membrană realizată dintr-un poliester flexibil.

În cazul rezervoarelor ovoidale, volumul disponibil pentru depozitarea gazului este mic. Pentru o utilizare eficientă a biogazului din rezervor, este necesară o stocare externă. Parametrii sugeraţi pentru dimensionarea sistemelor de amestecare ale rezervorului de fermentare includ unitatea ce generează energie, gradientul de viteză, gazul ce se degajă unitar, şi timpul de reîncărcare a rezervorului de fermentare13. 9.5.1.5. Necesarul de reactivi chimici

Sistemele de alimentare cu reactivi chimici uneori devin necesare datorită schimbărilor calitative şi cantitative ale influentului. Schimbările alcalinităţii, pH-ului, sulfurilor sau a concentraţiei metalelor grele poate face necesară adăugarea de reactivi chimici în proces. Abilitatea de a adăuga reactivi chimici corecţi, ca bicarbonatul de sodiu, clorura ferică, sulfatul feric, varul, trebuie luată în considerare încă din faza incipientă a proiectării.

Proiectarea rezervoarelor de fermentare se face astfel încât acestea să fie acoperite pentru a colecta gazul, a reduce mirosul, pentru a stabiliza temperatura interioară a rezervorului de fermentare şi pentru a menţine condiţiile anaerobe. În plus, acoperişul trebuie să suporte sistemul de amestecare şi să permită accesul în rezervor. Tipurile de acoperişuri utilizate în proiectele rezervoarelor de fermentare anaerobe pot fi de tip mobil sau fix14. 9.5.1.6 . Clasificarea rezervoarelor de fermentare după formă

Rezervoarele de fermentare anaerobe pot avea formă rectangulară, cilindrică sau ovoidală (fig.9.12). Rezervoarele rectangulare sunt folosite acolo unde disponibilitatea suprafeţelor este o problemă. Costurile de execuţie sunt mai mici, dar sunt dificil de exploatat datorită tendinţei de a se crea zone moarte, ce se dezvoltă din caracteristicile slabe de amestecare. O configuraţie uzuală este un cilindru vertical cu un radier conic. Aceste rezervoare circulare sunt construite din beton armat, cu pereţi laterali verticali cu adâncimi ce variază între 6 şi 14 m şi diametre cuprinse între 8 şi 40 m. Un radier de formă conică, cu o pantă ce variază între 1:3 şi 1:6 este de preferat pentru o întreţinere uşoară. Pantele mai mari de 1:3, cu toate că sunt dorite pentru îndepărtarea pietrişului, sunt dificil de construit şi se întreţin greu. Radierul poate avea inclusă o conductă de evacuare centrală sau poate fi împărţit în secţiuni, fiecare secţiune fiind echipată cu conducte separate de evacuare.

Rezervorul de fermentare de formă cilindrică este mult mai scump de constuit decât proiectele tradiţionale dar poate reduce costurile de întreţinere şi frecvenţa acestora. Acolo unde a fost necesar, rezervoarele de fermentare cilindrice au fost izolate folosind cărămidă şi spaţiu de aer, pământ, polistiren, fibre de sticlă. O configuraţie optimizată a rezervorului este rezervorul de fermentare de formă ovoidală. Zona tronconică de la partea superioară şi de la partea inferioară ajută la eliminarea problemelor aduse de nisip şi de spumă (crustă), eliminând sau reducând necesitatea curăţării. Cerinţele de amestecare ale rezervorului de fermentare de formă ovoidală sunt mult mai mici decât pentru rezervoarele cilindrice uzuale mai puţin adânci. Majoritate rezervoarelor de fermentare de formă ovoidală sunt prevăzute cu ţevi ce injectează gaz sau jeturi hidraulice pe

13 13 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06. 14 14 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06.

Page 262: Gestionarea Deseurilor Industriale

la partea inferioară a rezervorului de fermentare pentru a nu facilita depunerea nisipului. Rezervoarele de fermentare de formă ovoidală pot fi construite din beton sau din oţel şi sunt izolate la partea exterioară15.

Fig. 9.12. Rezervor de fermentare anaerob de formă ovoidală

9.5.2. Fermentarea aerobă a nămolului Acest proces constă, ca şi fermentarea anaerobă, dintr-un proces de degradare biochimică a compuşilor organici uşor degradabili. Fermentarea aerobă se realizează în practică prin aerarea separată a nămolului (primar, secundar sau amestec) în bazine deschise. Echipamentul de aerare este acelaşi ca şi pentru bazinele de nămol activ. Fermentarea aerobă a nămolului se recomandă mai ales pentru prelucrarea nămolului activ în exces, când nu există treaptă de decantare primară, sau când nămolul primar nu se pretează la fermentare anaerobă. Avantajele procedeului sunt:

- exploatare simplă; - lipsa mirosurilor neplăcute; - igienizarea nămolului (reducerea numărului de germeni patogeni) şi reducerea

cantităţii de grăsimi. Dintre dezavantaje se semnalează, ca mai importante, consumul de energie pentru utilajele de aerare proprii, comparativ cu fermentarea anaerobă care produce şi gaz de fermentare. 15 15 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06.

Page 263: Gestionarea Deseurilor Industriale

Un nămol se consideră fermentat aerob când componenţa organică s-a redus cu 20-25%, cantitatea de grăsimi a ajuns la maximum 6,5 % (faţă de substanţa uscată), activitatea enzimatică este practic nulă, iar testul de fermentabilitate este negativ. Instalaţiile de fermentare aerobă se dimensionează, de regulă, pentru durata de retenţie de 8-15 zile, în funcţie de caracteristicile nămolului, în care se include şi o perioadă de aclimatizare la condiţiile aerobe (nămol primar). Comparând cele două sisteme de stabilizare biologică a nămolului organic, apare net avantajos procedeul de stabilizare anaerobă, mai ales sub aspectul energetic. În tabelul 9.8. se dau date comparative ale celor două procedee.

Tabelul 9.8.

Date comparative privind fermentarea anaerobă şi aerobă Metoda Perioada de

retenţie zile Consum de

energie KWh/m3 nămol

Caracteristici

Fermentare aerobă

8 - 15 5 - 10 Simplă; cost scăzut de investiţie; consum mare de energie

Fermentare anaerobă

15 - 20 0,2 - 0,6 Cost de exploatare ridicat; cost de investiţie ridicat; consum mic de energie; producţie de gaz (sursă de energie)

9.5.2.1. Stabilizarea aerobă

Stabilizarea aerobă are loc prin oxidarea substanţelor organice biodegradabile şi reducerea organismelor patogene prin mecanisme biologice, aerobe. Procesul de stabilizare aerobă este un proces de epurare biologică cu peliculă în suspensie şi este bazat pe teoriile biologice similare cu cele ale aerării prelungite ale nămolului activat. Obiectivele proceselor de stabilizare aerobă, care pot fi comparate cu cele ale proceselor de fermentare anaerobe, includ producerea de nămol stabil prin oxidarea substanţelor organice biodegradabile, reducerea masei şi a volumului, reducerea organismelor patogene şi condiţionarea pentru prelucrarea ulterioară. Avantajele acestor procese aerobe comparate cu fermentarea anaerobă sunt:

- producerea de nămol inofensiv, stabil din punct de vedere biologic; - costuri totale mai scăzute; - funcţionare mai simplă în reducerea concentraţiei substanţelor volatile decât la

procesele de fermentare anaerobe; - funcţionare sigură fără pericolul exploziei şi probleme reduse ale degajării

mirosului; şi - un nămol stabilizat cu o concentraţie în cbo5 mai mică decât cea obţinută prin

procesele anaerobe. Primul dezavantaj atribuit procesului de stabilizare aerobă sunt costuri mari pentru energie asociate cu energia necesară pentru transferul oxigenului. Dezvoltările recente în cadrul proceselor de stabilizare aerobă, cum sunt: eficienţa ridicată a echipamentului de transfer a oxigenului şi studiile în funcţionarea la temperaturi ridicate, pot reduce această problemă. Alte dezavantaje includ limitarea aplicabilităţii la staţiile de epurare mici şi medii, eficienţa redusă a proceselor în timpul perioadelor reci, incapacitatea de a produce un produs secundar folositor, cum este gazul metan din procesele anaerobe şi rezultate variate obţinute în timpul deshidratării mecanice a nămolului stabilizat anaerob16. 16 16 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06.

Page 264: Gestionarea Deseurilor Industriale

9.5.2.2. Teoria stabilizării aerobe

Stabilizarea aerobă se bazează pe principiul biologic al respiraţiei endogene. Respiraţia endogenă are loc atunci când nu se mai face aprovizionare cu hrană şi microorganismele încep să consume propria lor protoplasmă pentru a obţine energia necesară menţinerii reacţiilor din interiorul celulei.

În timpul proceselor de stabilizare, ţesutul celular este oxidat aerob în dioxid de carbon, apă şi amoniac sau nitraţi. Deoarece procesele de oxidare aerobă sunt exoterme, în timpul reacţiilor are loc o eliberare de căldură. Deşi procesele de stabilizare teoretic ar trebui realizate în totalitate, de fapt doar 75-80% din ţesutul celular este oxidat. Ce rămâne, în proporţie de 20-25%, este compus din componente inerte şi componente organice ce nu sunt biodegradabile.

Procesul de stabilizare aerob, de fapt, implică doi paşi: oxidarea directă a materiei biodegradabile şi oxidarea materialului celular. Aceste procese sunt descrise de ecuaţiile de mai jos:

Substanţe organice + NH4

+ + O2 → material celular + CO2 + H2O (9.3) Material celular + O2 → nămol fermentat + CO2 + H2O + NO3 (9.4)

Reacţia din cea de-a doua ecuaţie este în mod normal un proces de respiraţie endogenă

şi este reacţia predominantă ce are loc în sistemul de stabilizare aerob. Datorită necesităţii menţinerii procesului în faza de respiraţie endogenă, nămolul

activat în exces se stabilizează. Includerea nămolurilor primare în proces poate influenţa reacţia totală, deoarece ele conţin puţin material celular. Majoritatea materialului organic din nămolul primar constituie o sursă de hrană externă pentru biomasa activă conţinută în nămolul biologic. De aceea, este necesar un timp de retenţie cât mai mare pentru a se acomoda metabolismul şi dezvoltarea celulară ce trebuie să se petreacă înaintea de atingerea condiţiilor de respiraţie endogenă17. 9.5.2.3. Dimensionarea stabilizării aerobe

Numeroase variabile guvernează dimensionarea unui sistem de stabilizare aerob convenţional – aceste sisteme funcţionează la o temperatură cuprinsă între 20 şi 30ºC şi folosesc aerul ca sursă de oxigen pentru activitatea biologică18.

17 17 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06. 18 18 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06.

Page 265: Gestionarea Deseurilor Industriale

Fig. 9.13. Stabilizatoare aerobe:

a) cu funcţionare intermitentă şi insuflare de aer, b) cu funcţionare continuă şi insuflare de aer.

9.5.2.4. Reducerea substanţelor volatile

Reducerea substanţelor volatile (organice) variază între 35 şi 50% (procent numit limita tehnică de stabilizare) din cantitatea materiilor solide în suspensie ce sunt obţinute în timpul procesului de stabilizare aerobă.

Temperatura de funcţionare a sistemului de stabilizare aerobă este un parametru critic din cadrul procesului. Un dezavantaj frecvent al procesului aerob este variaţia în eficienţa procesului rezultată din schimbările temperaturii de funcţionare. Schimbările temperaturii de funcţionare sunt aprobiate de temperatura mediului ambiant, deoarece majoritatea sistemelor de stabilizare aerobă folosesc rezervoare deschise.

Reacţiile biologice ce au loc în timpul procesului de stabilizare aerobă necesită oxigen pentru respiraţia materialului celular din biomasa activă iar în cazul amestecului cu nămol primar, oxigenul necesar transformării materialul organic în material celular. În plus, funcţionarea corespunzătoare a sistemului necesită un amestec adecvat al conţinutului pentru a asigura un contact corespunzător al oxigenului, materialul celular şi materialul organic ce constituie sursa de hrană

Volumul necesar sistemului de stabilizare aerobă este guvernat de timpul de retenţie necesar pentru reducerea dorită a substanţelor volatile (organice). Timpul de retenţie necesar pentru a reduce 35-50% din substanţele volatile (organice), variază între 10 şi 12 zile la o temperatură de funcţionare de aproximativ 20°C. Timpul de retenţie total necesar este dependent de temperatură şi de biodegrabilitatea nămolului, putând creşte până la 15 – 16 zile când temperatura scade sub 20°C. 9.5.2.5 Alte metode de stabilizare aerobă

Mai multe sisteme de stabilizare aerobe mezofile standard, cu aerare, au fost cercetate în ultimii ani. Dintre acestea se remarcă aerarea cu oxigen pur, stabilizarea termofilă autotermă şi stabilizarea la temperatură criofilă. 9.5.2.6 Aerarea cu oxigen pur

Aceste modificări ale proceselor de stabilizare aerobă înlocuiesc aerul cu oxigen pur. Sistemele cu oxigen pur sunt insensibile la schimbările temperaturii mediului ambiant datorită activităţii microbiene crescute şi naturii exoterme a procesului.

În timp ce o variantă a acestei modificări foloseşte rezervoarele deschise, stabilizarea aerobă ce foloseşte oxigenul pur se face în rezervoare închise, similare cu acelea folosite în procesele nămolului activat cu oxigen pur. Folosirea sistemului de stabilizare aerobă cu oxigen pur, în rezervoare închise, va avea ca rezultat temperaturi mari pentru funcţionare, datorită naturii exoterme a procesului de stabilizare.

Dezavantajul principal acestei stabilizări este costul ridicat pentru generarea oxigenului pur19. 9.5.3. Stabilizarea alcalină

Varul este unul dintre cele mai folosite şi mai scăzute ca preţ dintre substanţele alcaline disponibile pentru apele uzate industriale. Varul este folosit pentru a reduce mirosul,

19 19 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06.

Page 266: Gestionarea Deseurilor Industriale

pentru creşterea pH-ului în rezervoare de fermentarele etanşe, pentru îndepărtarea fosforului în treapta de epurare avansată, şi pentru condiţionare înainte şi după deshidratare mecanică. Scopul stabilizării alcaline poate include următoarele: reduce semnificativ numărului de agenţi patogeni inhibând creşterea acestora şi reduce mirosul produs de organisme. În consecinţă, previne îmbolnăvirea oamenilor, crează un produs stabil ce poate fi depozitat şi reduce pe termen scurt percolarea metalelor ce nu se găsesc în mod natural în sol.

Procesul de stabilizare alcalină este un proces simplu. Un reactiv chimic alcalin, este adăugat pentru a creşte pH-ul influentului şi prin asigurarea unui timp de contact suficient. La pH = 12, sau mai mare, cu un timp de contact suficient şi cu un amestec omogen al varului cu influentul, agenţii patogeni şi microorganismele sunt aduse în stare inactivă sau chiar distruse. Caracteristicile fizice şi chimice ale materiilor solide produse sunt, de asemenea, modificate de reacţiile ce au loc cu substanţele alcaline. Chimismul procesului nu este încă bine înţeles, deşi se crede că unii compuşi moleculari sunt influenţaţi de reacţie, cum este hidroliza şi saponificarea.

Atât staţiile de epurare mici cât şi staţiile de epurare mari folosesc stabilizarea cu var ca un prim proces de stabilizare. Oricum, stabilizarea cu var este mai des folosită pentru staţiile mici. Este mult mai ieftin decât în cazul stabilizării cu alte tipuri de reactivi. Unele staţii de epurare mari au folosit stabilizarea cu var ca un proces interimar când procesul de stabilizare primară (ca fermentarea aerobă sau anaerobă) este temporar nefuncţională. Stabilizarea cu var este, de asemenea, folosită pentru a suplimenta procesul de stabilizare primară în timpul perioadelor de producere a nămolului. 9.5.3.1. Teoria stabilizării alcaline

Stabilizarea cu var depinde de menţinerea unui pH la un nivel destul de ridicat pentru o perioadă suficientă de timp pentru a face inactivă populaţia de microorganisme a nămolului. Această stagnare sau întârziere substanţială a reacţiilor microbiene poate duce pe de altă parte la producerea mirosului şi atracţia muştelor, ţânţarilor etc. Procesul poate face ca viruşii, bacteriile şi alte microorganisme să devină inactive.

Procesul de stabilizare cu var implică o gamă largă de reacţii chimice ce transformă compoziţia chimică a nămolului. Următoarele ecuaţii, simplificate pentru exemplificare, indică tipurile de reacţii care au loc: Reacţiile cu constituenţii anorganici includ:

Calciu: Ca2+ + 2HCO3

- + CaO → 2CaCO3 + H2O (9.5) Fosfor: 2PO4

3- + 6H+ + 3CaO → Ca3(PO4)2 + 3H2O (9.6) Dioxid de carbon: CO2 + CaO → CaCO3 (9.7)

Reacţiile cu constituenţii organici includ:

Acizi: RCOOH + CaO → RCOOCaOH (9.8) Grăsimi: Grăsimi + CaO → Acizi graşi (9.9)

Iniţial, adăugarea de var creşte pH-ul nămolului. Apoi, au loc reacţii ca cele mai sus menţionate. Dacă este adăugat prea puţin var, pH-ul scade şi aceste reacţii au loc. De aceea, este nevoie de var în exces. Activitatea biologică produce compuşi ca dioxidul de carbon şi acizi organici care recţionează cu varul. Dacă activitatea biologică din nămolul ce urmează a fi stabilizat nu este înhibată suficient, vor fi produse aceste componente, reducând pH-ul şi rezultând o stabilizare inadecvată.

Dând suficiente informaţii exacte despre nămol, teoretic, este posibil să se calculeze varul necesar a fi adăugat pentru a creşte pH-ul la o valoare dată.

Page 267: Gestionarea Deseurilor Industriale

Dacă este adăugat var stins la nămol, în reacţiile iniţiale cu apa formează varul hidratat. Acestă reacţie este exotermă şi eliberează aproximativ 15.300 cal/g,mol. Reacţia dintre varul stins şi dioxidul de carbon este, de asemenea, exotermă, eliberând aproximativ 43.300 cal/g,mol.

Aceste reacţii pot avea ca rezultat o creştere substanţială a temperaturii, în special la turtele de nămol cu un amestec scăzut al conţinutului; iar în unele cazuri, aceste temperaturi pot fi suficiente pentru a contribui la reducerea agenţilor patogeni din timpul stabilizării cu var. 9.5.3.2. Stabilizarea cu var lichid

Stabilizarea cu var lichid implică adăugarea de var pastă în nămolul lichid pentru a atinge stabilizarea necesară. Pentru staţiile de epurare care practică dispunerea pe pământ a nămolului lichid, cum este injectarea subterană, sau aplicarea în agricultură, varul este adăugat pentru a îngroşa (concentra) materiile solide. Această practică a fost limitată la staţiile de epurare mici şi acolo unde distanţele pentru a fi depozitat sunt mici. Materiile solide condiţionate cu var înainte de a fi deshidratate fac parte din cea de-a doua metodă pentru stabilizare. Varul este combinat cu alţi reactivi de condiţionare, cum sunt sărurile de aluminiu sau de fier, pentru a realiza o deshidratare mai bună. Aceste metode au fost folosite pentru prima dată la filtrele cu vacuum şi la filtrele presă. Stabilizarea este complementară în aceste situaţii deoarece doza de var pentru condiţionare depăşeşte doza necesară pentru stabilizare. 9.5.3.3. Stabilizarea cu var uscat

Varul uscat sau post stabilizarea cu var implică adăugarea de var uscat sau var hidratat la turtele de nămol ce rezultă în urma deshidratării. Varul este amestecat cu turtele folosind o morişcă, un malaxor, un mixer cu palete, un transportor cu şnec sau un alt dispozitiv asemănător. Varul stins, varul hidratat sau alte substanţe alcaline uscate, pot fi folosite pentru stabilizarea cu var, deşi folosirea varului hidratat se limitează la instalaţiile de mici dimensiuni. Varul stins este mai puţin scump şi mai uşor de manevrat decât varul hidratat. În plus, căldura degajată în urma reacţiei de hidroliză în care este implicat varul stins poate ajuta la distrugerea agenţilor patogeni prezenţi în turtele de nămol20. 9.6. CONDIŢIONAREA NĂMOLULUI Aducerea nămolurilor primare, secundare sau stabilizate în categoria nămolurilor uşor filtrabile se realizează, în principal, prin condiţionare chimică sau termică. Se pot obţine, teoretic, rezultate satisfăcătoare şi prin adaos de material inert (zgură, cenuşă, rumeguş etc.), dar acest procedeu prezintă dezavantajul de a creşte considerabil volumul de nămol ce trebuie prelucrat în continuare. Condiţionarea chimică Condiţionarea nămolului cu reactivi chimici este o metodă de modificare a structurii sale, cu consecinţă asupra caracteristicilor de filtrare. Agenţii de condiţionare chimică a nămolului se pot grupa în trei categorii:

- minerali: sulfat de aluminiu, clorhidrat de aluminiu, clorură ferică, sulfat feros , oxid de calciu, extracte acide din deşeuri; 20 20 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06.

Page 268: Gestionarea Deseurilor Industriale

- organici: polimeri sintetici (anioni, cationi sau neionici), produşi de policondensare sau polimeri naturali;

- micşti: amestec de polimeri sintetici cu săruri minerale sau amestec de coagulanţi minerali. Reactivii anorganici cei mai des utilizaţi pentru condiţionarea nămolului sunt clorura ferică şi varul, fiecare având un câmp de acţiune propriu. Sulfatul feros este mai economic, dar are o acţiune corosivă. Sărurile de aluminiu, în special clorhidratul de aluminiu, sunt eficiente, mai puţin corosive, dar costul este mai ridicat. Dintre polimerii organici, cei cationici se pot utiliza singuri, iar cei anionici şi neionici, în asociere cu alţi coagulanţi minerali. În general, dozele de polimeri organici sunt mult mai reduse decât la cei minerali, dar costul este încă ridicat. Alegerea coagulantului şi doza optimă se fac pe baza încercărilor experimentale de laborator, întrucât alegerea depinde de provenienţa nămolului, compoziţia sa chimică, gradul de dispersie, tehnologia de deshidratare ce urmează a se aplica etc. Pentru fiecare tip de nămol şi pentru fiecare coagulant, floculant sau amestec, se stabileşte doza optimă pe cale experimentală. Condiţionarea termică Acest mod de condiţionare se realizează la temperaturi de 100-2000C, presiuni de 1-2,5 atm şi durate de încălzire până la 60 min, depinzând de tipul şi caracteristicile nămolului şi de procesul utilizat. Părţile principale ale unei instalaţii de condiţionare termică sunt: reactorul, în care se realizează tratarea nămolului la temperaturi menţionate mai sus; schimbătorul de căldură, în care nămolul proaspăt este preîncălzit de nămolul tratat; boilerul pentru prepararea aburului necesar ridicării temperaturii în reactor şi decantorul de nămol tratat. Avantajele principale ale condiţionării termice sunt: lipsa mirosurilor neplăcute în timpul condiţionării, condiţionare fără adaos de substanţe chimice şi sterilizarea nămolului. Alte procedee de condiţionare Condiţionarea prin îngheţare produce un efect similar cu condiţionarea termică. La temperaturi scăzute, structura nămolului se modifică, iar la dezgheţare cedează cu uşurinţă apa. Condiţionarea cu material inert trebuie analizată pentru anumite tipuri de nămol şi surse de materiale inerte locale, fie pentru creşterea puterii calorice a nămolului (în cazul incinerării), fie pentru valorificarea nămolului (agricolă, ameliorarea solului, redare în circuitul agricol). 9.7. DESHIDRATAREA NĂMOLULUI În scopul prelucrării avansate sau eliminării finale, apare necesitatea reducerii conţinutului de apă din nămol pentru diminuarea costurilor şi volumelor de manipulat. În cazul staţiilor mici de epurare (debite mici de nămol), deshidratarea se poate realiza prin procedee naturale (platforme pentru uscarea nămolurilor sau iazurilor de nămol) în cazul în care se dispune de spaţiu şi sunt asigurate condiţiile de protecţie ale mediului înconjurător (protecţia apelor subterane, aşezărilor umane, aerului etc). Metodele mecanice de deshidratare sunt larg aplicate pentru diferite tipuri de nămol (nămol brut, fermentat, de precipitare etc). Pentru a obţine o separare eficientă a fazelor se impune condiţionarea prealabilă a nămolului.

Page 269: Gestionarea Deseurilor Industriale

Deshidratarea naturală pe platforme de uscare a nămolului este larg utilizată, având în vedere simplitatea construcţiei şi costul redus de exploatare.

Prin deshidratare naturală, materiile solide conţinute în nămol sunt separate de faza lichidă (supernatant) prin procedee fizice precum filtrarea (drenarea) şi evaporaţia. Deshidratarea naturală se realizează, de regulă pe platforme (paturi) de uscare Platformele de uscare sunt suprafeţe de teren îndiguite în care se depozitează nămolul. Dimensiunile platformelor de uscare sunt alese în funcţie de metoda adoptată pentru evacuarea nămolului deshidratat. Când evacuarea nămolului se face manual, lăţimea patului nu trebuie să depăşească 4 m; evacuarea cu mijloace mecanizate permite o lăţime de până la 20 m. Lungimea platformelor de uscare este determinată, în principal, de panta terenului şi nu trebuie să depăşească 50 m. Platformele pot fi aşezate pe un strat de bază permeabil sau impermeabil. Stratul de drenaj permeabil se execută din zgură, pietriş sau piatră spartă cu o grosime de 0,2-0,3 m (stratul de susţinere), peste care se aşează un strat de nisip sau pietriş mai fin, cu o grosime de 0,2 - 0,6 m. În stratul de susţinere se îngroapă tuburile de drenaj pentru colectarea apei drenate.

Din punct de vedere constructiv platformele de uscare se clasifică în: - platforme de uscare convenţionale, cu pat de nisip; - platforme de uscare cu radier pavat; - platforme de uscare cu radier din materiale artificiale; - platforme de uscare cu vacuumare; - platforme de uscare cu energie solară.

Similitudinea dintre drenarea apei pe platforme şi filtrabilitatea nămolului a permis stabilirea unor relaţii pentru determinarea duratei de drenare a apei, relaţii ce s-au verificat cu datele experimentale

( ) ( )( )

2 100172,8 100

n i i nd

fl

R h W W Wt

P Wη ρ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − ⋅ −

=⋅ ⋅ −

(9.10) unde: td este timpul de drenaj, în zile ; η - vâscozitatea dinamică a nămolului, în g/cm s; h - înălţimea stratului de nămol, în cm; ρn - densitatea nămolului, în g/cm3; R - r 10-10 , rezistenţa specifică convenţională la filtrare a nămolului, în cm/g; P - diferenţa de presiune, în g/cm2; Wi - umiditate iniţială, în %; Wfl - umiditatea la sfârşitul drenării, în %. Grosimea stratului de nămol ce se trimite pe paturi depinde de caracteristicile materialului şi de climatul zonei respective. În general, o înălţime de circa 0,20 m este recomandabilă pentru o climă temperată. Determinarea duratei de deshidratare a nămolului pe platformele de uscare presupune cunoaşterea proprietăţilor fizico-chimice ale nămolului şi regimului climatic al zonei respective. În general, în climat temperat, durata de deshidratare este cuprinsă între 40 şi 100 zile, ceea ce înseamnă că, în total, se poate conta pe o grosime de nămol ce se răspândeşte pe platformă de 1,5 - 2,0 m pe an, respectiv o productivitate de 80 - 100 kg substanţă uscată/m2an.

Page 270: Gestionarea Deseurilor Industriale

Deshidratarea mecanică pe vacuum-filtre este procedeul tehnic cel mai larg utilizat în prezent pentru drenajul artificial al apei. Forma constructivă a vacuum-filtrelor poate fi diferită (cu disc, taler sau tambur), vacuum-filtrele cu tambur fiind cele mai utilizate pentru deshidratarea nămolurilor provenite din epurarea apelor uzate. Pentru determinarea suprafeţei de filtrare necesară se utilizează relaţia:

( )10 10016

n it

t

Q WS

Lρ⋅ ⋅ ⋅ −

=⋅ (9.11)

în care : St reprezintă suprafaţa de filtrare necesară, în m2; Q - debitul de nămol, în m3/zi; ρn - densitatea nămolului, în gr/cm3; Wi - umiditatea iniţială a nămolului, în%; Lt - productivitatea (încărcarea) vacuum-filtrului, în kg/m2h. Productivitatea vacuum-filtrului se poate stabili pe baza determinărilor de laborator - rezistenţa specifică la filtrare şi coeficientul de compresibilitate - sau pe baza încercărilor pe instalaţii pilot.

( ) ( )( )

100 1000, 25 f i f

i f

P m W WL K

R M W W

ρ

η

⋅ ⋅ ⋅ − ⋅ −= ⋅ ⋅

⋅ ⋅ ⋅ − (9.12)

în care: L este productivitatea, în kg substanţă uscată/m2h; P - presiunea de lucru, în mmHg; R= r x 10-10 - rezistenţa specifică convenţională la filtrare a nămolului, în cm/g; η - vâscozitatea filtratului, în c.p.; m - fracţiunea de imersare, în %; M - durata de rotaţie a tamburului, în min; K - factor de corecţie (0,75); ρf - densitatea filtratului, în g/cm3; Wi - umiditatea iniţială a nămolului, în %; Wf - umiditatea finală a nămolului, în %. Productivitatea vacuum-filtrelor la deshidratarea nămolurilor provenite din epurarea apelor variază în limite largi: 5 - 10 kg /m2 h pentru nămol activ proaspăt şi fermentat, 20 - 25 kg / m2 h pentru nămol amestecat fermentat şi circa 30 kg / m2 h pentru nămolul primar fermentat. Deshidratarea nămolurilor pe vacuum-filtre prezintă avantajul funcţionării continue (spre deosebire de filtrele presă) şi a capacităţii mari d filtrare. Dintre avantaje se pot semnala degradarea relativ rapidă a pânzelor filtrante, umiditatea destul de ridicată a turtei (70-80% şi consum de energie mai mare decât al filtrelor presă. Deshidratarea mecanică pe filtre presă Caracteristica principală a acestor utilaje este concentrarea unei mari suprafeţe de filtrare într-un echipament de dimensiuni reduse. Filtrele presă pot fi adaptate pentru o gamă largă de suspensii. Există multe variante

Page 271: Gestionarea Deseurilor Industriale

constructive de filtre presă, deosebirile principale constând în forma şi modul de funcţionare a elementelor filtrante. În aceste instalaţii, nămolul îngroşat sau condiţionat este pompat cu pompe speciale în camerele filtrului presă. După umplerea camerelor se face deshidratarea prin creşterea presiunii, în final rămânând în cameră o turtă cu umiditate redusă, chiar sub 40%. Consumul de energie electrică este de circa 3 kWh/m3 nămol.

Un filtru presă conţine un număr de panouri fixate pe un cadru ce asigură aliniamentul şi sunt presate între capătul fix şi cel mobil (fig. 9.14). Un dispozitiv presează şi menţine închise panourile (fig.9.15), în timp ce influentul este pompat în interiorul presei printr-un orificiu de admisie la o presiune cuprinsă între 700 şi 2.100 kPa.

Condiţionarea materiilor solide necesară în general pentru producerea unor turte cu umiditate scăzută, implică adăugarea de var şi clorură ferică, polimer sau polimer combinat cu componente anorganice, înainte de filtrare. Folosirea doar a polimerului pentru condiţionarea materiilor solide reduce performanţa, dar aceasta reduce costurile pentru reactivii chimici, reduce mirosul de azot şi reduce surplusul de volum a turtelor produse. Una dintre problemele folosirii unui singur polimer este îndepărtarea turtelor de pe material în timpul ciclului de descărcare şi clorura ferică poate fi folosită pentru a uşura îndepărtarea turtelor de pe material21,22.

Fig. 9.14. Filtru presă

21 21 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06. 22 Weiner Ruth E şi Robin A. Matthews – Environmental Engineering, Elsevier Science, USA, 2003;

Page 272: Gestionarea Deseurilor Industriale

Fig. 9.15. Panourile unui filtru presă

Durata de deshidratare a nămolurilor pe filtre de presă se calculează pe baza a două componente esenţiale şi anume tipul de deshidratare propriu-zisă sau timpul de presare şi durata de încărcare şi descărcare a filtrului sau timpul auxiliar. Timpul auxiliar poate fi egal cu timpul de presare în cazul filtrelor presă cu încărcare şi descărcare manuală sau mai redus. 10-15 min, la instalaţiile moderne. Timpul de presare propriu-zis se poate determina pe baza caracteristicilor nămolului şi a parametrilor constructivi ai instalaţiei.

( ) ( )( )

2

4

1, 42 10010 100

n f i fp

i

R d W W Wt

P Wη ρ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − ⋅ −

=⋅ ⋅ − (9.13)

unde: tp este timpul de presare, în h; η - vâscozitatea filtratului, în c.p.; R = r x 10-10 - rezistenţa specifică convenţională la filtrare a nămolului, în cm/g; d - distanţa dintre plăci, în cm; P - presiunea de lucru, în at; Wi - umiditatea iniţială a nămolului, în %; Wf - umiditatea finală a nămolului, în %; ρn - densitatea nămolului, în g/cm3. Ţesăturile filtrante, la filtrele de presă, pot fi naturale sau artificiale, iar alegerea condiţiile de exploatare ale instalaţiei de trebuie să se facă în funcţie de tipul de nămol, timpul de deshidratare propriu-zisă pentru filtrare şi condiţiile impuse filtratului. Timpul de deshidratare pentru nămolurile rezultate din epurarea apelor uzate variază între 1 şi 6 h, depinzând de caracteristicile nămolului, gradul de condiţionare, presiunea de lucru, etc. În tabelul 9.9 se prezintă date asupra duratei de presare pentru diferite tipuri de nămol.

Tabelul 9.9.

Timpul de presare a unor nămoluri industriale Tipul de nămol Umiditatea

iniţială, %

Rezistenţa specifică la filtrare x 1010

cm/g

Timpul de presare (tp), h

Presiunea de lucru, at

Celuloză şi hârtie 97-98 11-55 1,8 7-8 Vâscoza 95-96 25-35 0,6 3-5 Preparaţii de cărbune 67

59 20 7-9

2,1 1,6

7 7

Principalele avantaje ale filtrelor - presă sunt capacitatea mare de filtrare, consum redus de energie, umiditatea scăzută a turtelor. Dintre dezavantaje se semnalează consum mare de material filtrant, consum ridicat de reactivi pentru condiţionare, consum mare de manoperă.

Principalele dezavantaje a filtrelor presă sunt costurile de investitie ridicate, cantităţile subsecvente de reactiv de condiţionare sau de material filtrant (pânză) ce sunt necesare, capacitatea de aderenţă a turtelor de nămol pe filtru, ceea ce implică îndepărtarea manuală şi

Page 273: Gestionarea Deseurilor Industriale

costurile relativ ridicate de funcţionare şi întreţinere. Sistemele cu filtre presă rămân unele dintre cele mai scumpe sisteme de deshidratare; oricum, când cerinţele de dispunere dictează uscarea turtelor, costurile efective au fost recuperate datorită costurilor scăzute de dispunere asociată cu uscarea turtelor. Filtrele presă s-au dovedit a fi eficiente din punct de vedere al costurilor când turtele trebuiesc incinerate. Adesea, conţinutul crescut de particule uscate a turtelor rezultate de la filtrele presă sunt combustibile la incinerare, acestea reducând necesarul de combustibili precum gazul natural sau păcura. Deshidratarea mecanică prin centrifugare Utilizarea centrifugelor pentru deshidratarea nămolului rezultat din epurarea apelor uzate şi-a lărgit aplicabilitatea în ultimii ani, prin realizarea de utilaje cu performanţe ridicate şi eficienţa bună de deshidratare, mai ales datorită utilizării polimerilor organici ca agenţi de condiţionare. Deshidratarea prin centrifugare poate fi definită ca o decantare accelerată sub influenţa unui câmp centrifugal, mai mare de două ori decât forţa gravitaţiei. Factorii care influenţează sedimentarea centrifugală sunt aceiaşi ca şi la sedimentarea convenţională. Deshidratarea centrifugală este influenţată şi de o serie de parametri ai echipamentului, parametri constructivi ce trebuie aleşi în funcţie de scopul urmărit. Tendinţa actuală se manifestă către utilizarea centrifugelor cu rotor compact şi funcţionare continuă. Aceste echipamente se pot grupa în trei categorii, cu domenii specifice de aplicare:

- centrifuge cu rotor conic, care produc o bună deshidratare şi centrat limpede, dar neadecvate pentru solide fine;

- centrifuge cu rotor cilindric, care produc, în general, un centrat limpede; - centrifuge cu rotor cilindro-conic, care produc şi turte bine deshidratate şi

centrat limpede23. Pentru realizarea unui grad înalt de recuperare a solidelor din nămol (centrat limpede) se poate acţiona prin descreşterea debitului de alimentare, creşterea consistenţei nămolului, creşterea temperaturii şi creşterea dozei de coagulant. Creşterea gradului de deshidratare a nămolului se poate realiza prin scăderea debitului de alimentare sau creşterea temperaturii, chiar şi fără adaos de coagulanţi. În general, turte bine uscate dau centrat mai puţin limpede dacă nu se are în vedere o condiţionare corespunzătoare a nămolului. Eficienţa procesului se exprimă prin eficienţa de îndepărtare a substanţelor din nămol şi se caracterizează cu relaţia:

( )( )

100t i c

i t c

S S SE

S S S⋅ −

= ⋅⋅ − (9.14)

în care: E reprezintă randamentul de recuperare, în %; St - conţinutul de solide în turtă, în %; Si - conţinutul de solide la alimente, în %; Sc - conţinutul de solide în centrat, în %. Randamentul de recuperare atinge valori de peste 90%, iar umiditatea turtelor este variabilă în funcţie de provenienţa nămolului şi gradul de condiţionare. În tabelul 9.10 se indică performanţele obţinute la deshidratarea unor nămoluri din industria textilă pe 23 Weiner Ruth E şi Robin A. Matthews – Environmental Engineering, Elsevier Science, USA, 2003;

Page 274: Gestionarea Deseurilor Industriale

centrifugă cilindro-conică, cu nămol condiţionat cu polielectroliţi organici.

Tabelul 9.10.

Performanţe la deshidratarea prin centrifugare Tipul de nămol Umiditatea

iniţială, % Debit de alimentare, m3/h

Grad de recuperare, %

Concentraţia de solide în turtă, %

Nămol de precipitare

chimică

94,4 3,5 95,0 25,2

Nămol biologic în exces

97,9 3,0 89,1 -

Nămol primar brut

93,2 3,5 96,1 26,8

Deshidratarea mecanică pe filtru presă cu bandă Acesta este un echipament construit şi introdus recent pentru deshidratarea nămolului. În general, se obţin performanţe bune, cu nămoluri având o concentraţie iniţială în solide de circa 4%. Parametrii de exploatare care influenţează performanţele echipamentului sunt debitul de nămol, viteza bandei, presiunea şi debitul apei de spălare. În tabelul 9.11 se prezintă performanţele filtrului presă cu bandă pentru diferite tipuri de nămol.

Tabelul 9.11.

Performanţe la deshidratarea pe filtru presă cu bandă Tipul de nămol Concentraţie în solide

la alimentare, % Solide în turtă, % Doză de

condiţionare , kg/t Nămol primar brut 3 - 10 25 - 14 0,6 - 4,5 Nămol activ proaspăt 0,5 - 4 12 - 32 1,0 - 6,0 Amestec de nămol primar+ activ în exces

3 - 6 20 - 35 0,6 - 5,0

Nămol fermentat aerob

1 - 8 12 - 30 0,8 - 5,0

Nămol fermentat anaerob

3 - 9 18 - 34 1,5 - 4,5

Nămol condiţionat termic

4 - 6 38 - 50 -

Filtrele cu bandă sunt utilaje des folosite în toată lumea, datorită costurilor de

exploatare scăzute şi a fiabilităţii ridicate. Nămolul este deshidratat treptat, în procesele filtrelor cu bandă, urmărind cei trei paşi

de funcţionare: condiţionarea chimică, drenarea gravitaţională până la atingerea unei consistenţe mai mari şi compactarea în zona de presare. Figura 9.16 prezintă schematic un

Page 275: Gestionarea Deseurilor Industriale

filtru cu bandă24,25.

Fig. 9.16. Filtru cu bandă

Condiţionarea chimică cu ajutorul polimerilor organici este metoda cea mai des

utilizată, pentru deshidratarea gravitaţională şi deshidratarea sub presiune de către filtrele cu bandă. Polimerul este adăudat într- un bazin separat, localizat în amonte de presă sau este injectat direct în conducta de alimentare. Amestecarea corespunzătoare a nămolului influent cu polimerul este esenţială în funcţionarea filtrelor cu bandă.

Exercitarea forţelor de presiune şi comprimare se petrece între două benzi filtrante. Multe variabile influenţează eficienţa filtrelor cu bandă, incluzând caracteristicile nămolului, metoda şi tipul condiţionării chimice, presiunea desfăşurată, configuraţia utilajelor, incluzând drenarea gravitaţională şi viteza benzilor.

Deşi rezultatele eficienţei presării cu filtre cu bandă indică variaţii semnificative în capacitatea de deshidratare a diferitelor tipuri de nămoluri, presarea, în mod normal, este capabilă să producă deshidratarea turtelor la un conţinut al materiilor solide de 18-25% pentru amestecul de nămol primar cu cel biologic.

Metoda cea mai bună pentru evaluarea eficienţei filtrului cu bandă pe un anumit tip de nămol este folosirea unei unităţi pilot. Datele colectate, ce fac parte din testele pilot, includ încărcarea hidraulică şi încărcarea cu materii solide, tipul polimerului şi consumul, procentul de materii solide şi reţinerea materiilor solide. Dozarea polimerului şi regimul de alimentare trebuie să fie optime procesului. Testele rezistenţei specifice şi a timpului de sucţiune capilară pot fi folosite pentru a compara caracteristicile filtrării a diferitelor tipuri de nămol şi pentru a determina optimul necesar în coagulare. Când se evaluează performanţele filtrelor cu bandă, ca la oricare alte procese de deshidratare, trebuiesc luate în considerare cantitatea şi calitatea filtratului şi a apei de filtrare şi efectele lor asupra sistemului de epurare a apelor uzate.

Cantitatea de nămol ce trebuie trecută prin filtrele cu bandă este un prim criteriu de dimensionare a utilajelor de deshidratare. Pentru aprecieri comparative asupra celor patru tipuri de utilaje de deshidratare, se indică în fig.9.12 valorile medii ale concentraţiei în substanţă uscată în turtă pentru diferite

24 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06. 25 Weiner Ruth E şi Robin A. Matthews – Environmental Engineering, Elsevier Science, USA, 2003;

Page 276: Gestionarea Deseurilor Industriale

tipuri de nămol.

Legendă:

CENI - centrifugă P - nămol primar VF - vacuum filtru FP - filtru presă FPB - filtru presă cu bandă AE - nămol activ în exces

Fig. 9.17. Umidităţi şi solide în nămol

Comparând datele ce se pot obţine la deshidratarea mecanică a nămolurilor pe cele patru tipuri de echipamente, se poate conclude:

- deshidratarea prin centrifugare sau vacuum-filtru produce turte cu umiditate comparabilă;

- deshidratarea cu filtru presă cu bandă produce turte cu umiditate mai redusă; - deshidratarea nămolului primar fermentat se realizează cu eficienţă mai bună

decât a celui fermentat provenit din amestecul nămolului primar şi în exces. 9.8. USCAREA Reducerea avansată a umidităţii nămolului se poate realiza prin evaporarea forţată a apei, până la o umiditate de 10-15%, în instalaţii speciale şi cu aport de energie exterioară. Principalele tipuri de instalaţii utilizate pentru uscarea termică a nămolului sunt: uscătoare cu vetre etajate, uscătoare rotative şi uscătoare prin atomizare. Pentru calcului necesarului de căldură ce trebuie furnizată sistemului trebuie să se ţină seama, în principal, de necesarul pentru evaporarea apei din nămol, preîncălzirea materialului, dezodorizarea gazelor rezultate etc. Întrucât randamentul termic al instalaţiilor nu depăşeşte, de regulă, 50%, s-a calculat că pentru uscarea unui nămol cu umiditate d circa 80%, până la umiditate de circa 10%, sunt necesare circa 4500 kcal/kg substanţă uscată. Pentru reducerea necesarului de căldură se recomandă deshidratarea prealabilă a nămolului, preîncălzirea aerului admis în sistem şi recuperarea căldurii reziduale. Deşi procedeul este costisitor şi puţin aplicat, are

Page 277: Gestionarea Deseurilor Industriale

totuşi o serie de avantaje legate, mai ales, de valorificarea agricolă a nămolului: produce nămol steril, reduce considerabil volumul de materialului datorită îndepărtării apei, necesită suprafeţe de depozitare mici, este practic neinfluenţat de prezenţa substanţelor toxice sau inhibatoare. Cercetări recente vizând utilizarea energiilor neconvenţionale în deshidratarea nămolului au pus în evidenţă posibilitatea utilizării energiei solare, mai ales pentru surse de nămol cu emisie intermitentă (de exemplu din industrializarea sfeclei de zahăr) şi zone cu insolaţie prelungită. Captatorii solari (realizaţi de ICPGA în colaborare cu Institutul Politehnic Cluj), de tip aer-aer, furnizează aer încălzit la temperatura de 75...85 0C, ce se trimite pe un uscător tip bandă (acoperit), pe care circulă nămolul în prealabil deshidratat. Experimentările efectuate pentru nămol de la fabricile de zahăr au condus la obţinerea unui materila uscat cu umiditate finală de 10-12%, alimenatrea bandei făcându-se cu nămol cu umiditatea de circa 60%. Materialul uscat poate fi omogenizat (sau granulat), însăcuit şi transportat în condiţii similare cu îngrăşămintele chimice minerale. Pentru cantităţi mici de nămoluri cu conţinut de metale, pentru reintroducerea în circuitul economic, prinîntreprinderile de prelucrarea minereurilor, s-a utilizat tehnologia de uscare cu energie solară cu instalaţie de uscare cu platouri suprapuse. Aerul cald obţinut de la captatorii solari poate fi utilizat pentru uscarea nămolului şi pe platforme de uscarea nămolului închise şi cu ventilaţie forţată. 9.8.1. Fazele procesului

Cele trei faze importante ale deshidratării termice includ faza de încălzire, o fază constantă şi una de descreştere. În timpul fazei de încălzire, temperatura nămolului şi eficienţa uscării cresc până la condiţiile staţionare ale fazei constante. Faza de încălzire în mod normal este scurtă, şi are ca rezultat o uscare redusă. În timpul fazei constante, umiditatea interioară se înlocuieşte cu umiditatea exterioară deoarece se evaporă de la suprafaţa saturată a nămolului. Transferul căldurii la suprafaţa de evaporare controlează eficienţa de uscare similar cu evaporarea apei dintr-un lac. Faza constantă care în general este faza cu perioada de desfăşurare cea mai lungă, este faza cea mai importantă din procesul de uscare.

Eficienţa de uscare, independentă de mecanismul intern precum debitul de lichid, depinde de următorii trei factori externi: coeficientul de transfer al căldurii sau transferul de masă, suprafaţa expusă mediului de uscare, diferenţele de temperatură şi de umiditate dintre mediul uscat şi suprafaţa umedă a nămolului. În final, în timpul fazei de descreştere, umiditatea externă se evaporă rapid şi este înlocuită de umiditatea internă. Ca rezultat, suprafaţa expusă nu mai este saturată, căldura latentă nu este transferată la fel de repede ca şi căldura sensibilă ce vine de la suprafaţa de încălzire, temperatura nămolului creşte şi eficienţa uscării scade. Punctul de trecere de la faza constantă la cea de descreştere este numit umiditate critică. 9.8.2 Teoria uscării nămolului

Clasificarea utilajelor de uscare este bazată pe o metodă predominantă de transfer a căldurii la materiile solide umede. Aceste metode sunt: convecţia, conducţia, radierea sau o combinaţie a acestora. În sistemele de uscare prin convecţie (uscare directă), nămolul umed intră în contact direct cu mecanisme de transfer a căldurii, de obicei gaze fierbinţi. În sistemele de uscare prin conducţie (uscare indirectă), peretele ce reţine materiile solide separă nămolul umed de suprafaţa de transfer a căldurii, în mod normal aburi sau un fluid fierbinte. În sistemele de uscare prin radiere, sistemele cu lămpi cu infraroşu, sistemele cu rezistenţe electrice sau energia radiantă de alimentare a refractorilor încălziţi cu gaz ce se

Page 278: Gestionarea Deseurilor Industriale

transferă la nămolul umed şi evaporă umezeala. 9.8.3. Principalele sisteme de uscare a nămolului

Utilajele de uscarea nămolului sunt grupate în patru categorii: directe, indirecte, combinate şi cu infraroşu. Utilaje directe

Utilajele directe (prin convecţie) ce au fost folosite cu succes în deshidratarea nămolului rezultat de la epurarea apelor uzate, includ utilaje de uscare prin pulverizare, utilaje de uscare rotative, utilaje de uscare cu pat fluidizat.

Utilajele cu pat fluidizat, sau utilajele cu transportor pneumatic se compun dintr-un cuptor de ardere, mixer, dezintegrator, separator tip ciclon, ventilator pentru împrăştierea vaporilor. Mixerul are rolul de a amesteca nămolul umed cu turtele uscate pentru a realiza un amestec de alimentare cu 40-50% umiditate.

Uscătoarele rotative (fig. 9.18) sunt folosite pentru uscarea nămolului primar, a nămolului în exces şi a nămolului fermentat.

Un utilaj de uscare rotativ este alcătuit dintr-o carcasă din oţel ce se roteşte pe un lagăr şi este montat în mod normal cu axa înclinată uşor faţă de orizontală. Nămolul influent este amestecat împreună cu turtele de nămol deshidratate într-un malaxor localizat la un capăt al utilajului de uscare rotativ. Amestecul are o umiditate de aproximativ 65%, ceea ce îl face capabil să se mişte fără să se lipească de utilaj. Produsul, amestecat continuu, intră pe la capătul superior al utilajului de uscare, împreună cu gazul, la o temperatură ce variază intre 260 si 482ºC. Amestecul şi gazele fierbinţi sunt transportate spre capătul de evacuare al utilajului. În timpul transportului, trecerea axială împreună cu rotirea uşoară a peretelui interior a utilajului evacuaează nămolul în exterior. Aceasta crează un strat subţire de particule tasate, ce iau contact direct cu gazele fierbinţi şi se usucă rapid. Gazele evacuate ies din utilaj la temperaturi ce variază între 66 şi 105ºC şi trec printr-un echipament de control, pentru îndepărtarea mirosului şi a particulelor în suspensie. Produsul rezultat în urma uscării are un conţinut în materii solide cuprins între 90 şi 95% şi este uşor de manipulat, de depozitat şi de valorificat ca fertilizator sau ca material de îmbunătăţire calitativă a solului.

Fig. 9.18. Uscător rotativ

Utilajul de uscare cu pat fluidizat (fig. 9.19) conţine o cameră verticală fixă, perforată

la partea inferioară prin care sunt forţate să treacă gazele fierbinţi de către un grup de suflante.

Page 279: Gestionarea Deseurilor Industriale

Uscătorul produce un nămol granulat similar cu cel obţinut în sistemele de uscare rotative. În interiorul patului fluidizat se menţine o temperatură de aproxiamtiv 120ºC.

În figura 9.20 se prezintă o schemă clasică a unui sistem de uscare cu pat fluidizat. Un transportor cu şnec alimentează nămolul umed printr-o închidere pneumatică. În utilaj, gazul încălzit face ca nămolul să devină fluid sau îl transformă în nămol în suspensie odată cu patul de nisip. Gazele încălzite de la sistemul de ardere intră în camera de refulare şi o placă perforată aşezată la bază distribuie uniform gazele prin utilaj. Aceasta produce un amestec la nivel ridicat şi un contact intim între particulele solide şi gazul fierbinte având ca rezultat un transfer de căldură între faza solidă şi cea gazoasă. Turtele uscate ies din utilaj prin deversare printr-o conductă sau peste un prag ajustabil cu închidere pneumatică. Orificiile de evacuare insuflă gazele într-un separator tip ciclon sau la alte echipamente de control a aerului poluat.

Fig. 9.19. Schema de principiu a unui sistem de deshidratare cu pat fluidizat

Fig. 9.20. Utilaj uscare cu pat fluidizat

Utilajele de uscare indirecte

Utilajele de uscare indirecte sunt echipamente poziţionate vertical sau orizontal. Ele includ utilajele de deshidratare cu palete (raclete), utilajele de uscare cu discuri şi utilajele tip evaporator cu efect multiplu.

Utilajele cu raclete şi cele cu discuri sunt constituite dintr-un rezervor orizontal fix, cu

Page 280: Gestionarea Deseurilor Industriale

o carcasă prin care circulă căldura. Rezervorul sau jgheabul conţine un ansamblu de agitatoare (discuri, palete) montate pe un arbore rotaţional. Rotorul şi agitatoarele permit transferul căldurii şi circulaţia agentului termic prin partea centrală. Pot fi folosiţi şi alţi agenţi termici ca apă fierbinte sau ulei. Agitatoarele nu au rol doar de transport a nămolului prin unitate, ci şi rol de transfer a căldurii la suprafaţa de contact cu nămolul. Discurile sunt fabricate din oţel sau din inox iar unele utilaje sunt furnizate cu o combinaţie de cele două tipuri de materiale. Unităţile pot fi de asemenea, construite din diferite aliaje speciale dacă sunt prezente medii puternic corozive. O schemă de principiu este prezentată în figura

Concentraţii de materii solide din nămolul uscat variază între 65 şi 95% în funcţie de utilizarea sau dispunerea finală.

Fig. 9.21. Schema de principiu a deshidratării indirecte Utilaje de uscare combinate

Utilajul de uscare combinat, este alcătuit dintr-un rezervor sau un jgheab căptuşit ce foloseşte un volum mare de gaze încălzite ca mediu de încălzire sau care face trecerea gazului apoi la utilajul indirect. Acest mod de funcţionare reduce punctul de fierbere a substanţelor volatile şi are efect de fluidizare, acestea îmbunătăţind coeficientul de transfer al căldurii dintre nămol şi suprafaţa încălzită. Alt avantaj al acestei metode de funcţionare este acela că încălzirea directă sau indirectă poate varia pentru a minimiza consumul de energie şi pentru a mări eficienţa de uscare. Utilaje de deshidratare cu radiaţii infraroşii.

Aplicaţiile de uscare a nămolului provenit de la epurarea apelor uzate orăşeneşti cu radiaţii infraroşii în mod normal implică combustia (un cuptor de uscare cu infraroşu sau multiple cuptoare de uscare).

Caracteristicile nămolului uscat depind de natura nămolului influent, de tipul proceselor din amonte, de suprafaţa expusă procesului de uscare. Granulele de nămol vor varia între 6 şi 8 mm. Pentru comercializare, granulele trebuie să aibe dimensiuni cuprinse între 3 şi 5 mm şi pentru aceasta se va proceda la o sitare a acestuia26. 26 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06.

Page 281: Gestionarea Deseurilor Industriale

9.9. INCINERAREA NĂMOLULUI Dacă nămolurile rezultate din epurarea unor ape uzate industriale conţin compuşi organici şi/sau anorganici toxici ce nu permit valorificarea agricolă, depozitarea pe sol sau aplicarea procedeelor de recuperare a substanţelor utile, se face apel la incinerare ca singura alternativă acceptabilă. În timpul incinerării compuşii organici sunt oxidaţi total, iar compuşii minerali sunt transformaţi în oxizi metalici ce se regăsesc în cenuşă. Pentru incinerare se recomandă reducerea prealabilă a umidităţii nămolului brut şi evitarea stabilizării aerobe sau fermentării anaerobe, care diminuează puterea calorică a materialului supus incinerării. Prelucrarea nămolului înainte de incinerare trebuie să conducă la autocombustie. Ţinând cont de un necesar de 2,6 MJ/kg pentru evaporare şi pierderi de energie de minimum 10%, se recomandă o umiditate a nămolului la alimentare de circa 50%. Dacă umiditatea este mai mare sau dacă temperatura de combustie trebuie să fie mai mare de 7500C, pentru a evita degajarea mirosurilor neplăcute apare necesitatea combustibilului suplimentar. Toate instalaţiile de incinerare trebuie echipate cu instalaţii de spălare sau filtrarea gazelor de ardere, până la obţinerea unui conţinut de suspensii (cenuşă) la evacuare de 150-200 g/m3. Incinerarea nămolului semiplastic, cu putere calorică mică şi conţinut ridicat de apă impune echipament special, pentru a menţine un raport adecvat suprafaţă/volum în timpul combustiei. În acest scop, pentru incinerarea nămolului se utilizează cuptoare rotative cilindrice, cu vetre multiple sau cu pat fluidizat.

Incinerarea nămolului este o transformare parţială sau totală a substanţelor organice în produşi oxidaţi (dioxid de carbon, apă şi cenuşă) sau oxidare parţială şi volatilizarea substanţelor organice prin arderea în prezenţa oxigenului. Primul obiectiv al reducerii termice este acela de a reduce cantitatea de materii solide necesară cerinţelor de depozitare. Termenul de incinerare se referă la reducerea substanţei organice la temperatură ridicată în prezenţa excesului de aer. Turtele deshidratate ce conţin materii solide în proporţie de 20-30 %, pot fi incinerate cu combustibili auxiliari. Turtele uscate cu materii solide în proporţie de 30-50 % sau chair mai mult pot întreţine arderea.

Elementele ce intră în componenţa carbohidraţilor, a acizilor şi a proteinelor conţinute în nămol sunt substanţe precum carbonul, oxigenul, hidrogenul şi azotul. Procentul în care se găseşte fiecare element în parte se determină în laborator pe bază de analize.

Cantitatea de oxigen necesară întreţinerii fenomenului de oxidare se determină pe baza cantităţilor de C, O, N şi H conţinute în nămol şi a relaţiei:

CaObHcNd + (a +0,25 c – 0,5 b) O2 → aCO2 + 0,5 c H2O + 0,5 d N2 (9.15) iar cantitatea teoretică de aer va fi de 4,35 ori mai mare decât cea a oxigenului necesar, deoarece aerul conţine 23% oxigen. Pentru a se asigura procesul de incinerare, cantitatea de aer va fi suplimentată cu aproximativ 50%.

Procesul de combustie sau de incinerare, reprezintă o combinaţie rapidă a oxigenului cu combustibilul rezultat din eliberarea căldurii. Elementele combustibile ale nămolului în exces precum carbonul, hidrogenul, sulful, apar combinate chimic în nămolul organic sub formă de grăsimi, carbohidraţi şi proteine. Partea combustibilă a nămolului are un conţinut energetic aproximativ egal cu cel al lignitului. Produşii arderii complete sunt dioxidul de carbon, vaporii de apă, dioxidul de sulf şi cenuşa. O incinerare corespunzătoare necesită o dozare corespunzătoare şi o amestecare bine făcută a combustibilului cu aerul, aprinderea şi menţinerea procesului de ardere a amestecului.

Page 282: Gestionarea Deseurilor Industriale

Gazul rezultat din incinerarea substanţelor organice umede conţine gaze de combustie umede, aer în exces şi vapori de apă proveniţi din amestec şi oxidarea hidrogenului. Puterea calorică a gazului de combustie rezultă prin însumarea puterilor calorice a fiecărui gaz constituent la temperatura de evacuare. Dacă se foloseşte combustibil suplimentar, volumele şi capacităţile calorice ale gazelor rezultate din incinerarea combustibilului şi a nămolului trebuie calculate separat. 9.9.1. Procese de incinerare

Există cinci tipuri diferite de procese de incinerare ce folosesc următoarele tipuri de echipamente (utilaje): cuptoare cu vetre multiple, incineratoare cu pat fluidizat, condiţionarea termică cu unde infraroşii, o combinaţie de incineratoare cu vetre multiple şi incineratoare cu pat fluidizat şi proces de zgurificare. Cuptorul rotativ Constă dintr-un cilindru căptuşit cu material refractar, cu axul puţin înclinat faţă de orizontală. Nămolul este injectat la capătul amonte şi, în timp ce este ars, este transportat la cealaltă extremitate prin mişcarea de rotaţie a cilindrului. Pentru a asigura o bună funcţionare a cuptorului este necesar să se mărunţească materialul, înainte de alimentare, pentru a obţine o suprafaţă suficient de mare şi a asigura o distribuţie uniformă a acestuia. Cuptorul cu pat fluidizat Incineratorul cu pat fluidizat (fig. 9.22) este un echipament de formă cilindrică, ce conţine un pat de nisip de aproximativ 0,8 m grosime şi duze pentru admisia aerului la o presiune de 20 – 35 kPa şi pentru menţinerea patului de nisip în suspensie. Nămolul se amestecă repede cu patul fluidizat prin mişcarea turbulentă a nisipului. Temperatura minimă a nisipului înainte de introducerea nămolului trebuie să fie de aproximativ 700ºC şi trebuie menţinută mai apoi la valori cuprinse între 760 şi 820ºC. Evaporarea apei şi incinerarea au loc rapid, iar cenuşa şi gazele rezultate în urma arderii sunt evacuate pe la partea superioară a utilajului.

Într-un incinerator cu pat fluidizat materiile solide din nămol au o mişcare fluidă într-un spaţiu închis, prin trecerea aerului de combustie prin zona patului fluidizat.

În această fază materiile solide sunt separate unele de altele cu ajutorul aerului introdus pentru fluidizarea patului prezentând o suprafaţă mai mare de contact gaz-solid. Datorită suprafeţei mari de contact, eficienţa termică este mare în majoritatea incineratoarelor cu pat fluidizat.

Dispersia gazului prin patul fluidizat se face prin duze special proiectate să asigure mixarea completă a amestecului de nisip cu nămol. Variaţiile de temperatură ale patului fluidizat dintr-o anumită zonă în alta a incineratorului nu trebuie să depăţească 6-8ºC.

Page 283: Gestionarea Deseurilor Industriale

Fig. 9.22. Incinerator cu pat fluidizat.

Selectarea şi proiectarea sistemului de incinerare a nămolului este o sarcină complexă,

tehnică, ce necesită specializare. Procedura de proiectare include metode empirice care se bazeaza pe datele furnizate de staţiile pilot. Asemenea informaţii sunt în general recomandate ca fiind corespunzătoare şi pot fi brevetate de către fabrici care vor dezvolta calculele de proiectare după ce introduc date, condiţii şi specificaţii pentru operare. Cuptorul cu vetre multiple Cuptoarele cu vetre multiple sunt folosite pentru transformarea turtelor de nămol deshidratat în cenuşă. Acest tip de utilaj se foloseşte de obicei doar în staţiile de epurare foarte mari, datorită complexităţii procesului şi a costului de investiţie ridicat. Acest tip de utilaj poate fi folosit, de asemenea, doar pentru uscarea nămolului.

O secţiune transversală a unui furnal cu multiple vetre este reprezentată în figura 9.22. Un furnal cu multiple vetre este poziţionat vertical, este de formă cilindrică, din oţel refractar şi conţine o serie de rafturi orizontale sau vetre. Un arbore central se roteşte în interiorul vetrei. Braţele metalice sunt ataşate pe arborele central iar prin ele va trece aer pentru ventilare. Fiecare braţ este dotat cu o serie de dinţi ce pot fi înclinaţi în direcţia de rotaţie sau invers direcţiei de rotaţie. Braţele inverse sporesc timpul de retenţie al nămolului şi îmbunătăţesc uscarea. Aerul de combustie intră pe la partea inferioară a vetrei şi circulă ascendent prin duzele vetrei în contracurent cu nămolul. Aerul este evacuat pe la partea superioară a vetrei, la un schimbător de căldură şi apoi la un echipament de control al aerului poluat.

În general, curgerea materiilor solide se face descendent prin furnal. Cursul radial, este

Page 284: Gestionarea Deseurilor Industriale

cauzat de acţiunea formei înclinate a racloarelor metalice, poziţionate pe braţele montate de pe arborele central.

Mişcarea are loc într-o serie de paşi discreţi fiecărui dinte revenindu-i câte o parte de materii solide. Materiile solide sunt împinse radial de câteva ori, în fiecare vatră în care au o perioadă de staţionare.

Procesul are ca efect brăzdarea şi răsucirea nămolului astfel încât acesta să fie cât mai bine expus procesului de uscare. Suprafaţa efectivă pentru uscare se estimează a fi 130% din suprafaţa plană a vetrei. Cenuşa uscată se evacuează pe la partea inferioară a furnalului şi este reţinută fie sub formă umedă fie sub formă uscată27.

Fig. 9.23. Cuptorul cu vetre multiple

Cuptorul cu vetre multiple, are trei zone: zona de uscare, zona de incinerare zona de

răcire. Majoritatea apei din nămol se evaporă în zona vatrei superioare sau în zona de uscare. Temperatura creşte în zona de uscare de la 430 la 760ºC. Produsul uscat este apoi incinerat la temperaturi cuprinse între 760 şi 930ºC în zona centrală a vetrei, numită şi zona de incinerare. Materiile volatile şi materiile solide sunt incinerate în vatra superioară şi în cea de mijloc. Aerul insuflat răceşte cenuşa până la o temperatură cuprinsă în intervalul 90-200ºC în vatra

27 Weiner Ruth E şi Robin A. Matthews – Environmental Engineering, Elsevier Science, USA, 2003;

Page 285: Gestionarea Deseurilor Industriale

inferioară şi o evacuează pe la partea inferioară a cuptorului. Nămolul influent trebuie să conţină mai mult de 15% materii solide datorită limitei

maxime de evaporare a echipamentului. Este nevoie să se adauge combustibil suplimentar atunci când conţinutul de materii solide al influentului este cuprins între 15 şi 30%. Cantitatea medie de nămol influentă este de aproximativ 40 kg/m2 h.

Cuptorul cu vetre multiple a fost folosit cu succes pentru distrugerea termică a diferitelor tipuri de nămoluri. Avantajele furnalului cu mai multe vetre sunt: spaţiul necesar mic, fiabilitatea mare, uşurinţa în exploatare, eficienţa ridicată, reducerea mare a volumului de nămol şi evacuarea de cenuşă sterilă. Dezavantajele includ întreţinerea sporită, necesită efort ridicat, consum mare de energie, probleme de poluare a aerului, probleme de miros, costuri ridicate ale investiţiei şi complexitatea sistemului28. Alte tipuri de instalaţii Pentru incinerarea nămolului sau altor reziduuri industraile apoase se mai utilizează instalaţii de oxidare umedă, instalaţii de piroliză, incinerare prin automatizare etc. Este avantajos ca incinerarea nămolului să se realizeze împreună cu gunoaiele menajere şi alte reziduuri industriale, alegându-se tipul de instalaţie în corelaţie cu caracteristicile materialelor. La incinerarea în comun cu gunoaiele menajere, nămolul trebuie deshidratat până la o umiditate apropiată de a gunoiului şi adăugat în proporţie de 10-15% (faţă de gunoi); cele mai multe instalaţii de ardere sunt dotate cu echipamente pentru recuperarea căldurii29. 9.10. CONTROLUL EMISIILOR

Proiectarea sau exploatarea inadecvată a procesului pentru prelucrarea nămolurilor pot

avea o contribuţie semnificativă la poluarea aerului. Două probleme importante asociate cu procesul de incinerare sunt mirosul şi emisiile rezultate în urma arderii. Cantitatea şi calitatea emisiilor rezultate în urma arderii depind de metoda folosită pentru incinerare, de compoziţia nămolului şi de compoziţia carburantului auxiliar30.

28 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06. 29 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06. 30 Xxx - Normativ Pentru Proiectarea Construcţiilor Şi Instalaţiilor De Epurare A Apelor Uzate Orăşeneşti – Partea A V- A : Prelucrarea Nămolurilor, Indicativ NP 118-06.

Page 286: Gestionarea Deseurilor Industriale

282

CAPITOLUL 10.

ARDEREA DEŞEURILOR INDUSTRIALE 10.1. Deşeuri industriale incinerabile Prin deşeuri industriale incinerabile se înţeleg acele reziduuri din procesele tehnologice organice, care, deşi au o anumită putere calorică, nu şi-au găsit nici o utilizare fie din cauza toxicităţii lor (sau a altor pericole pentru mediu), fie pentru că ocupă loc de stocare (teren). De obicei deşeurile industriale incinerabile reprezintă reziduuri de blaz, gaze industriale nocive, şlamuri sau şlopsuri provenite din diverse procedee de separare, izomeri inactivi (rezultaţi concomitent cu cei activi), ambalaje uzate (saci) etc. Sursele de deşeuri industriale incinerabile:

– Deşeuri industriale de la fabricarea metioninei şi a acidului acrilic: - reziduuri de blaz de la coloana de rectificare a metioninei; - reziduuri de la purificare metioninei; - produs de blaz de la obţinerea acidului acrilic (polimer)

– Deşeuri industriale de la o platformă petrochimică – Deşeuri industriale de la fabricarea solvenţilor cloruraţi. La obţinerea

solvenţilor cloruraţi (perclor etilenă şi tetraclorură de carbon), în faza de recuperare a solvenţilor din reziduuri, apare un deşeu industrial sub formă de reziduu de blaz în cantitate de cca. 5 %, produs care este foarte lipicios, la reîncălzire are tendinţa de întărire pe conducte, astfel încât singura soluţie de a-l îndepărta este incinerarea. La ardere, care are loc la cca. 1200 – 1300 0C în exces de oxigen formează pe lângă CO2 şi H2O (produse normale de ardere) şi HCl (fapt comun tuturor substanţelor organohalogenate, cânt se formează XH)

– deşeuri industriale de rafinare. În procesul de rafinare al produselor petroliere şi al celor de cocserie, apar ca deşeuri industriale gudroanele acide în cantităţi mari, deşeu care însă nu şi-a găsit în ciuda numeroaselor studii şi încercări nici o utilizare, fiind actualmente depozitat pe halde.

– Deşeuri din rezervoare petroliere. La exploatarea normală a parcurilor de produse petroliere (brute şi finite), în rezervoarele acestora se depun şlamuri şi nămoluri, în cantitate importantă, ceea ce impune curăţirea lor periodică. De preferinţă operaţia de curăţire se face vara, cu decuplarea din flux, pe rând, a rezervoarelor şi curăţirea lor, hidraulic sau manual1. 10.2. Ape reziduale Concepţia generală a epurării apelor reziduale în cadrul unei platforme petrochimice este utilizarea epurării biologice pentru totalitatea apelor reziduale, combinată cu epurări locale – amplasate lângă diverse instalaţii componente ale platformei – în condiţiile neintroducerii în efluent a apelor componente ale platformei a apelor reziduale cu caracter

1 Antonescu N. şi alţii – Valorificarea energetică a deşeurilor, ed. Tehnică, Bucureşti, 1988;

Page 287: Gestionarea Deseurilor Industriale

283

toxic pentru flora bacteriană. Aceste ape cu caracter toxic, se dirijează separat, la fiecare instalaţie în parte, în recipiente speciale, ţinând seama însă de compatibilitatea lor reciprocă; diferitele categorii de ape nu trebuie să ducă la reacţii violente în recipiente. Apele reziduale toxice apar frecvent în industria chimică organică (petrochimică, sinteză, farmaceutică, cosmetică, pesticide etc.) şi în special acolo unde produsele finale sau intermediare sunt produse de toxicitate deosebită. Astfel, se pot da de exemplu ape reziduale toxice de la fabricarea acrilonitrilului, de la pesticide etc. Substanţele poluante cu grad ridicat de periculozitate:

– Pesticidele organo – halogenice persistente şi compuşii care pot forma asemenea substanţe în mediul acvatic, de exemplu DDT, HCH, toxafen, aldrin, heptaclor, brommetan.

– Pesticidele organo – silicice persistente şi compuşi care pot forma asemenea substanţe în mediul acvatic ca de exemplu xiloxani.

– Pesticidele organo – fosforice ca de exemplu parathion, metil parathion, rogon, metathion.

– Pesticidele organo – stanice, ca de exemplu: acetat de trifenilstaniu, hidroxid de trifenilstaniu.

– Substanţe cancerigene, ca de exemplu: benzopirenul şi compuşii săi, benzoantracenul şi compuşii săi.

– Compuşi organici ai mercurului ca de exemplu alchil mercur. – Deşeuri radioactive care se concentrează în mediu sau organisme acvatice.

Din punct de vedere al distrugerii prin incinerare a apelor reziduale toxice de pe o platformă chimică, trebuie să se ţină seama şi de reziduurile rezultate în procesele industriale de exemplu: reziduuri de blaz (gudroane), subproduse neutilizabile în stadiul actual de dezvoltare tehnico-economică, în scopul creării unei gospodării de ansamblu a platformei. În plus apele reziduale toxice sunt, în procesul de distrugere termică energofage, în timp ce majoritatea deşeurilor industriale din industria chimică organică sunt purtătoare de energie, astfel încât prin incinerarea lor concomitentă, de cele mai multe ori, nu este nevoie de combustibil suport exterior platformei. Apele reziduale toxice apar în general acolo unde materiile prime utilizate, produşii intermediari reziduali sau produsele finite, au caracter toxic, mai mult sau mai puţin pronunţat; cele mai periculoase rezultă în fabricaţiile următoarelor produse:

– pesticide – care în general sunt substanţe cu un pronunţat caracter toxic, atât ele cât şi intermediarii rezultaţi în procesul de fabricaţie;

– intermediari şi coloranţi. În chimia organică de sinteză, noţiunea de intermediar are sens deosebit de larg, aproape fiecare produs finit fiind la rândul lui un intermediar în fabricarea altui produs. În acest sens, aplicabil platformelor chimice organice din industria chimică, toate fabricaţiile de produse toxice evacuează în cele mai multe cazuri ape cu un caracter toxic. Astfel sunt apele reziduale rezultate de la fabricarea acrilonitrilului, acetonitrilului, benzopirenului şi benzidrinei, antracenului şi derivaţii săi, ultimele fiind cunoscute şi prin efectul lor cancerigen;

– medicamentele şi odorizantele, care de fapt se pot include în categoriile specificate mai sus pentru intermediari2.

2 Antonescu N. şi alţii – Valorificarea energetică a deşeurilor, ed. Tehnică, Bucureşti, 1988;

Page 288: Gestionarea Deseurilor Industriale

284

10.3. Tipuri de instalaţii specifice pentru arderea deşeurilor industriale şi a apelor reziduale 10.3.1. Consideraţii tehnice generale, caracteristici determinate pentru ardere Caracteristici termotehnice generale ale apelor uzate toxice şi deşeurilor industriale sunt specifice şi hotărâtoare pentru procesul de ardere. Din punct de vedere termotehnic, se precizează următoarele caracteristici:

a) Analiza tehnică, elementară şi compoziţia chimică; b) Puterea calorifică şi consistenţa; c) Alte proprietăţi fizico-chimice (vâscozitatea, temperatura de congelare,

temperatura de aprindere şi autoaprindere).

De obicei, toate aceste date se obţin prin determinări de laborator asupra apelor uzate toxice şi deşeurilor industriale în cauză, servind astfel ca datele sigure pentru proiectarea atât a agregatelor de prelucrare – camera de ardere şi cazanul recuperator – cât şi pentru alcătuirea unei scheme tehnologice corecte.

A) Analiza tehnică, elementară şi compoziţia chimică. Prin compoziţia chimică se înţeleg, speciile moleculare care alcătuiesc apele uzate toxice şi deşeurile industriale. Ea dă o imagine generală a unor proprietăţi fizico-chimice cât şi asupra produselor de ardere. Un factor deosebit de important al compoziţiei chimice este pH-ul apelor uzate toxice şi deşeurile industriale în cazul când acestea sunt lichide sau păstoase (sau chiar solide) obligând deseori fie alegerea de materiale adecvate, fie operaţii de corectare, fie ambele. De foarte multe ori (în special la ape reziduale toxice) complexul pH – temperatură – compoziţia chimică pune probleme deosebite de schemă, alegerea de materiale şi tehnologie, cu rezolvări nu totdeauna din cele mai fericite.

B) Puterea calorică şi consistenţă. Aceste caracteristici ale deşeurilor industriale şi apelor reziduale toxice dau indicaţii asupra cantităţii de căldură ce se degajă la ardere şi starea deşeurilor industriale (lichid, păstos sau solid). Dacă nu există date analitice privind puterea calorică a deşeurilor industriale şi a apelor reziduale toxice, acestea se pot calcula cu următoarele formule aproximative:

- pentru deşeurile solide sau păstoase (Mendeleev):

Hi = 339 Cl + 1030 + Hl – 109 (Ol – Sl) – 25,1 Wl [kJ/kg] unde: Cl; Hl; Ol; Sl; Wl sunt date în % gravimetrice. - pentru lichide combustibile:

Hi = 46410 + 3169 d – 8791 d2 [kJ/kg] unde d este densitatea produsului în kg/dm3. C) Alte caracteristici importante în procesul de ardere ale apelor reziduale toxice şi deşeurilor industriale sunt: - vâscozitatea – care se determină în general cu vâscozimetrul Engler (şi se exprimă în grade Engler) – dă indicaţii asupra fluidităţii lichidului (ape reziduale toxice şi pastă) la diferite temperaturi, astfel încât acesta să poată fi uşor pompat şi pulverizat (mecanic şi penumatic). Arată de asemenea temperatura la care lichidul trebuie păstrat în rezervoare şi în rezervoarele instalaţiei de ardere.

Page 289: Gestionarea Deseurilor Industriale

285

- temperatura de congelare este temperatura (sau domeniul de temperaturi) la care apar în masa lichidului (ape reziduale toxice sau pastă) formaţiuni solide. La scăderea sub această temperară formaţiunile solide duc la înfundări de conducte, foarte greu de desfundat ulterior, deoarece de obicei reîncălzirea la temperatură peste cea de congelare nu duce la fluidizarea materialului (fiind însoţită de descompuneri termice cu formarea de macromolecule şi cocs) şi necesită deseori utilizarea de solvenţi sau înlocuirea tronsoanelor afectate. - temperatura de aprindere şi autoaprindere, dau indicaţii asupra comportării apelor reziduale toxice şi deşeurilor industriale în condiţii standard, la aprinderea de la o flacără (temperatura de aprindere) sau în lipsa acesteia (temperatura de autoaprindere). Este evident că apele reziduale toxice şi deşeurile industriale nu trebuie să depăşească temperatura de autoaprindere şi dacă aceasta este joasă trebuie luate măsuri speciale de protecţie cu gaze inerte. - comportarea cenuşii în procesul de ardere. Totalitatea substanţelor minerale rămase după arderea, în condiţiile standard a masei organice combustibile se numeşte cenuşă. Ea poate apărea fie sub formă granulară (cenuşă propriu-zisă), fie sub formă topită (zgură). De obicei apariţia zgurii în procesul de ardere provoacă complicaţii, ea nefiind de dorit. Din aceste motive, cât şi datorită faptului că zgura atacă de obicei zidăria refractară a focarului corodând-o, se determină în condiţii standard comportarea cenuşii la încălzire (temperatura de înmuiere, reprezentând începutul de deformare, temperatura de topire şi temperatura de curgere) cât şi acţiunea ei asupra diferitelor tipuri de zidărie refractară. - comportarea “cocsului”. Denumirea de “cocs” este convenţională, ca desemnând partea organică şi anorganică rămasă după eliminarea substanţelor volatile. Caracteristicile cocsului (dacă se lipeşte sau nu de zidăria refractară, dacă arde încet sau repede, dacă degajă multă sau puţină în procesul lui de ardere) dau indicaţii importante asupra dimensionării şi alegerii tipului de focar3. 10.3.2. Instalaţii de ardere Structura de principiul şi modalitatea de funcţionare a unei instalaţii de incinerare a deşeurilor este explicată pe baza câtorva componente şi agregate ale instalaţiei. Acestea sunt oferite de numeroşi producători. O instalaţie de incinerare a deşeurilor constă din următoarele domenii de funcţionare:

– prelucrarea deşeurilor – stocarea temporară, pretatarea (dacă este cazul); – alimentarea în unitatea de incinerare; – incinerarea deşeurilor; – eliminarea şi tratarea cenuşei reziduale; – tratarea şi valorificarea emisiilor.

În figura 10.1. este prezentată schema generală a unui incinerator4.

3 Xxx – Metode şi tehnici de gestionare a deşeurilor. Metode de tratare termică, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Protecţia Muncii, ICIM Bucureşti; 4 Xxx – Metode şi tehnici de gestionare a deşeurilor. Metode de tratare termică, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Protecţia Muncii, ICIM Bucureşti;

Page 290: Gestionarea Deseurilor Industriale

286

Fig. 10.1. Schema generală a unui incinerator:

1 – zona de descărcare; 2 – buncăr deşeuri; 3 – puţ de încărcare deşeuri; 4 – camera de incinerare; 5 – grătar de ardere; 6- eliminare cenuşă; 7 – generator aburi; 8 – precipitator

electrostatic; 9 – filtru de curăţare gaze; 10 – coş. Plecând de la cele prezentate anterior se poate spune că o instalaţie de incinerare este compusă din trei părţi principale (fig. 10.2):

– partea de stocare şi prelucrare a deşeurilor care vor fi incinerate; – incinerarea deşeurilor; – instalaţiile de eliminare, tratare şi valorificarea a cenuşei şi a gazelor reziduale.

Fig. 10.2. Principalele părţi ale unui incinerator.

10.4. PRELUAREA DEŞEURILOR La preluarea deşeurilor are loc mai întâi o cântărire în vederea stabilirii cantităţii de deşeuri livrate. Anumite deşeuri pot fi îndreptate către locuri de descărcare prestabilite, în funcţie de deşeu, respectiv către o pretratare înainte de a fi incinerate. De asemenea, este necesar un control vizual pentru fiecare autovehicul cântărit. În cazul primirii unor deşeuri noi sau în cazul unor suspiciuni este indicată realizarea unor teste în laborator pentru: conţinutul de metale grele, pH, pietre de calcinare, puterea calorică, punctul de aprindere, clor, sulf etc.

Page 291: Gestionarea Deseurilor Industriale

287

Zona de descărcare trebuie să asigure posibilitatea descărcării oricăror tipuri de maşini de colectare sau transport a deşeurilor (fig. 10.2). Un incinerator poate accesa diferite tipuri de deşeuri pentru incinerare, de la deşeuri solide la deşeuri semilichide şi chiar lichide (fig. 10.3). De asemenea, în funcţie de tipurile de deşeuri acceptare zona de descărcare trebuie să prevadă toate accesoriile necesare descărcării acestor deşeuri5.

Fig. 10.3. Zonă de descărcare a deşeurilor

Fig. 10.4. Rampă de descărcare a uleiurilor uzate.

Stocarea temporară, prelucrarea

Pentru deşeurile livrate trebuie să existe un loc de stocare temporară, deoarece livrarea deşeurilor are loc discontinuu, iar alimentarea unei instalaţii de incinerare a deşeurilor trebuie să fie continuă. Buncărul de deşeuri serveşte pe de o parte drept tampon pentru cantitatea de deşeuri, iar pe de altă parte aici pot fi detectate materialele neadecvate pentru incinerare şi sortate, sau pot fi îndrumate către o pretratare. În plus, în buncăr are loc o omogenizare a deşeurilor.

Prelucrarea deşeurilor se poate realiza prin intermediul sortării, astfel deşeurile ce nu ard (materialele neadecvate incinerării, cum ar fi materialele inerte, metalele feroase şi neferoase) sunt eliminate, astfel încât funcţionarea instalaţiei să nu poată fi întreruptă, iar componentele voluminoase incinerabile trebuie mărunţite înaintea incinerării. Mărunţirea deşeurilor voluminoase înseamnă o reducere de volum şi astfel o mai bună folosire a spaţiului disponibil din buncăr şi o incinerare mai eficientă a acestor deşeuri (fig. 10.4). Dacă în pâlnia de alimentare a unităţii de incinerare trec deşeuri voluminoase nemarunţite, se poate ajunge la formarea unor dopuri şi la nefuncţionarea instalaţiei6.

5 Xxx – Metode şi tehnici de gestionare a deşeurilor. Metode de tratare termică, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Protecţia Muncii, ICIM Bucureşti; 6 Xxx – Metode şi tehnici de gestionare a deşeurilor. Metode de tratare termică, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Protecţia Muncii, ICIM Bucureşti;

Page 292: Gestionarea Deseurilor Industriale

288

Fig. 10.5. Dispozitiv de mărunţire a deşeurilor voluminoase amplasat în rampa de

descărcare.

La mărunţirea deşeurilor voluminoase se pot utiliza mori cu ciocane sau mori de tăiere, care pot fi prevăzute la nevoie cu instalaţii de aspirare. Mărunţirea poate avea loc într-o zonă a buncărului rezervată în acest scop sau chiar înaintea intrării deşeurilor în buncăr. Aici pot fi tratate pe de o parte materialele care trebuie excluse din deşeuri, pe de altă se pot soita deşeurile declarate ca fiind voluminoase la preluare.

În hala de descărcare şi în buncărul de deşeuri trebuie menţinută o presiune mai joasă comparativ cu zona învecinată, pentru a evita împrăştierea emisiilor şi a prafului. Aerul aspirat ori se incinerează ori se dezodorizează printr-un filtru biologic.

Alimentarea in camera de incinerare

Pâlniile de umplere sunt de regulă astfel gradate, încât să asigure o funcţionare continuă prin preluarea capacităţii de producţie pe oră a unităţii de incinerare. Deşeurile din pâlnia de umplere ajung printr-un puţ de umplere în instalaţia de alimentare (fig. 10.5).

Puţul de umplere este prevăzut cu o clapetă ce închide pâlnia de umplere, pentru a evita pâlpâirea flăcării din camera de incinerare. Instalaţiile de alimentare sunt supuse unei presiuni mecanice puternice prin transportul de deşeuri şi unei presiuni termice prin alinierea directă la grătarul de incinerare7.

Fig. 10.6. Pâlnia şi puţul de alimentare cu deşeuri a camerei de incinerare.

Incinerarea propiu-zisă

7 Xxx – Metode şi tehnici de gestionare a deşeurilor. Metode de tratare termică, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Protecţia Muncii, ICIM Bucureşti;

Page 293: Gestionarea Deseurilor Industriale

289

Pentru incinerarea deşeurilor se folosesc, de regula, instalaţiile de ardere cu grătar si instalaţiile cu cuptor rotativ. Alte tipuri de incineratoare utilizate pentru arderea deşeurilor sunt:

- instalaţii de ardere cu injectarea deşeurilor lichide (ultima fig de la incinerare) (fig. 10.7.a);

- instalaţii de ardere cu vetre multiple (fig. 10.7.b); - instalaţii de ardere în pat fluidizat (fig. 10.7.c); - instalaţii de ardere cu săruri de topire; - instalaţii de ardere cu arc de plasmă8(fig. 10.7.d).

a)9

b)10

c)11

d)

Fig. 10.7. Tipuri de incineratoare. Incineratorul cu grătar

Indiferent de sistemul folosit, structură de bază a cuptorului este caracterizată de un grătar de ardere la bază (fig. 10. 8), pereţii camerei de ardere şi în partea superioară un plafon.

8 Cheremisinoff Nicholas P. – Biotechnology for waste and wastewater treatment, Nozes Publications, New Jesrsey, U.S.A., 1996; 9 Xxx - http://www.ec.gc.ca/wmd-dgd/default.asp?lang=En&n=4F9D4917-1&offset=7&toc=show 10 Xxx - http://cbll.net/articles/Martin_Syncom 11 Xxx - http://www.bhk.co.jp/english/3environment/incinerat/inc1.html

Page 294: Gestionarea Deseurilor Industriale

290

Grătarul poate fi orizontal sau puţin înclinat. În cazul grătarului înclinat cea mai întâlnită versiune este acea a cuptorului cu grătar cu acţiune inversă. În ambele cazuri, barele grătarului sunt mişcate continuu pentru a asigura arderea completă a deşeurilor şi transferul acestora în cuptor. Barele grătarului pot fi răcite cu aer sau cu apa (fig.10.9. a şi b).

Fig. 10.8. Cuptor cu grătar.

Fig. 10.9. Sisteme de răcire: a) cu apă; b) cu aer.

În figura 10.10 sunt prezentate cele cinci zone de combustie ale cuptorului:

- uscarea: în partea superioară a grătarului deşeurile se încălzesc până la peste 100 °C prin intermediul iradierii cu căldura sau a convecţiei, astfel are loc îndepărtarea umezelii;

- degazarea: prin continuarea procesului de încălzire până la temperaturi de peste 250 °C se exclud materiile volatile. Acestea sunt în primul rând umezeala reziduală şi gazele reziduale. Procesul de piroliză are loc la presiune atmosferică scăzută şi la creşterea temperaturii;

- arderea completă: în cea de-a treia parte a grătarului se atinge temperatura de ardere completă a deşeurilor;

- gazarea: numai o mică parte din deşeurile arse sunt oxidate în procesul de piroliză. Cea mai mare parte a deşeurilor se oxidează în partea superioară a camerei de incinerare la 1000 °C.

- post-combustia: pentru minimizarea gazelor reziduale rămase neincinerate şi a CO din emisii există mereu o cameră de post-combustie. Aici se adaugă aer sau gaz rezidual desprăfuit în vederea realizării incinerării complete. Timpul de păstrare în această zonă este de minim 2 secunde la 850 °C.

Page 295: Gestionarea Deseurilor Industriale

291

Fig. 10.10. Zonele de combusti pentru un cuptor cu grătar.

Pentru o ardere completă a deşeurilor procesul de ardere desfăşoară în mai multe

etape, acestea fiind specifice fiecărui tip de incinerator (fig. 10.11).12,13

Fig. 10.11. Etapele de ardere pentru un două tipuri de incineratoare.

Trecerea de la o fază la alta depinde de compoziţia şi valoarea calorică a deşeurilor de

incinerat. Pentru pornirea instalaţiei este necesara preîncălzirea spaţiului de ardere. În acest scop

sunt instalate arzătoare ce funcţionează cu gaz, ulei, praf de cărbune sau orice alt tip de combustibil, ce au rolul de a preîncălzi camera de ardere şi de a întreţine flacăra în cazul unei compoziţii mai dificile a deşeurilor (fig. 10.12). Când camera de ardere a atins temperatura corespunzătoare, atunci deşeurile pot fi aprinse cu ajutorul arzătoarelor de aprindere, instalate în camera de ardere. Plecând doar de la căldura degajată de arzătoare, în figura 10.12 este prezentată temperatura degajată de acestea şi distribuţia ei în interiorul incineratorului.

12 Xxx - http://www.jeag.com/eng/incinerators/mz.htm 13 Xxx - http://www.basicenvirotech.com/Basic_Technology.htm

Page 296: Gestionarea Deseurilor Industriale

292

Fig. 10.12. Temperatura generată de injectoare într-un incinerator cu vetre multiple.14

Alimentarea cu aer se face atât prin barele grătarului de jos în sus (alimentarea

primară), cât şi cu ajutorul unor dispozitive suplimentare prevăzute în camera de ardere (alimentarea secundară) (fig. 10.13). Măsurarea debitului de aer de combustie este adaptat la procesul de incinerare în timp şi spaţiu. Deoarece compoziţia deşeurilor variază în limite largi şi amestecarea înainte de incinerare nu asigură omogenizarea totală a deşeurilor, mişcarea grătarelor şi măsurarea aerului de combustie sunt mereu adaptate la situaţia de funcţionare a cuptorului15.

Fig. 10.13. Alimentarea cu aer pentru o incinerare completă.

În interiorul incineratorului temperatura este distribuită conform fig. 10.14. 16

14 Xxx - www.volund.dk/content/download/698/4350/file/CFD%20brochure.pdf 15 Xxx – Metode şi tehnici de gestionare a deşeurilor. Metode de tratare termică, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Protecţia Muncii, ICIM Bucureşti; 16 Xxx - www.volund.dk/content/download/698/4350/file/CFD%20brochure.pdf

Page 297: Gestionarea Deseurilor Industriale

293

Fig. 10.14. Distribuţia temperaturii într-un incinerator cu vetre multiple.

Prin recircularea aerului cald rezultat în urma arderii se constată o distribuţie mai mare a căldurii în interiorul incineratorului (fig. 10.15), aceasta ajutând la uscarea şi degazarea deşeurilor. 17

a)

b) Fig. 10.15. Variaţia temperaturii în interiorul incineratorului cu vetre multiple:

a) fără recircularea aerului cald; b) cu recircularea aerului cald;

Incineratorul rotativ Cuptorul rotativ este întâlnit în industria cimentului, de aici fiind preluat şi pentru

incinerarea deşeurilor (fig. 10.16). În cazul incinerării cu cuptor rotativ temperatura atinsă în camera de ardere este mult mai ridicată faţă de incineratoarele cu grătar.

17 Xxx - www.volund.dk/content/download/698/4350/file/CFD%20brochure.pdf

Page 298: Gestionarea Deseurilor Industriale

294

Fig. 10.16. Cuptor rotativ.

Principalele componente ale unui incinerator rotativ sunt prezentate în figura 10.17.

Fig. 10.17. Principalele părţi componente ale unui incinerator rotativ.

Datorită rotirii continue şi înclinării uşoare a cuptorului, transferul deşeurilor dintr-un capăt în altul a cuptorului este realizat uşor. În funcţie de temperatura de ardere, dispozitivul de ardere a cenuşei poate fi necesar sau nu. În cazul unor temperaturi de 1150 0C cenuşa este aglomerată, iar la temperaturi de 1300 0C cenuşa este topită şi vitrifiată. De asemenea, cenuşa de fund şi cenuşa de recuperare din filtre pot fi reintroduse în cuptorul rotativ pentru aglomerare sau vitrifiere. În figura 10.18 este prezentată distribuţia căldurii în interiorul incineratorului rotativ18.

Fig. 10.18. Distribuţia temperaturii într-un incinerator rotativ.

18 Yang Yongxiang, Pijnenborg J.A. Marc, Reuter Markus A. – Modelling of the fuel stream and combustion ina rotary-kiln hazardous waste incinerator, Thrird International Conference on CFD in the Minerals and Process Industries, CSIRO, Melbourne, Australia, 2003, pag. 25-34;

Page 299: Gestionarea Deseurilor Industriale

295

În urma procesului de ardere rezultă o serie de noxe (fig. 10.19, fig. 10.20 şi fig. 10.21)19 care diferă la rândul lor, cantitativ, de:

- tipul de deşeu supus procesului de ardere; - tipul incineratorului utilizat; - tipul combustibilului folosit pentru întreţinerea arderii.

Fig. 10.19. Noxele rezultate în urma arderii deşeurilor.

Fig. 10.20. Distribuţia gazelor rezultate în urma arderii deşeurilor într-un incinerator rotativ.

Fig. 10.21. Concentraţia de CO2 la arderea deşeurilor la cuptorul cu vetre multiple. 20

19 Xxx - http://www.pollutionissues.com/Ho-Li/Incineration.html 20 Xxx - www.volund.dk/content/download/698/4350/file/CFD%20brochure.pdf

Page 300: Gestionarea Deseurilor Industriale

296

10.5. TRATAREA ŞI ELIMINAREA CENUŞEI REZIDUALE

Cenuşa reziduală rezultă în urma incinerării şi constă în principal din material neincinerabil cum ar fi silicaţi nedizolvaţi în apă, oxizi de aluminiu şi oxizi de fier. Cenuşa reziduală pură conţine, în general, următoarele:

- 3 – 5 % material neincinerabil; - 7 – 10 % metale feroase şi neferoase; - 5 – 7 % granule mari; - 80 – 83 % granule fine.

La incinerarea deşeurilor apar diverse reziduuri solide şi lichide. Cenuşa reziduală se

elimină la capătul grătarului de incinerare şi trebuie transportată. Cele mai importante cerinţe de la această instalaţie de eliminare sunt evitarea dopurilor la eliminarea cenuşei reziduale precum şi împiedicarea infiltrării de aer fals (fig. 10.22). În acest scop sunt oferite mai multe sisteme de eliminarea cenuşei reziduale, dependente în parte de sistemul de ţevi folosit. Eliminarea prin grătar are loc exclusiv prin intermediul forţei gravitaţionale în puţuri de cădere, ce duc direct la instalaţiile de eliminare a cenuşei reziduale21.

Fig. 10.22. Instalaţie de eliminare a cenuşii cu apă.

Problema principală la eliminarea prin grătar constă în temperatura indicată a cenuşei reziduale, ce poate fi între 600 – 900 0C. Printr-un surplus de aer prea scăzut se poate atinge punctul de înmuiere a cenuşei reziduale (950 – 1000 0C), astfel putându-se transforma într-o stare păstoasă. Stingerea cenuşei reziduale se poate face prin sisteme cu apă (fig. 10.23)22.

21 Xxx – Metode şi tehnici de gestionare a deşeurilor. Metode de tratare termică, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Protecţia Muncii, ICIM Bucureşti; 22 Xxx – Metode şi tehnici de gestionare a deşeurilor. Metode de tratare termică, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Protecţia Muncii, ICIM Bucureşti;

Page 301: Gestionarea Deseurilor Industriale

297

Fig. 10.23. Dispozitiv de eliminare a cenuşei.

Metodele de tratare ale cenuşei reziduale depind de componenta deşeurilor incinerate, de legislaţie în vigoare şi posibilităţile economice (fig. 10.24). Principalele metode de tratare a cenuşei reziduale sunt:

- îmbătrânirea cenuşei reziduale; - separarea materialului fin; - vitrificare.

Fig. 10.24. Cenuşa de fund

Utilizările ulterioare ale cenuşei reziduale tratate pot fi: material de umplutură pentru construcţii de baraje, de drumuri, de pereţi de protecţie etc. Cenuşa nu poate fi utilizată în umplerea zonelor cu o pânză freatică bogată. 10.6. Tratarea şi valorificarea altor emisii

Deşeurile fac parte din resursele energetice secundare combustibile. Resursele energetice secundare reprezintă cantităţile de energie sub toate formele care conţin încă un potenţial energetic ce poale fi utilizat în trei direcţii: termică, electroenergetică şi combinată.

Recuperarea sub aspect termic are loc prin utilizarea aburului sau a apei calde obţinute în instalaţiile recuperatoare de căldură pentru alimentarea cu căldură a proceselor:

- tehnologice; - de încălzire; - ventilaţie; - climatizare;

Page 302: Gestionarea Deseurilor Industriale

298

- alimentarea cu apă caldă menajeră a consumatorilor urbani.

Absolut necesară este răcirea fumului rezultat în urma incinerarii deşeurilor menajere de la 1000 – 1200 0C până la 200 – 300 0C, aceasta reducere a temperaturii este necesară şi din motive tehnice procedurale, deoarece procedeele de purificare a fumului necesita temperaturi sub 350 °C. Răcirea filmului provenit de la incinerarea deşeurilor are loc de obicei indirect, adică prin schimbătoare de căldura recuperative aer-apa respectiv abur. Drept instalaţie de transfer al căldurii serveşte un cazan, în care căldura fumului (energie cinetică — energie a căldurii) se transferă într-un purtător de căldura adecvat (abur sau apă). Cantitatea de energie recuperată este dată de produsul dintre masa deşeurilor tratate, puterea calorică inferioară a acestora şi randamentul termic al ansamblului cuptor incinerare şi cazan recuperator.

O altă particularitate la incinerarea deşeurilor constă în transportul mare de praf a fumului ce trebuie răcit Pentru evitarea impurităţilor de fum la cazan, ce pot conduce la acumulări ce minimizează durata de transport, sunt necesare o serie de măsuri.

Valoarea calorică viitoare a deşeurilor va fi probabil mai mare decât cea de azi. Acest fapt este dovedit de cercetări ce determină influenţa diverselor cote de reciclare asupra valorii calorice a deşeurilor reziduale.

Următoarele valori pentru obţinerea energiei din incinerarea deşeurilor stau la baza datelor de pornire medii pentru instalaţiile moderne de incinerare a deşeurilor:

– valoarea calorica inferioară a deşeurilor (Hu): 9,5 – l0 MJ/kg; – randamentul de producere a aburului: 65 - 76 %, – producerea de abur pe tona de deşeuri: 1,9-2.4 tone, – producerea de curent electric pe tona de deşeuri, folosindu-se randamentele

pentru producerea aburului şi pentru curent la funcţionarea în condens: 350 - 400 kWh.

Folosirea căldurii de incinerare pentru producerea de abur este categoric influenţată de împrejurimi. În instalaţii mai mari se produce în principal abur de calitate relativ ridicată (40 bar, 400 °C) în vederea producerii de curent, parţial combinată cu încălzirea la distanţă. În instalaţii mai mici se produce în principal abur cu parametri mai scăzuţi (15 — 20 bar, 200 — 250 0C) ce se foloseşte direct în scopuri de încălzire sau în domeniul industrial sub formă de căldură de proces23. 10.7. Epurarea gazelor reziduale

După arderea completă, epurarea gazelor reziduale este cea mai importantă posibilitate de a controla nivelul emisiilor evacuate din incinerator.

Pentru separarea substanţelor din gazele reziduale evacuate din camerele de ardere a incineratorului sau de la boiler, pot fi utilizate mai multe procedee, pentru alegerea şi proiectarea cărora trebuie luate în considerare următoarele elemente:

– substanţele poluante specifice din gazele reziduale; – tipul, volumul şi schimbările conţinutului gazelor reziduale; – concentraţiile maxime admisibile ale poluanţilor în gazele epurate; – evitarea, minimizarea şi epurarea apelor uzate evacuate din instalaţii; – probleme în funcţionare (coroziune, uzura, murdărirea instalaţiilor); – temperatura gazelor la evacuarea din coşul de dispersie; – evitarea, recuperarea şi depozitarea reziduurilor; – disponibilităţi de suprafeţe pentru depozitarea reziduurilor.

23 Xxx – Metode şi tehnici de gestionare a deşeurilor. Metode de tratare termică, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Protecţia Muncii, ICIM Bucureşti;

Page 303: Gestionarea Deseurilor Industriale

299

Materialele nocive apar în forma gazoasă sau sub forma de particule de impurităţi. La

purificarea fumului se efectuează mai întâi o eliminare a materialelor sub formă de particule, iar apoi o îndepărtare a impurităţilor gazoase. Instalaţiile moderne de purificare a fumului vor îndepărta materialele nocive din fum pe cât posibil cantitativ. De aceea ele sunt structurate în mai multe etape şi necesită un mare efort financiar. Eliminarea prafului, adică îndepărtarea impurităţilor sub formă de particule, se efectuează înaintea spălării fumului, pentru a nu solicita acest din urma procedeu.

Aparatura de urmărire a instalaţiilor este necesară pentru monitorizarea exploatării corecte a arderii, procedurii de abur şi nivelului de epurare a gazelor reziduale şi pentru prevenirea apariţiei de situaţii neprevăzute în funcţionare. Nivelul de monitorizare si urmărire a acesteia depinde de tipul de deşeu incinerat şi de cerinţele legale. După alegerea aparaturii şi a punctelor de amplasare a aparaturii trebuie acordata atenţie reproductibilităţii adecvate şi fiabilităţii funcţionale necesare a aparaturii. 10.8. PIROLIZA SI GAZAREA DEŞEURILOR

Piroliza este cunoscută din tehnica procedurală industrială. În ceea ce priveşte tratarea deşeurilor s-au dorit printre altele următoarele avantaje ale pirolizei:

- procedee necomplicate care să poată funcţiona şi cu cantităţi nuci de prelucrare de până la 10 tona/h;

- posibilitatea recuperării energiei şi materiei prime; - posibilitatea de depozitare a produselor valorificabile în mod energetic; - flexibilitate faţă de diversele şi schimbătoarele componente ale deşeurilor; - evitarea în mare măsură a impactului asupra mediului.

Cu ajutorul pirolizei deşeurilor s-a urmărit un scop asemănător cu cel al incinerării.

Volumul deşeurilor se reduce considerabil şi se transformă într-o formă ce face posibilă o depozitare fără impact semnificativ asupra împrejurimilor. La o incinerare convenţională, procesele de uscare, degazare, gazare şi incinerare au loc într-o singură cameră. La piroliză, unele dintre aceste procese parţiale pot fi în reactori separaţi, astfel încât degazarea şi gazarea să devină procedee de tratare a deşeurilor de sine stătătoare. Piroliza ca instalaţie de tratare a deşeurilor nu s-a putut impune în faţa incinerării deşeurilor, din cauza diverselor probleme şi a redusei disponibilităţi. Însă se are în vedere utilizarea pirolizei combinate cu incinerarea la temperaturi înalte. Aici, gazele pirolitice obţinute se vor folosi într-o a doua etapă procedurală la incinerarea şi vitrifierea cocsului pirolitic. Degazarea

Degazarea sau piroliza reprezintă descompunerea termică a materialului organic eliminându-se compuşi, cum ar fi oxigenul, aerul, CO2, aburul etc. În intervalele de temperatura între 150 - 900 °C se elimină materii volatile, iar compuşi de carbohidraţi se descompun.

Prin transformarea pirolitică a deşeurilor iau naştere diverse produse dependente de componenta materialului iniţial, de parametru de funcţionare ai instalaţiei, de condiţiile de încălzire ale temperaturii de degazare şi de durata reacţiei. Următoarele produse finite pot apărea:

- combustibil respectiv, materii prime sub formă de asfalt, ulei, gaze de ardere; - apa de condens cu impurităţile dizolvate în ea;

Page 304: Gestionarea Deseurilor Industriale

300

- reziduuri cum ar fi cocs metale, sticlă, nisip etc

Pentru unele produse provenite din piroliză există o piaţă limitată. În special uleiurile provenite din degazarea anvelopelor uzate se pot folosi drept materie primă în industria chimică sau petrolieră. Condiţia este însă ca instalaţia pirolitică să se afle în apropierea instalaţiei prelucrătoare de ulei. Acelaşi lucru este valabil şi pentru gazul pirolitic ce trebuie utilizat parţial la încălzirea propriului proces de piroliză. Gazarea

Gazarea se referă la conversia la temperaturi înalte a materialelor cu conţinut de carbon în combustibil gazos.

Gazarea diferă de piroliza prin faptul ca se adaugă gaz reactiv ce transformă reziduurile carbonizate în alte produse gazoase. Gazarea, la fel ca şi piroliza, este un procedeu de sine stătător, însă şi un proces parţial al incinerării. Produsele ivite ca urmare a gazării sunt, în funcţie de soluţia gazantă, gaz, slab, aburi, etc.

Energia necesară reacţiei pentru procesul de gazare se produce prin incinerarea parţială a materialului organic în interiorul reactorului. Procedeele executate la temperatură înaltă în intervalul de temperatura între 800 - 1100 °C livrează cea mai mare cantitate de gaz, care este însă cu o valoare calorică scăzută.

Este de dorit o valorificare imediată a gazelor într-o camera de ardere ulterioară, deoarece astfel se poate valorifica şi căldura. Gazul de generator prezintă o valoare calorică mai scăzuta decât gazul pirolitic, însă comparativ cu volumul deşeurilor intrate în proces, rezultă un volum de gaz mai mare decât la piroliză.

Reziduurile solide din procesul de gazare sunt similare celor provenite din incinerare, ele prezintă un conţinut ridicat de cenuşă şi unul scăzut de carbon. Apa reziduala provenita din piroliza

Apa reziduală provenită din piroliză se compune din umiditatea deşeurilor, apa de descompunere şi apa de incinerare, mai puţin apa care s-a consumat în timpul reacţiei.

Apa reziduală provenită din piroliză părăseşte reactorul sub formă de abur şi apare după răcirea gazului drept condensat. Apele reziduale cu conţinut organic mare, în special în cazul pirolizei deşeurilor necesită o pretratare chimico-fizică, deoarece materialele nocive pot fi reduse în instalaţii de epurare biologice numai parţial. O altă posibilitate a evitării materialelor nocive în apele reziduale este descompunerea termică a gazelor de ardere mocnită24. 10.9. COINCINERAREA DEŞEURILOR

De când deşeurile şi combustibilii alternativi produşi din acestea prin diferite metode de tratare au fost acceptaţi ca surse de energie sunt folosit principal, în centralele electrice, fabricile de ciment şi oţelării.

Avantajele coincinerării: - reducerea cantităţii de deşeuri depozitate; - valorificarea energetică a deşeurilor acolo unde valorificarea materială nu este

posibilă; - conservarea resurselor de matern prime necesare pentru producerea energiei.

Coincinerarea in centralele electrice 24 Xxx – Metode şi tehnici de gestionare a deşeurilor. Metode de tratare termică, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Protecţia Muncii, ICIM Bucureşti;

Page 305: Gestionarea Deseurilor Industriale

301

Centralele electrice ca uzine producătoare de electricitate sunt proiectate pentru folosirea eficienta a combustibililor convenţionali. Însă ele pot fi adaptate şi pentru utilizarea combustibililor alternativi.

Folosirea deşeurilor şi a combustibililor alternativi este limitată de următoarele elemente:

- posibilităţile de stocare a acestora în centralele electrice; - cerinţele de pretratare a deşeurilor pentru a le aduce într-o formă utilizabilă

sistemelor de ardere particulare în instalaţiile utilizate în centrale; - comportarea deşeurilor pe durata procesului de combustie, respectiv reducerea

procesiuni de combustie prin depunerea pe pereţii cuptorului, apariţia coroziunii şi influenţarea sistemelor de epurare a gazelor reziduale Coincinerarea în cuptoare de ciment

Un aspect esenţial în fabricarea cimentului îi reprezintă producerea clincherului în cuptorul rotativ. Materia primă pentru producerea clincherului este uscată şi încălzită până la 1400 °C şi datorită reacţiilor chimice ce au loc se formează clincherul de ciment. Indiferent de metoda de fabricare, obţinerea clincherului este un proces de conversie în care materialele folosite (combustibili şi matern prime) sunt consumate sau integrate în produsul final.

Datorita temperaturilor înalte din cuptorul de ciment conţinutul organic al combustibililor alternativi este distrus în totalitate. Câteva caracteristici ale procesului de fabricare a clincherului în cazul utilizării combustibililor alternativi, ar fi:

- prelungirea timpului de staţionare a gazelor reziduale în cuptorul rotativ la temperaturi de peste 1200 °C;

- folosirea cenuşei rezultate de la arderea combustibililor alternativi ca parte componentă a clincherului împreună cu alte materiale;

- fixarea din punct de vedere chimic şi mineralogic în clincher a elementelor aflate în concentraţii foarte mici.

Caracteristicile combustibililor alternativi utilizaţi în fabricile de ciment trebuie stabilite clar, deoarece utilizate în producerea clinchetului pot schimba concentraţia anumitor elemente în produsul final.

10.10. PROCEDEE DE USCARE A DEŞEURILOR

În cadrul procedeelor de uscare cea mai mare importantă a obţinut-o uscarea nămolului. La alegerea procedeului este important dacă nămolul este puternic mirositor sau nu. În cazul nămolului mirositor se recomandă utilizarea unui proces indirect de uscare, cum ar fi uscarea cu pat fluidizat cu recirculare de vapori. Aici apa transformată în abur poate fi condensată, iar mediul fluidizant (abur supraîncălzit) este introdus în circuitul procedural. Mirosurile sunt astfel în mare parte excluse.

La uscarea cu transmitere, mediile de uscare cum ar în gazele reziduale, aburul supraîncălzit în vapori sau aerul, se afla în contact direct cu nămolul şi preiau apa ce se evaporă din acesta. La sistemele închise cu abur supraîncălzit, un condensator realizează condensarea aburului în exces. La sistemele deschise, gazele reziduale încă fierbinţi părăsesc uscătorul împreună cu aburul.

La uscarea cu contact, căldura este condusă direct către materialul de uscat (fig. 10.25). Nămolul şi mediul de încălzire sunt separate prin diferite tipuri de pereţi.

Page 306: Gestionarea Deseurilor Industriale

302

Fig. 10.25. Tehnologii de uscare.

În funcţie de alimentarea cu căldură se regăsesc în principal următoarele tehnologii de

uscare: 1. Uscarea cu contact:

a) uscător cu peliculă; b) uscător cu disc; c) uscător cu par fluidizat.

2. Uscarea cu transmitere: a) uscător cu cilindru rotativ; b) uscător cu suspensii; c) uscător cu etaje; d) uscător cu bandă.

La uscarea nămolului din staţiile de epurare rezultă şi alte substanţe volatile. Gazele ce

nu pot fi condensate, pot fi dezodorizate prin coincinerare în generatorul de căldură. Aceste uscătoare au rol de a reduce umiditatea din nămol într-un timp scurt, în vederea

valorificării materiale a acestuia în agricultură ca îngrăşământ sau în vederea valorificării energetice a acestuia în incineratoare, centrale electrice, cuptoare de ciment, etc25.

25 Xxx – Metode şi tehnici de gestionare a deşeurilor. Metode de tratare termică, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Protecţia Muncii, ICIM Bucureşti;

Page 307: Gestionarea Deseurilor Industriale

CAPITOLUL 11.

DEPOZITAREA DEŞEURILOR INDUSTRIALE 1. CLASIFICARE Până în prezent, în practica mondială ca şi în ţara noastră predomină încă evacuarea reziduurilor în aşa zisele “gropi de gunoi” care de fapt sunt nişte gropi provenite fie din depresiuni geografice naturale, fie rezultate în urma unor decopertări de teren sau cariere de construcţii (pentru nisip şi cărămizi). După modul în care se asigură protecţia mediului înconjurător, poartă denumirea de:

- depozitare simplă: constă în descărcarea simplă, neorganizată a reziduurilor în diverse gropi, foste cariere, sau pe alte terenuri, fără a se lua măsuri speciale pentru protecţia mediului înconjurător. Aceste sistem de depozitare a fost în trecut sistemul cel mai răspândit, deoarece este cel mai ieftin, mai comod, dar nu şi cel mai igienic. Substanţele organice existente în componenţa reziduurilor constituie locul prielnic de adăpostire şi înmulţire a tot felul de insecte, muşte şi şobolani. În acelaşi timp resturile alimentare din conţinutul lor atrag turme de porci şi alte animale (oi). De aceea, acest sistem de depozitare simplă este unanim recunoscut ca periculos pentru igiena publică, este inestetic şi răspândeşte mirosuri neplăcute.

- depozitare controlată este folosită din ce în ce mai mult în lume şi în ţara noastră şi rămâne încă sistemul principal de depozitare şi neutralizare a reziduurilor, constând în descărcarea reziduurilor pe terenuri speciale, rampe, respectându-se anumite condiţii de igienă şi protecţia mediului1.

Depozitele se pot clasifica în funcţie de natura deşeurilor depozitate, astfel:

- depozite pentru deşeuri periculoase; - depozite pentru deşeuri nepericuloase; - depozite pentru deşeuri inerte.

După natura deşeurilor depozitate2:

- menajere sau asimilabile acestora; - speciale; - inerte; - monodeponie.

1 Bularda Gheorghe, Bularda Doru-Cristian şi Cătrinescu Theordor – Reziduuri menajere, stradale şi industriale, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1992; 2 Bold Octavian Valerian şi Mărăcineanu Gelu Agafiel – Depozitarea, tratarea şi reciclarea deşeurilor şi materialelor, Ed. Matrix Rom, Bucureşti, 2004;

Page 308: Gestionarea Deseurilor Industriale

După conţinutul în substanţe organice3: - clasa I, când materialele (reziduurile) depozitate sunt de natură

exclusiv minerală, sau cu un conţinut foarte redus de materii organice; au o influenţă redusă prin substanţe poluante pentru factorii ambientali;

- clasa ll-a, când deşeurile depozitate sunt cu un conţinut majoritar în substanţe organice şi care în procesul de descompunere poluează factorii de mediu, necesită măsuri speciale de izolare / etanşare;

Depozitarea deşeurilor se poate face în mai multe variante, în funcţie de modul de colectare a acestora:

- pentru depozitarea presortate în timpul colectării, depozitarea se face pe o perioadă de timp, timp în care se realizează o sortare finală, urmată de transportul acestor deşeuri pe destinaţii, respectiv la unităţile care le reintroduc în circuitul productiv. Platformele de depozitare a acestor deşeuri nu au o amenajare specială, ele fiind amplasate în spaţii situate în afara localităţilor prevăzute cu drumuri de acces a mijloacelor auto în orice perioadă a anului;

- pentru deşeurile nesortate în timpul colectării, depozitarea acestora se poate face în funcţie de operaţiile de prelucrare ulterioară:

pentru deşeurile care se depozitează definitiv, fără a mai fi sortate şi recuperate anumite materiale, sunt folosite rampele de suprafaţă sau gropile naturale amenajate corespunzător;

pentru deşeurile care se sortează după transport se folosesc platforme descrise la punctul 1;

pentru deşeurile alimentare care se prelucrează prin compostare se folosesc platforme de suprafaţă, unde deşeurile sunt mărunţite, fermentate şi amestecate cu pământ, după care sunt livrate pentru a fi utilizate ca îngrăşământ în agricultură;

pentru deşeurile ce se incinerează, platformele de depozitare temporară (până la ardere) sunt de suprafaţă.

În funcţie de modul de fermentare a deşeurilor în interiorul depozitului, avem:

- depozite cu fermentare aerobă (fig. 11.1.a) - aşezarea simplă a deşeurilor;

- depozite sanitare cu fermentare aerobă (fig. 11.1.b) – aşezarea sub formă de sandwich a straturilor de deşeuri şi pământ;

- depozite sanitare cu fermentare aerobă avansată (fig. 11.1.c.) - aşezarea sub formă de sandwich a straturilor de deşeuri şi pământ, iar la partea inferioară a depozitului sunt amplasate conducte pentru colectarea scurgerilor;

- depozite sanitare cu fermentare semi-aerobă (fig. 11.1.d) – este asemănător cu depozitul sanitar cu fermentare aerobă avansată, având la partea superioară canale de colectare;

- depozite cu fermentare anaerobă (fig. 11.1.e) – în interiorul depozitului sunt amplasate conducte pentru colectarea scurgerilor şi pentru alimentarea cu aer4. 3 Bold Octavian Valerian şi Mărăcineanu Gelu Agafiel – Depozitarea, tratarea şi reciclarea deşeurilor şi materialelor, Ed. Matrix Rom, Bucureşti, 2004; 4 Xxx - http://www.menlh.go.id/apec_vc/osaka/eastjava/wst_mng_en/page1.html

Page 309: Gestionarea Deseurilor Industriale

a) b)

c)

d)

e)

Fig. 11.1. Tipuri de depozite în funcţie de modul de fermentare al deşeurilor. 5 Pentru aceste tipuri de depozite, în figura 11.2. este prezentată canditatea de

BOD obţinută în depozit, pe parcusul unui an jumătate.

5 Xxx - http://www.menlh.go.id/apec_vc/osaka/eastjava/wst_mng_en/page1.html

Page 310: Gestionarea Deseurilor Industriale

0 0.5 1 1.5 2

An

BOD (mg/l)

Fig. 11.2. Concentraţia de BOD în funcţie de tipul de depozit utilizat.

Principiile metodei de depozitare controlată:

- alegerea amplasamentului rampei, se face de comun acord cu organele:

sanitare; pentru protecţia mediului; agricole.

- studii de teren la care se vor ţine seama de: distanţa faţă de periferia centrelor populate – 1000 m; poziţia faţă de vânturile dominante; evitarea zonelor în care se pot produce inundaţii; stabilirea modului de depozitare a reziduurilor în rampelor

de depozitare controlată se pot utiliza următoarele procedee: rampe de depozitare obişnuite; rampe de depozitare controlată compactate; rampe de depozitare controlată a reziduurilor, în prealabil

măcinate; - precizarea succesiunii în timp a straturilor; - compostarea reziduurilor; - protecţia depozitului prin acoperirea cu pământ;

Rampele de depozitare controlată obişnuite:

- înainte de începerea depozitării se decupează stratul vegetal, care să fie folosit la acoperirea finală a unui depozit mai vechi sau să fie depozitat în apropiere pentru acoperirea finală a depozitului.

100

101

102

103

104

105 Depozit cu fermentare aerobă

Depozit sanitare cu fermentare aerobă Depozit sanitare cu fermentare

semi-aerobă

Depozit fermentare anaerobă(laborator) Depozit fermentare anaerobă

(câmp)

Page 311: Gestionarea Deseurilor Industriale

- aducerea reziduurilor şi descărcarea pe teren, depozitul urmat să ocupe o suprafaţă mică, strict necesară pentru operaţiile de împrăştiere (repartizarea pe zone), eventual compactate.

- umplerea locului de depozitare prin înaintarea frontală sau inelară, fiecare nou strat de reziduuri de 0,25 – 0,3 m, urmând să fie început din acelaşi loc ca şi precedentul.

- se vor efectua amenajările indicate în studiul hidrogeologic privind protecţia apelor subterane şi de suprafaţă şi şanţuri de gardă pentru protecţia reziduurilor împotriva scurgerii apelor meteorice care ar putea veni din amonte, de pe versanţi şi eventual îndiguiri ale rampei de depozitare.

- suprafaţa de teren să fie împărţită în parcele de 1000 – 10000 m2, în funcţie de cantitatea zilnică de reziduuri care se depozitează.

- reziduurile să fie depozitate în straturi d 1,5 – 2 m, înălţime separate prin straturi intermediare de material inert, în grosime de 0,2 – 0,3 m.

- reziduurile să fie descărcate cât mai aproape de locul de depozitare de unde să fie împrăştiate şi compactate cu buldozerul zilnic, atingând înălţimea de 1,5 – 2 m, după care se acoperă cu material; inert 0,2 – 0,3 m. zilnic se va amenaja ca depozit o suprafaţă corespunzătoare înălţimii de 1,5 – 2 m, strat de reziduuri.

- după depozitarea ultimului strat de reziduuri se face acoperirea finală cu un strat de pământ vegetal de 0,6 – 1,2 m, grosime împrăştiat şi compactat cu aceleaşi mijloace care sunt folosite pentru reziduuri.

- rampele de depozitare ale reziduurilor trebuie să fie împrejmuite cu garduri demontabile care trebuie să limiteze, de regulă, suprafeţele pe care se face depozitarea pe o perioadă de 1 – 2 ani.

- depozitul trebuie să fie dotat cu tractoare pe şenile echipate cu lamă cu buldozer pentru împrăştiat şi compactat zilnic.

- pentru o bună exploatare a rampelor de depozitare controlate este necesar să se realizeze drumuri de acces corespunzătoare şi grupuri de exploatare.

Depozitarea deşeurilor pe teren descoperit reprezintă calea cea mai importantă pentru eliminarea deşeurilor industriale în România, peste 80% din deşeurile generate fiind depozitate în fiecare an. Astfel, în decursul anilor, s-a acumulat o cantitate foarte mare de deşeuri în depozitele existente.

În prezent, în România sunt înregistrate 951 depozite industriale care ocupa peste 11000 ha. Cele mai numeroase depozite de deşeuri industriale (354) sunt simple (de obicei, platforme betonate); de asemenea, există un număr mare de halde de steril minier (251) şi iazuri de decantare/bataluri (209). Cea mai mare parte a depozitelor industriale (aproximativ 76%) ocupă suprafeţe relativ mici de teren (până în 5 ha).

Tabelul 11.1 prezintă situaţia depozitelor de deşeuri industriale, pe categorii precum şi suprafeţele ocupate.

Page 312: Gestionarea Deseurilor Industriale

Tabelul 11.1 Situaţia depozitelor de deşeuri industriale

Depozite industriale

Iazuri de decantare

Halde de steril

Halde de zgură si cenuşă

Depozite simple

Depozite subterane

Total

Număr 209 251 108 354 29 951 Suprafaţa ocupata

(ha)

2466 5932 2823 748 17 11986

(Date furnizate de MAPM)

Doar 30% din depozitele industriale deţin autorizaţie de funcţionare. Restul funcţionează fără autorizaţie, deşi multe dintre acestea sunt amplasate necorespunzător şi nu sunt depozite controlate. De exemplu, 34% din depozitele industriale sunt amplasate intravilan, iar 6% din depozitele industriale sunt amplasate pe malul unor cursuri de apa. Doar 60% din depozite sunt în afara localităţilor.

Din totalul depozitelor de deşeuri industriale, cel puţin 50 nu dispun de nici un fel de amenajare pentru protecţia mediului, iar cele mai multe sunt doar împrejmuite. Unele dintre depozite au una sau mai multe amenajări speciale (impermeabilizare, drenuri, canal de gardă, foraj de monitorizare), dar foarte puţine dispun de toate amenajările astfel încât să îndeplinească condiţiile necesare pentru protecţia calităţii mediului.

Haldele de zgură şi cenuşă de termocentrală sunt depozitele cu cele mai numeroase amenajări: impermeabilizare cu substrat mineral, sistem de drenuri pentru colectarea levigatului, diguri pentru stabilitate, foraje de urmărire a apei freatice, sisteme de stropire a suprafeţei. De asemenea, există unele depozite de deşeuri chimice şi metalurgice, paturi de uscare sau bataluri pentru diferite tipuri de nămoluri, care sunt proiectate cu amenajări pentru protecţia apelor.

În anul 1999 au fost înregistrate 83 depozite industriale pentru deşeuri periculoase în 30 de judeţe, ocupând o suprafaţa totala de aproximativ 450 ha.

Judeţele cu cele mai numeroase depozite de deşeuri industriale periculoase sunt: Prahova (7 depozite), Alba, Argeş şi Vaslui (cate 6 depozite) şi Timiş (5 depozite).

Cele mai mari suprafeţe sunt ocupate de următoarele depozite de deşeuri periculoase6:

- iazurile de decantare de la Uzinele Sodice Govora (168 ha); - halda de zgură/cenuşă de la Sidex Galaţi (100 ha); - iazurile de decantare de la Upsom Ocna Mureş (92 ha); - depozitul industrial Turnu Tr. Măgurele (62,3 ha); - iazurile de decantare de la Doljchim Craiova (15,8 ha).

Orice depozit de deşeuri trebuie să asigure:

- fluxuri tehnologice bine organizate şi igienice, atât în interior cât şi în afara amplasamentului;

- colectarea / drenarea infiltraţiilor provenite din umiditatea proprie şi a precipitaţiilor atmosferice pentru a împiedica pătrunderea lor în pânzele freatice;

6 Xxx - http://enrin.grida.no/htmls/romania/soe2000/rom/cap7/supr.htm

Page 313: Gestionarea Deseurilor Industriale

- colectarea şi arderea gazelor rezultate din procesul de descompunere a deşeurilor cu pondere de materiale organice;

- dacă suprafaţa depozitului permite se va asigura preluarea şi evacuarea precipitaţiilor la nivelul părţii superioare a depozitului (acoperişului), evitându-se creşterea volumului de infiltraţii către corpul depozitului;

- încadrarea civilizată în contextul general al mediului ambiant. După încheierea exploatării depozitelor de deşeuri, adică atingerea cotelor finale ale depunerilor de materiale reziduale, acestea sunt în continuare obiectul unele supravegheri complete şi atente, până se constată că sunt complet stabilizate şi nu mai prezintă nici un pericol de contaminare a mediului, adică, de la câţiva ani până la zeci de ani. 11.2. DEPOZITAREA DESCHISĂ Depozitele deschise comportă cele mai scăzute costuri de investiţie şi de exploatare (costurile de acest fel pot cuprinde achiziţia amplasamentului şi unele activităţi efectuate de funcţionarii municipali). în afară de aceasta, multe depozite deschise încep ca depozite controlate şi apoi se degradează din lipsa de gospodărire şi de alte resurse. În aceste cazuri resursele cheltuite pe o groapă controlată conduce doar la o groapă deschisă. Datorită costurilor iniţiale scăzute ale depozitelor deschise din cauza lipsei de competenţe şi utilaje, aceste amplasamente sunt obişnuite în ţările în curs de dezvoltare. Ele comportă riscuri semnificative pentru sănătatea oamenilor şi pentru mediu, mai ales pe măsură ce compoziţia deşeurilor devine mai complexă în ţările în curs de industrializare. Costurile de remediere ale acestor amplasamente pot depăşi cu uşurinţă costurile lor totale de investiţii şi exploatare pe toată durata de serviciu. Apele subterane impurificate nu mai pot fi readuse vreodată la starea lor iniţială pentru a putea fi utilizate, iar alte efecte dăunătoare asupra mediului pot necesita decenii pentru a fi reduse. Depozitele deschise atrag numeroase păsări care se hrănesc din deşeuri, aceste păsări devenind vectori de boli mai importanţi decât muştele şi rozătoarele. Practica depozitelor deschise de gunoaie constituie o dilemă pentru oraşele şi localităţile mai sărace şi mai mici din ţările în curs de dezvoltare: neîndoielnic, această metodă nu este o practică sănătoasă (de menţionat, totuşi, că pentru ţările foarte sărace, unde oraşele sunt situate în preajma deserturilor - de ex. Africa de Nord şi Orientul Mijlociu - depozitele deschise, neamenajate, pot fi considerate eventual sănătoase, cu condiţia ca economiile rezultate din neîmbunătăţirea depozitelor să fie folosite pentru ameliorarea costurilor serviciilor de colectare). 11.3. DEPOZITAREA ÎNCHISĂ La proiectarea unui depozit închis este indicat ca amenajarea să fie văzută prin prisma a patru faze cheie, începând de la conceperea iniţială până la închiderea finală.

Page 314: Gestionarea Deseurilor Industriale

Aceste faze sunt7: - amplasarea - proiectarea - construcţia, exploatarea şi monitorizarea mediului - închiderea şi post-închiderea

O astfel de gospodărire sănătoasă poate fi favorizată de folosirea judicioasă a resurselor în fiecare fază de dezvoltare a gropii de gunoi. 11.3.1. Amplasarea Amplasarea poate fi una dintre cele mai dificile acţiuni în realizarea gropii de gunoi. Principatele considerente sunt8:

- capacitatea; - participarea (implicarea) populaţiei în procesul de amplasare; - hidrogeologia / materialul de acoperire; - accesul.

a) Capacitatea În procesul de amplasare, suprafaţa de teren disponibilă este un considerent cheie. Pentru minimizarea costurilor de tranzacţionare legate de concepţie, autorizare, amplasare, închidere şi post-închidere, este de dorit ca menajarea să funcţioneze cel puţin 20 ani. În practică multe din amenajările pe termen scurt se transformă în amenajări pe termen lung; aşadar este important să se ţină seama de toate aspectele procesului de amplasare. Într-o descriere a depozitelor închise, controlabile, părţile componente sunt următoarele (fig. 11.3.):

- radierul, realizat obligatoriu cu taluze pentru sporirea stabilităţii, din punct de vedere funcţional, radierul trebuie să asigure stabilitatea constructivă a întregului ansamblu şi etanşarea prin impermeabilizare şi drenaj faţă de substanţele lichide poluante pentru stratul acvifer;

- corpul, sau spaţiul propriu-zis de depozitare pentru deşeuri: acest volum, din raţiuni tehnico - economice şi de protecţia factorilor mediului ambiant, este recomandabil a fi executat, pe cât posibil, în semirambleu;

- acoperişul, sau partea superioară, supraterană, se realizează în taluze (fig. 11.3. - 3') cu banchete (fig. 11.3. - 3") şi coronament, pentru asigurarea stabilităţii corpului. Funcţional, acoperişul trebuie să asigure oprirea infiltraţiei precipitaţiilor şi concomitent oprirea fluxului de gaze rezultate din descompunerea deşeurilor către atmosferă, precum şi să asigure o încadrare ecologică (aspect civilizat) în contextul natural al zonei;

- digurile de compartimentare, au rol funcţional de izolare şi sporire suplimentară a stabilităţii şi înălţimii depozitului.

7 Bold Octavian Valerian şi Mărăcineanu Gelu Agafiel – Depozitarea, tratarea şi reciclarea deşeurilor şi materialelor, Ed. Matrix Rom, Bucureşti, 2004; 8 Bold Octavian Valerian şi Mărăcineanu Gelu Agafiel – Managementul deşeurilor solide urbane şi industriale, Ed. Matrix Rom, Bucureşti, 2003;

Page 315: Gestionarea Deseurilor Industriale

Fig. 11.3. Alcătuirea generală a unui depozit de deşeuri9. Criteriile fundamentale cerute amplasamentului oricărui depozit de deşeuri sunt următoarele:

- să permită deservirea depozitării mai multor localităţi sau mari cartiere (criteriu economic şi de folosire intensivă a spaţiului alocat);

- să prezinte stabilitate referitor la condiţiile de mediu; - să se afle, pe cât posibil, lângă un versant care să nu prezinte

pericolul fenomenelor de alunecare, prezenţa unor izvoare şi relativ aproape de emisar (râu sau canal de desecare);

- structura geologică cu textura pământului sănătoasă, fără falii sau formaţiuni carstice sub amplasament, argiloasă (sau predominant argiloasă), iar nivelul apelor subterane faţă de cota radierului să se afle la o adâncime mai mare ele 5,0 m (ha,fr -figura 11.3.);

- caracteristicile geotehnice să poată permite un gabarit eficient economic (înălţimea corpului depozitului să fie mai mică de 40 m), cu posibilităţi de execuţie 50 % în debleu şi 50 % în rambleu (fig. 11.3);

- să excludă riscul pericolului inundării sau spălării prin apele de viitură (amplasament în zonă apărată);

- să se afle la distanţe mai mari decât cele minim admise prin norme şi standarde faţă de aşezări umane, căi de comunicaţii, alimentări cu apă, arii protejate (parcuri şi rezervaţii naturale, monumente istorice, arheologice sau ale naturii);

- să evite zone de cabluri subterane (electricitate, telefoane) şi alte reţele de utilizări subterane (conducte de alimentare / canalizare, petrol, ş.a.) sau supraterane (linii electrice de joasă sau înaltă tensiune);

- să nu prezinte riscul (pe direcţia aval) unor eventuale ruperi ale depozitului spre aşezări umane, oglinzi de apă, obiective economice sau militare;

- să prezinte stabilitate faţă de fenomenele seismice.

9 Xxx - http://www.classes.ce.ttu.edu/CE5327/

Page 316: Gestionarea Deseurilor Industriale

Ca amplasamente corespunzătoare pentru depozitele de deşeuri se recomandă cele ale fostelor cariere, exploatări la zi epuizate, gropi de împrumut, depresiuni naturale, mlaştini, bălţi superficiale care nu se mai pot amenaja, asana sau care au forme rare de viaţă, terenuri degradate total sau poluate intens şi a căror recuperare este foarte costisitoare. Pentru ca depozitul controlat de deşeuri să asigure un flux tehnologic complet (presortare, reciclare, valorificare energetică, colectare, transport, epurare şi evacuarea „levigat”, încadrare ambientală civilizată, evacuări cantitative şi calitative ale deşeurilor, ş.a.) trebuie, pe lângă construcţiile principale propriu-zise, să mai cuprinsă (fig. 11.4):

- reţea de drumuri de acces şi manevră, punct de control - intrare - înregistrare;

- platformă tehnologică şi rampă de spălare auto; - corp clădiri administraţie şi cu caracter social; - staţie sortare, magazii pentru materiale colectare selectivă; - grup şi reţea proprie de alimentare cu apă şi canalizare cu racord

pentru staţia de epurare cu platformă de compostare; - alimentare cu energie electrică, respectiv post transformare pentru

reţelele electrice aferente; - sistem de monitorizare aferent protecţiei calităţii factorilor de

mediu şi activităţilor din depozit; - teritoriu (zonă) carieră de împrumut pentru straturile de acoperire

şi lucrările de terasamente; - plantaţie de protecţie şi izolare (mascare ecologică) şi aliniament

construcţie de împrejmuire.

Fig. 11.4. Schema generală de amenajare a unui depozit de deşeuri:

1 - clădire administrativă; 2 - magazie; 3 - staţie sortare, 4 - staţie de biogaz; 5 - staţie de epurare, 6 - bazin colector pentru levigat; 7 - parcare; 8 - zona de împrumut pentru

straturi de acoperire; 9 - platformă tehnologică; 10 - decantoare pentru îngroşare levigat; 11 - platforme pentru cântărire; 12 - post Transformare; 13 - plantaţie de

protecţie; 14 - împrejmuire.

Page 317: Gestionarea Deseurilor Industriale

Geometria depozitelor de deşeuri (forma şi dimensiunile în planurile orizontal si vertical) urmăreşte, cel mai adesea, orografia terenului de amplasament, dar este influenţată de:

- hidrogeologia profilului de sub teritoriu (nivelul apelor subterane, pământuri necorespunzătoare sau stâncoase şi cu dificultăţi faţă de excavare);

- stabilitatea în taluz pentru debleu şi rambleu; - gabaritul maxim posibil (legat de unghiul de aşezare / stabilitate

al deşeurilor); - asigurarea stabilităţii stratelor de etanşare / separare sau drenare şi

de posibilităţile financiare. Important de subliniat este faptul, că atunci când depozitul deserveşte mari zone urbane (volume mari), gabaritul posibil a fi realizat în pianul vertical influenţează proporţional suprafaţa necesară a depozitului. Acest aspect este deosebit de important căci activitatea aferentă unui depozit de deşeuri este eficientă (rentabilă) dacă permite o exploatare de minim 15-20 ani. În funcţie de toate acestea, soluţiiie constructive generale pot fi conforme sau mixte între soluţiile prezentate în figura 11.5. - a, b, c, d. Opţiunea pentru schema constructivă din figura 11.5. - a este dependentă de existenţa stratului natural de argilă necontractilă şi foarte greu permeabilă (K < 1x109

m/s). Dacă această ultimă condiţie (K) nu este îndeplinită sunt necesare măsuri constructive de corecţie (barieră de etanşare minerală, realizată prin compactare mecanizată) sau să se aleagă una dintre soluţiile prezentate în fig. 11.5. - b, c. La soluţia constructivă din figura 11.5 - d se apelează doar în cazul inexistenţei la suprafaţă sau prezenţei doar la mare adâncime a stratului argilos. De asemenea se mai apelează la astfel de soluţii când carierele de argilă se află la mari distanţe (nerentabile economic) sau când calitatea acesteia este necorespunzătoare.

Fig. 11.5. Soluţii constructive ale depozitelor de deşeuri

Un alt punct de vedere aferent soluţiilor constructive ale depozitelor de deşeuri, se referă la modul de realizare prin prisma orografiei amplasamentului şi al terasamentelor necesare execuţiei.

Page 318: Gestionarea Deseurilor Industriale

În acest context depozitele se pot realiza în următoarele tipuri de scheme constructive (fig. 11.6.):

- depozit în rambleu; - depozit în debleu; - depozit în semirambleu.

Soluţia optimă, din punct de vedere a terasamentelor, este cea care ţine cont de cota nivelului apelor freatice şi a texturii pământului de sub linia radierului.

Fig. 11.6. Soluţii constructive din prisma orografiei amplasamentului

Rolurile funcţionale esenţiale ale celor două componente de bază ale depozitelor, acoperişul şi radierul, (fig. 11.7şifig. 11.8) sunt: A. ale acoperişului:

- colectarea şi evacuarea în afara perimetrului a scurgerilor de natură pluviometrică;

- drenajul şi evacuarea apelor meteorice, infiltrate prin stratul vegetal superficial;

- etanşarea şi izolarea corpului depozitului; - colectarea, stocarea sau arderea gazelor de fermentare; - încadrarea ecologică în mediul înconjurător al zonei.

Page 319: Gestionarea Deseurilor Industriale

B. ale radierului: - filtrarea levigatului provenit din umiditatea proprie a deşeurilor; - drenarea, transportul şi evacuarea către staţia de epurare a

levigatului; - etanşarea perimetrului acestuia pentru oprirea eventualelor

infiltraţii ale levigatului către subteran; - stabilirea / ranforsarea perimetrului radierului şi taluzelor

acestuia.

Fig. 11.7. Rolurile funcţionale ale acoperişului şi radierului unui depozit

Fig. 11.8. Secţiune într-un depozit de deşeuri.10

Pentru dimensionarea rampelor de depozitare controlată a deşeurilor menajere se pleacă de la efectuarea planului topografic al terenului, după ce acesta a fost ales pe baza studiului geotehnic şi hidrogeologic aprobat de organele locale sanitare şi agricole. 10 Xxx - http://www.latrobe.vic.gov.au/Landfill/

Page 320: Gestionarea Deseurilor Industriale

Suprafaţa şi volumul rampei trebuie să aibă o capacitate de depozitare a deşeurilor menajere din localitatea pentru care se construieşte rampa, pe o perioadă de mai mulţi ani având ca prim element de calcul cantitatea medie de deşeuri anuală. După ce este cunoscută aceasta se poate calcula capacitatea anuală a rampei de depozitare controlată cu relaţia:

( ) 011

2o

d

n kn QCm

− ⋅⎡ ⎤⋅= ⋅ +⎢ ⎥

⎣ ⎦ (m3) (11.1)

în care: Cd - capacitatea rampei de depozitare controlată necesară pentru "n" ani, m3; Qo = Qm+Qs+Ql - cantitatea totală de deşeuri din primul an de calcul, m3/an; Om - cantitatea medie de deşeuri menajere din anul de bază, m3/an; Qs - cantitatea medie de deşeuri stradale, m3/an; Ql - cantitatea medie de deşeuri industriale, m3/an; ' k0 - coeficient de creştere în timp a cantităţii de reziduuri menajere, stradale şi industriale (de aceeaşi categorie) pentru care se poate lua o creştere anuală de cca. 5% adică ko = 0,05; n - numărul de ani pentru care se intenţionează să se prevadă depozitarea controlată, n = 10-25 ani; m - coeficient care ţine seama de gradul de compactare în depozit, m = 2 - 4 ani, în funcţie de greutatea specifică a deşeurilor; În calculul capacităţii necesare rampelor de depozitare controlată trebuie să se ţină seama şi de cantităţile de reziduuri rezultate în urma altor metode de tratare a deşeurilor:

- de la staţiile de incinerare cca. 10 - 15% m3/an din capacitatea totală a staţiei de incinerare;

- de la staţiile de compostare cca. 25 - 40% m3/an din întreaga capacitate a staţiei de compostare. Pentru calcule aproximative se poate estima suprafaţa terenului necesară pentru o rampă de depozitare controlată a deşeurilor cu indicatorii:

– 0,6.5 - 0,75 m2 teren pentru fiecare tonă de deşeu evacuat şi depozitat într-un singur strat de 1,5 - 2,0 m înălţime;

– 0,15 - 0,25 m2 teren pentru fiecare m3 de deşeu evacuat şi depozitat în straturi cu aceeaşi înălţime (1,5 - 2,0 m). Dacă deşeurile au fost în prealabil măcinate, capacitatea rampei de depozitare creşte cu 40 - 50% şi deci este necesară o suprafaţă de teren redusă Ia aproximativ la jumătate. Standardele de mediu mai exigente măresc costurile de construcţie, exploatare şi închidere ale depozitelor de deşeuri. Suprapunându-se cu o criză de capacitate a „gropilor de gunoi” din anumite ţări, aceşti factori conduc la construcţia depozite regionale care pot satisface cerinţele legate de mediu în condiţii de eficienţă economică. Astfel de depozite regionale, deservesc o regiune mai mare decât ar deservi în mod normal o „groapă de gunoi” municipală. Aceste considerente sunt aplicabile atât în ţările în curs de dezvoltare cât şi în cele industrializate. Construcţia şi utilizarea staţiilor

Page 321: Gestionarea Deseurilor Industriale

de transfer micşorează costurile de transport, atunci când se folosesc depozite regionale, mai îndepărtate. b). Implicarea publică Proiectantul trebuie să fie pregătit pentru implicarea comunităţilor potenţial afectate în procesul de amplasare. El trebuie să stabilească un dialog şi relaţii de lucru cu reprezentanţii comunităţilor afectate, pentru ca acestea să-şi exprime preocupările legate de proiectarea şi implementarea planului depozitului de deşeuri. c) Hidrogeologia: Este de dorit să se profite de geologia unui amplasament. În mod particular, tipurile de soluri şi de roci situate sub depozitul de deşeuri şi grosimea fiecărui strat de sol pot limita migrarea scurgerilor spre apele subterane şi pot reduce concentraţia poluanţilor. De exemplu, solurile argiloase încetinesc semnificativ migrarea scurgerii şi pot reduce concentraţia metalelor grele. Un aşternut de roci vulcanice serveşte de asemenea la oprirea scurgerii. Pe de altă parte, nisipul va avea un efect slab de încetinire a migrării scurgerilor şi are o capacitate scăzută de îndepărtare a poluanţilor. d) Materialul de acoperire: Disponibilitatea materialului de acoperire este de asemenea un considerent important în decizia de amplasare. Deşeurile compactate trebuie acoperite zilnic, la sfârşitul operaţiilor, cu 15-30 cm de sol. Aceasta creează o nevoie importantă de material de acoperire şi poate conduce la costuri prohibitive în cazul în care acest sol trebuie transportat de la distanţe mari de amplasamentul gropii. e) Accesul: Pentru limitarea costurilor de manipulare şi pentru descurajarea folosirii de amplasamente de depozitare ilegale, este important ca depozitul de deşeuri să fie amplasat destul de aproape de zona pe care trebuie să o deservească. Dat fiind că zonele urbane se extind cu repeziciune, o amenajare situată la periferia unei localităţii existente, se va afla în viitorul previzibil, prea aproape de zonele populate. De aceea, o amenajare ideală va fi suficient de departe de oraş, pentru a nu perturba viitoarea dezvoltare urbană, dar destul de aproape pentru un acces rezonabil. Deseori, folosirea staţiilor de transfer într-un oraş poate permite amplasarea depozitului la o distanţă mai mare de centrele populate. Drumurile de acces la un depozit de deşeu trebuie să fie adecvate tipurilor şi numărului de vehicule care vor fi folosite. La estimarea capacităţii şi a factorilor NIMBY proiectantul trebuie să aibă în vedere creşterea prognozată a populaţiei şi tendinţele viitoare de dezvoltare a teritoriului în zonă. Nu este ceva neobişnuit ca un amplasament iniţial izolat amplasat pe o zonă întinsă să se pomenească restrâns de o dezvoltare urbană intensă, să fie confruntat cu rezidenţi vecini ostili şi împiedicat să se extindă la capacitatea sa proiectată. Restricţiile de folosire a terenurilor şi zonarea efectuată de departamentul municipal de planificare a amenajării teritoriului pot fi de ajutor în evitarea unor astfel de conflicte. Autorităţile municipale trebuie să integreze ori de câte ori este posibil, aceste angajamente în planul iniţial al amplasamentului depozitului de deşeuri.

Page 322: Gestionarea Deseurilor Industriale

După alegerea amplasamentului final trebuie făcută o evaluare a riscului privind mediul (EnRA). Această evaluare trebuie să analizeze în mod riguros atât aspectele de mediu cât şi cele umane ale proiectului depozitului. Conţinutul efectiv al unei astfel de EnRA va depinde de reglementările locale. Totuşi, ca un minimum, EnRA trebuie să detalieze riscurile posibile ale amenajării privind apele subterane şi de suprafaţă, riscurile legate de emisiile de gaze, impactul vieţuitoarelor dăunătoare, traficul, murdăriile şi zgomotul din zonă şi posibilităţile de recuperare a terenului după încheierea perioadei de post-închidere. Aceste directive generale se aplică în egală măsură gropilor controlate şi celor amenajate. În cazul în care un depozit deschis existent trebuie reamenajat într-o groapă controlată sau o groapă de gunoi amenajată, decizia de amplasare este deja luată. În acest caz proiectantul aplică procedura de mai sus zonelor propuse pentru extinderea amplasamentului existent. 11.3.2. Proiectarea Proiectarea unui depozit de deşeuri afectează semnificativ securitatea, costul şi eficienţa sa în cursul perioadei de serviciu a amenajării. Aspectele cheie care necesită atenţie în faza de proiectare sunt: capacitatea, proprietatea exploatării (publică sau privată), monitorizarea controlului scurgerilor şi gazelor emise, zona de acces şi descărcare, pre - prelucrarea şi politica faţă de centrele de colectare, documentaţia de exploatare şi de protecţie a mediului, planurile de închidere şi post - închidere, precum şi programul relaţiilor comunitare. Aceste considerente pot avea diverse implicaţii pentru amenajările de gropi controlate şi pentru gropile amenajate. a) Capacitatea: În cazul depozitelor controlate, capacitatea planificată nu poate fi protejată prin zonare şi garanţii de restrângere a folosirii terenurilor, asigurate de autorităţile municipale. De aceea proiectantul depozitului trebuie să folosească în mod strategic amplasamentul desemnat pentru a minimiza influenţele viitoare datorate dezvoltării municipale şi să maximizeze suprafaţa totală disponibilă pentru depozitarea de gunoi în cursul duratei de serviciu a amenajării. Strategiile pot consta în achiziţia de proprietăţi din jurul amplasamentului gropii sau lucrând spre interior pornind de ia limita considerată ca cea mai susceptibilă pentru dezvoltarea urbană. Pentru depozitele de deşeuri deja amenajate, capacitatea este stabilită adesea prin autorizaţiile de funcţionare pe bază de creştere etapizată. Astfel, în loc de a declara capacitatea întregului amplasament în faza iniţială de proiectare, proiectul o elaborează în etape pe doi - trei ani în condiţiile în care amplasamentul în ansamblu satisface cerinţele de zonare şi de utilizare a terenurilor. Această practică permite proprietarului depozitului să dezvolte proprietatea în mod selectiv, cu flexibilitatea de a o converti în variante mai profitabile ale terenului care pot fi realizate în timp. Aceasta se poate aplica mai ales în cazul proprietarilor privaţi de astfel de depozite de deşeuri. În cazul proprietarilor de amenajări municipale, creşterea etapizată poate fi de asemenea recomandabilă pentru aceleaşi motive. La nivel municipal, proiectanţii, trebuie să asigure în orice caz, existenţa permanentă a unor amplasamente adecvate cu capacitatea necesară pentru nevoile de extindere în viitor ale depozitelor de deşeuri.

Page 323: Gestionarea Deseurilor Industriale

b) Proprietatea şi exploatarea publică /privată: În majoritatea ţărilor în curs de dezvoltare depozitele de deşeuri sunt deţinute şi exploatate de administraţiile locale sau alte agenţii publice. De felul proprietăţii depind adesea fondurile de investiţii necesare pentru a construi astfel de amenajări sau de a le moderniza pe cele existente. Acolo unde există competenţe confirmate în sectorul privat, proiectanţii (planificatorii) municipali trebuie să exploreze varianta privatizării pe bază de contract a exploatării depozitului. Această variantă trebuie studiată cu atenţie pentru că ea comportă probleme de recuperare de costuri şi de plăţi de taxe pentru privilegiile de descărcare la "groapa de gunoi". 11.3.3. Monitorizarea şi controlul scurgerilor Controlul scurgerilor constituie un factor cheie în proiectarea şi exploatarea sigură a depozitului controlat de deşeuri. Descompunerea naturală a deşeurilor, cantonate în corpul depozitului, în combinaţie cu infiltraţiile pluviale din amplasament determină scurgerea spre fundul gropii a unor poluanţi potenţiali toxici. Cu cât climatul este mai umed, cu atât sunt mai mari riscurile potenţiale de poluare a apelor subterane din cauza depozitului de deşeuri. Aşa cum s-a arătat mai sus, geologia unui amplasament poate exacerba sau reduce cantitatea de scurgeri care pătrund în mediu. La formarea scurgerilor pot contribui diverse deşeuri. Pigmenţii din vopsele şi bateriile din gospodării pot degaja poluanţi pe bază de metale grele. Deşeurile gospodăreşti vătămătoare (adică produse pentru vopsit, pesticide pentru grădinărit, produse legate de automobile) şi deşeurile vătămătoare de la generatorii comerciali şi industriali pot degaja poluanţi chimici organici. Un depozit amenajat conţine elemente tehnice destinate împiedicării degajării în mediu a unor substanţe vătămătoare. Adesea sunt folosite materiale naturale sau sintetice pentru a căptuşi fundul şi părţile laterale ale gropilor cu scopul de a împiedica migrarea scurgerilor în apele subterane sau de suprafaţă învecinate. La multe gropi de gunoi se folosesc căptuşeli care constau din straturi de argilă compactată, cu grosimi de 0,6 m sau mai mult. Alte căptuşeli constau din folii relativ subţiri din plastic, confecţionate dintr-o varietate de materiale sintetice. În orice caz, oricare tip de căptuşeală poate să nu reuşească să reţină scurgerea, Căptuşelile naturale sau sintetice se pot fisura, mai ales dacă sunt instalate incorect, sau pot să-şi piardă în timp rezistenţa. În eforturile de îmbunătăţire a izolării scurgerii, este recomandată o alternativă care utilizează în locui unui singur material de căptuşire, o combinaţie de materiale de căptuşire naturale şi sintetice numită căptuşeală compozită(fig. 11.9.)11.

11 Rushbrook Philip şi Pugh Michael – Solid waste landfills in Middle – and Lower- Income Countries, The World Bank, New Zork, S.U.A., 1999;

Page 324: Gestionarea Deseurilor Industriale

a) b)

Fig. 11.9. Tipuri de căptuşeli pentru depozite de deşeuri: a) căptuşeală simplă; b) căptuşeală dublă.

Pentru depozitele de deşeuri, etanşarea de baza minerală este formată în general din unul sau mai multe straturi de material argilos, compactate astfel încât să asigure o permeabilitate cât mai redusă la apă sau la alţi agenţi lichizi contaminaţi, cât şi o capacitate portantă care să diminueze deformaţiile provocate de materialele solide şi sau lichide depozitate (Fig. 11.10 – 11.13)12.

12 Xxx – Monitorul Oficial al României, Ordinul ministrului mediului şi gospodăririi apelor nr. 757/5004 pentru aprobarea Normativului tehnic privind depozitarea deşeurilor;

Page 325: Gestionarea Deseurilor Industriale

a) b)

Fig. 11.10. Tipuri de baze impermeabile pentru depozite de deşeuri:

a) deşeuri periculoase clasa a; b) deşeuri nepericuloase clasa b; c) deşeuri nepericuloase clasa b.

Page 326: Gestionarea Deseurilor Industriale

13

Fig. 11.11. Modul de aşezare a membranelor.

14 Fig. 11.12. Aşezarea membranei.

Deşi aceste soluţii constructive sunt utilizate destul de frecvent, informaţiile asupra comportării în timp a straturilor de etanşare argiloase sunt destul de reduse sau incomplete. Dintre problemele generate de folosirea argilelor se pot aminti:

- defecte de calitate a materialului de împrumut - datorate fie zonelor cu argilă de dimensiuni mai mari (argilă grosieră) şi mai puţin plastică, fie problemelor de control la livrare pe şantier,

- bulgări de material argilos a căror suprafaţă este uscată şi care nu mai pot fi dispuşi corect în straturile respective;

- grosimi ale straturilor prost controlate, după compactare, la partea inferioară a stratului de etanşare;

13 Xxx - http://www.tenax.net/geosynthetics/drainage/landfill.htm 14 Xxx - http://www.wtl.ca/geomembrances/fire_water_storage.htm

Page 327: Gestionarea Deseurilor Industriale

- racordarea defectuoasă a unei porţiuni compactate cu alta sau de la o zonă nouă cu alta deja realizată (apariţia unor porţiuni de pământ natural permeabil între cele două zone);

- controlul insuficient sau neadecvat al masei volumice uscate şi a conţinutului de apă în timpul procesului de compactare;

- protecţie neadecvată sau insuficientă a procesului de uscare a straturilor realizate;

- grad de saturare insuficient a materialului din componenţa straturilor de protecţie;

- eroziunea internă a argilei în exploatarea depozitului; - eroziunea argilei de-a lungul structurii şi de-a lungul tuburilor de drenaj ce

traversează stratul de etanşeitate; - forfecarea stratului prin tasări localizate diferit dacă capacitatea portantă a

soiului suport este mică; - alunecarea stratului pe pantă; - probleme diverse: găuri provenite de la picheţi sau de la prelevări de probe de

control acoperite defectuos, ş.a. În figura 11.14. se prezintă schema de realizare a unui depozit modern, cu radier etanş şi drenuri orizontale. Din vechiul depozit se pot transborda unele deşeuri în noul depozit, urmărind realizarea unei cote pentru vechiul depozit încadrat în peisajul natural.

Fig. 11.13. Variantă de realizare a unui nou depozit.

Pentru a alege varianta de etanşare a bazei unui depozit cu argilă sunt necesare informaţii complete asupra proprietăţilor fizice, chimice şi mecanice ale acestui material, atât în stare naturală cât şi în condiţiile unor solicitări similare celor din depozit. S-au propus soluţii diferite de căptuşeală pentru baza depozitelor de deşeuri realizate pe teren natural, cu fundaţie de argilă şi materiale geosintetice. Principalele condiţii pe care trebuie să le îndeplinească un teren pentru a putea realiza o fundaţie sănătoasă, pentru un depozit de deşeuri menajere sunt:

- să constituie o barieră hidraulică naturală pentru levigat; - să aibă o capacitate portantă suficientă şi o compresibilitate scăzută.

Este dificil de găsit terenuri care să satisfacă în mod natural aceste condiţii şi atunci utilizarea geosinteticelor este necesară. Sunt numeroase exemple în lume, de ruperi ale bazei depozitului cauzate de fundarea pe terenuri cu coeziuni scăzute sau din cauze neprevăzute (ruperi de diguri, tensiuni, scufundări, cavităţi din dizolvare sau din depresiuni cauzate de sedimentarea diferenţială a materialelor).

Page 328: Gestionarea Deseurilor Industriale

De aceea, se recomandă în aceste cazuri armarea fundaţiei, având ca scop omogenizarea sedimentării, reducerea presiunilor în geomembrane şi creşterea capacităţii portante. Probleme similare sunt întâlnite atunci când depozitul nou se ridică peste un depozit vechi necontrolat. Funcţia esenţială a sistemelor de straturi este să se comporte ca o barieră împotriva levigatului, protejând de poluare apa freatică. Toate aceste cerinţe pot fi satisfăcute numai prin utilizarea sistemului multistrat, folosind atât materiale naturale cât şi o combinaţie de diferite geosintetice (fig. 11.15), în conformitate cu strategia de proiectare a depozitului avută în vedere. Cel mai simplu sistem este constituit dintr-un strat compact de argilă în prezenţa unor bariere naturale (Fig. 11.15. - a). Utilizarea singulară a unei geomembrane nu prezintă siguranţă şi nu are aplicabilitate. Cel mai utilizat sistem este constituit dintr-un strat de argilă şi o geomembrană.

Fig. 11.14. Tipuri de sisteme de etanşare

Pentru a mări avantajele compozitului, geomembrană trebuie poziţionată în contact direct cu startul mineral, evitând înterpunerea vreunui start de drenaj între stratul sintetic şi cel mineral (fig. 11.15. - b). Punctul de vedere este adesea controversat şi un strat de control al levigatulul este impus de legislaţia unor ţări, aceasta ca o consecinţă care consideră straturile sintetice "total imprevizibile" Cossu - 1995. Alţi autori avertizează că utilizarea unui astfel de bariere pot favoriza scurgerea lichidelor poluante în subsol (Fratalocchi-1995). Un singur start de compozit (fig. 11.15. - c) creşte nivelul de siguranţă şi poate preveni deshidratarea şi ruperea stratului mineral. Stratul dublu de compozit (fig. 11.15. - d) exploatează din plin posibilitatea unui control intermediar al scurgerilor. Pe taluze realizarea sistemului de căptuşeală trebuie făcută în aceleaşi condiţii. Din cauza dificultăţilor în aşezarea corespunzătoare a straturilor de argilă compactă se recomandă utilizarea prefabricatelor cu geomembrană, căptuşeala din argilă geocompozită sau căptuşeală din membrane geocompozite. Aceste sisteme de etanşare permit prin proprietăţile de etanşare ale bentonitei să ermetizeze orice fisură sau gaură formată în geomembrană. Şi sistemul de închidere a depozitului are rolul de a izola deşeurile de mediul înconjurător, de a controla infiltraţiile de apă de precipitaţii, de a asigura evacuarea biogazului. Elementele componente sunt arătate în figura 11.16. Aplicaţiile geosinteticelor include:

- geotextile cu funcţie de protecţie / suport; - geonet cu rol de drenaj în stratul filtrant; - geomembrane (HDPE sau GCL) cu rol de etanşare.

Page 329: Gestionarea Deseurilor Industriale

Fig. 11.15. Elementele tipice ale unei acoperiri complete

În continuare sunt prezentate alte tipuri de căptuşeli de acoperire a depozitelor de deşeuri (fig. 11.17). Din cele prezentate rezultă că geosinteticele îndeplinesc într-un depozit de deşeuri numeroase funcţii: de etanşare, separare, protecţie, ranforsare şi drenaj. Acestea reprezintă argumente necesare şi suficiente pentru a face utilizarea lor recomandată. Ele sunt apte să răspundă rolului pe care-l au în structură, prin caracteristicile de referinţă şi de performanţă demonstrate de aceste materiale în timpul transportului, montării şi exploatării depozitelor de deşeuri. Însuşirile lor fizice, mecanice şi de anduranţă, adecvate în raport cu cerinţele faţă de un sistem de depozitare controlată, reprezintă încă un argument tehnic deja acceptat, testat şi recunoscut. Pentru a minimiza producerea de scurgeri, se împrăştie zilnic peste depozitul de deşeuri un material de acoperire. La închiderea unei gropi de gunoi, se aplică un strat final de acoperire.

Page 330: Gestionarea Deseurilor Industriale

Împrăştierea bentonitei de sodiu

Fig. . Aşezarea geomembranei.

Page 331: Gestionarea Deseurilor Industriale
Page 332: Gestionarea Deseurilor Industriale
Page 333: Gestionarea Deseurilor Industriale

Fig. 11.16. Diferite tipuri de straturi de închiderea a depozitelor de deşeuri şi modul de realizare a acestora15, 16.17

15 Xxx – Inovative technology. Alternative landfill cover, http://apps.em.doe.gov/ost/pubs/itsrs/itsr10.pdf 16 Xxx – Monitorul Oficial al României, Ordinul ministrului mediului şi gospodăririi apelor nr. 757/5004 pentru aprobarea Normativului tehnic privind depozitarea deşeurilor; 17 Xxx - http://www.tenax.net/geosynthetics/drainage/landfill.htm

Page 334: Gestionarea Deseurilor Industriale

a) Colectarea şi epurarea levigatului Scurgerile reţinute de căptuşeală se acumulează şi pot să străbată prin aceasta dacă nu sunt îndepărtate printr-un sistem de colectare a scurgerilor. Sistemele de colectare a scurgerilor sunt instalate deasupra căptuşelii şi constau de obicei dintr-un sistem de conducte perforate, care colectează scurgerile şi le transportă la un bazin de stocare (colectare) - figura 11.18. Scurgerile din bazinul de stocare trebuie îndepărtate periodic şi epurate sau eliminate.

Fig. 11.17. Schema unui cămin de colectare levigat.

Fig.11.18. Ţevi de colectare levigat.18

18 Xxx – Metode şi tehnici de gestionare a deşeurilor. Depozitarea deşeurilor, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Protecţia Mediului – ICIM Bucureşti;

Page 335: Gestionarea Deseurilor Industriale

Fig. 11.19. Puţ de curăţare a ţevilor de colectare levigat.19

Cele mai obişnuite metode de gospodărire a scurgerilor sunt: evacuarea într-o staţie de epurare a apelor uzate, epurarea la faţa locului, urmată de descărcarea într-o canalizare, sau într-o apă de suprafaţă (în funcţie de calitatea scurgerii epurate) şi recircularea înapoi în groapa de gunoi. Toate aceste variante necesită în general un sistem de pompare. Ele necesită o întreţinere considerabilă datorită naturii corozive a scurgerilor. b) Recircularea scurgerii: Recircularea scurgerii peste deşeurile din depozitele de gunoi s-a dovedit că măreşte de aproape 10 ori cantitatea şi calitatea gazului pentru recuperare, reduce concentraţia de poluanţi din scurgeri şi favorizează tasarea deşeurilor. În prezent există acumulată o experienţă considerabilă de la astfel de depozite de deşeuri, gen bioreactor, existente în SUA, Europa şi Brazilia. Într-o ţară ca Brazilia cu climă caldă şi deşeuri bogate în materii organice, celulele gropilor de gunoi se stabilizează în 3-5 ani. Recuperarea pentru energie a gazului din gropile de gunoi este fezabilă, iar după cinci ani celulele pot fi excavate, iar spaţiul rămas poate fi refolosit. Materialul asemănător cu humusul care este excavat (cam 65%), poate fi reciclat drept compost, iar materialul rămas poate fi folosit pentru acoperirea zilnică în următoarele celule. Ca o alternativă la sistemul de epurare a scurgerilor, reinjectarea scurgerii poate fi deosebit de potrivită în zonele cu precipitaţii puţine dat fiind că volumul scurgerilor (lixiviatului) în astfel de

19 Xxx – Metode şi tehnici de gestionare a deşeurilor. Depozitarea deşeurilor, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Protecţia Mediului – ICIM Bucureşti;

Page 336: Gestionarea Deseurilor Industriale

zone depinde mai mult de umiditatea deşeului decât de infiltraţiile din ploi. În unele cazuri, această tehnologie poate fi mai eficientă economic decât alte sisteme de epurare a scurgerilor. Recircularea scurgerilor este o tehnică relativ nouă de gospodărire a acestor lichide. Ca tehnică de gospodărire, scopul său este de a stabiliza deşeurile printr-o descompunere controlată, însoţită de recuperare de metan. Aceasta vine în contrast cu tehnologia standard a gropilor de gunoi, care pune accentul mai mult pe izolarea deşeurilor. Unul dintre posibilele dezavantaje ale recirculării poate fi colmatarea sistemelor de colectare a scurgerilor, care contribuie astfel la creşterea evacuării de scurgeri în mediu (deşi efectul principal este tocmai opus) şi agravarea problemelor de mirosuri. După compararea avantajelor şi dezavantajelor, factorii legislativi federaii din SUA au decis să permită recircularea scurgerilor numai la gropile de gunoi care au o căptuşeală compozită şi un sistem de colectare a scurgerilor care satisface cerinţele de eficienţă specificate. Sistemele actuale de căptuşeli şi de colectare a scurgerilor descrise mai sus sunt prea scumpe pentru multe ţări în curs de dezvoltare. Există trei practici care sunt mult mai ieftine şi care pot fi practice în anumite situaţii:

- aşa cum s-a arătat în descrierea staţiilor de transfer, deşeurile, dintr-o zonă cu precipitaţii puţine pot fi uscate parţial la staţiile de transfer, înainte de a fi depuse în groapa de gunoi. aceasta va reduce scurgerile produse la groapă;

- pentru zonele în care pre-uscarea nu este practică, sau unde solul este foarte permeabil la apă (deci unde scurgerea de lichide va fi o problemă majoră), ar putea fi necesară amplasarea gropii de gunoi într-o zonă cu pantă mai mare decât s-ar alege de obicei. în combinaţie cu un sistem de colectare a scurgerilor bine distribuit (exemplu: în figura 11.19 se prezintă schema de îmbinare - detaliu racord - între stratificaţiile acoperişului şi radierului), aceasta poate reduce pericolele de impurificare a pânzei freatice. panta efectivă necesară va depinde de conductivitatea solului, stabilitatea suprafeţei nivelate şi de alte considerente tehnice specifice amplasamentului. folosirea unei pante de nivelare mai mari, pe lângă o dispunere mai densă a conductelor de colectare a scurgerilor va spori costul unei gropi. totuşi, aceste modificări ar putea fi mult mai puţin costisitoare decât importul, transportul şi aplicarea de argilă sau căptuşeli din plastic sau geotextile.

- pentru a evita costurile iniţiale şi cerinţele de întreţinere care decurg pentru pomparea scurgerilor, acestea pot fi colectate într-un iaz de stocare căptuşit cu beton, construit în aval de groapa de gunoi. Cea mai bună variantă în multe cazuri este de a lăsa scurgerile să se evapore cât mai mult posibil. Pentru aprecierea acestei variante, trebuie să se aibă în vedere şi manipularea îngroşatului rezultat.

Fig. 11.20. Schema de îmbinare etanşă dintre stratificaţia acoperişului şi radierului.

Există experienţă din domeniul epurării apelor uzate care poate fi adaptata pentru iazurile cu scurgeri. În zonele aride, trebuie realizat un iaz sau un set de iazuri în cascadă pentru minimizarea suprafeţei scurgerilor colectate în vederea maximizării debitului evaporat. Pentru a evita riscul deversării în resursele de apă de suprafaţă, iazurile de acest fel trebuie să fie destui de mari pentru a

Page 337: Gestionarea Deseurilor Industriale

putea primi întreaga cantitate aşteptată de scurgeri şi de apă pluvială. În perioadele ploioase, soluţia cu iaz de stocare ar putea să nu funcţioneze bine sau să nu funcţioneze deloc, întrucât evaporarea nu poate compensa combinaţia de scurgeri şi de apă de ploaie. Chiar şi în această situaţie scurgerile deversate din iaz vor fi diluate de către apele de ploaie.

La depozitele controlate, operaţiile de monitorizare pot să comporte prelevarea de probe pentru determinarea poluanţilor indicatori cum ar fi bacteriile, ionii de metale grele şi acizii organici toxici. EnRA, (evaluarea riscului pentru mediu) menţionează că trebuie să stabilească concentraţia de fond a acestor substanţe, ca bază pentru evaluarea standardelor de performanţă ale depozitelor de deşeuri. Operaţiile de monitorizare la gropile de gunoi amenajate pot să comporte recoltarea statistică automatizată şi raportarea automată a rezultatelor către agenţia de reglementare. Sistemele de acest fel sunt costisitoare şi necesită personal calificat pentru folosirea şi întreţinerea lor corectă. Alegerea sistemului depinde de resursele financiare şi umane aflate la dispoziţia proprietarului/operatorului gropii de gunoi precum şi de cerinţele reglementărilor locale. c) Monitorizarea şi controlul gazelor din gropile de gunoi: Gazul de "groapă de gunoi" este un amestec de metan şi bioxid de carbon produs prin descompunerea materiilor organice din deşeuri. Gazul de gunoi este foarte inflamabil şi prezintă risc de explozie dacă nu este gospodărit corespunzător, deci se impune existenţa a cel puţin o monitorizare pentru a stabili dacă se degajă cantităţi periculoase de gaz. O concepţie cu cost redus pentru manipularea gazului de groapă poate să constea în conducte perforate îngropate vertical, folosind presiunea naturală a gazului pentru a-l colecta şi a-l dispersa sau pentru a-l arde la suprafaţă. Acesta este numit un sistem de colectare pasiv. în figurile 11.20 şi 11.21 se prezintă un detaliu de realizare a reţelei de drenaj orizontal, precum şi schema constructivă a unui arzător de biogaz utilizat la depozitul Ovidiu - Constanţa.

Fig. 11.21. Detaliu de realizare a reţelei de drenaj orizontal pentru captarea biogazului.

Fig. 11.22. Puţ şi sistem de colectare a biogazului. 20

20 Xxx – Metode şi tehnici de gestionare a deşeurilor. Depozitarea deşeurilor, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Protecţia Mediului – ICIM Bucureşti;

Page 338: Gestionarea Deseurilor Industriale

Fig.11.23. Instalaţie de ardere a biogazului. 21,22 Din cauză că materialul de acoperire a depozitelor de deşeuri (argilă sau alte materiale de protecţie) nu este întotdeauna perfect etanş şi datorită faptului că biogazul circulă prin eventualele crăpături datorită difuziunii şi convecţiei, au fost cazuri când gazul infiltrat în subsolurile unor clădiri din vecinătatea depozitelor vechi au explodat, aşa cum s-a întâmplat în oraşul Arlington (S.U.A.), sau în unele localităţi din Germania. Sistemele de colectare active, mai costisitoare, folosesc o reţea îngropată de conducte şi pomparea pentru captarea gazului (figura 11.22 - prezintă schema unui puţ de colectare). După aceea, gazul este prelucrat şi folosit pentru generarea de căldură sau electricitate. Pentru că groapa de gunoi este potenţial explozivă, colectarea sub presiune este riscantă şi scumpă. Din perspectiva mediului, colectarea şi folosirea metanului sunt ideale, pentru că duc la captarea energiei gazului şi evită evacuarea în atmosferă a unui gaz cu efect de seră. În orice caz, în multe situaţii nu sunt îndeplinite toate condiţiile arătate, iar recuperarea gazului de groapă nu este economică. Fezabilitatea tehnică de a recupera cantităţi economice de gaz metan depinde de mai mulţi factori, dintre care cel mai important este compoziţia deşeurilor. Producţia de gaz metan depinde de un procentaj relativ ridicat de substanţe organice, de nutrienţii, bacteriile şi pH-uI corespunzătoare deşeurilor cantonate în depozit, precum şi de un conţinut ridicat de umezeală. Groapa de gunoi trebuie să fie suficient de mare şi să conţină deşeuri în cantităţi relativ ridicate pentru a produce cantităţi de metan recuperabile economic. În general, depozitele de deşeuri care au o capacitate de cel puţin un milion de tone ar trebui să producă suficient metan pentru a justifica operaţiile de recuperare. Importantă este şi vârsta gropii, pentru că ar trebui să treacă de la câteva luni până la câţiva ani după eliminarea deşeurilor până ce s-ar ajunge la o producţie suficientă de metan. Producerea timpurie a metanului poate fi intensificată folosind deşeuri necompactate ca prim strat în groapă, permiţând astfel o compostare mai rapidă. Componentele constructive ale unui depozit de deşeu pot mări şi ele cantitatea de gaz metan ce poate fi recuperată. Căptuşirea gropii ajută la împiedicarea scăpării metanului din corpul depozitului şi la menţinerea condiţiilor anaerobe necesare pentru producerea de metan. În mod similar, un strat zilnic de acoperire care împiedică scăparea metanului şi împiedică pătrunderea aerului în depozit, poate să sporească rata de producere a metanului.

21 Xxx - http://www.unep.or.jp/Ietc/ESTdir/Pub/MSW/SP/SP6/SP6_4.asp 22 Xxx – Metode şi tehnici de gestionare a deşeurilor. Depozitarea deşeurilor, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Protecţia Mediului – ICIM Bucureşti;

Page 339: Gestionarea Deseurilor Industriale

23 Fig. 11.24. Detaliu constructiv ai unui puţ, pentru captarea biogazului.

În figurile 11.23. şi 11.24 este prezentată partea superioară a puţului pentru captarea biogazului şi modul de construire a a cesteia.

23 Xxx – Monitorul Oficial al României, Ordinul ministrului mediului şi gospodăririi apelor nr. 757/5004 pentru aprobarea Normativului tehnic privind depozitarea deşeurilor;

Page 340: Gestionarea Deseurilor Industriale

Fig. 11.25. Partea superioară a unui puţ de gaz.

Fig. 11.26. Etapele de construire a părţii superioare a unui puţ de gaz.

d) Accesul şi zonele de descărcare: Centru a restrânge accesul neautorizat la depozitul de deşeu trebuie prevăzute împrejmuiri; acestea împiedică pătrunderea şi ieşirea vieţuitoarelor dăunătoare şj a animalelor de pripas. În mod ideal, de-a lungul perimetrului amplasamentului trebuie plantat un gard viu, urmat de o zonă tampon de mai mulţi metri, Împrejmuirea poate fi plasată în interiorul gardului viu. Dacă este posibil, perimetrul amenajării trebuie păzit prin patrulare pentru a minimiza vandalismul

Page 341: Gestionarea Deseurilor Industriale

Punctul de intrare în amenajare trebuie să fie o poartă încadrată cu personal prin cara să treacă vehiculele şj personalul de deservire al depozitului de deşeuri. Prevederi separate trebuie făcute pentru accesul vehiculelor şi utilajelor de intervenţii de urgenţă. În mod ideal poarta de acces trebuie să fie dotată cu cântare pentru cântărirea vehiculelor la intrarea şi ieşirea din amenajare. Aceasta asigură o evidenţă a cantităţii de material intrat în depozit. Cântarele constituie un element esenţial al unui sistem sănătos de gestionare a deşeurilor menajere, dat fiind că ele asigură informaţii esenţiale nevoilor de planificare şi pentru gospodărirea operaţională a vehjculelor de colectare. În cazul depozitelor controlate, proiectantul poate prevedea cântare mecanice, când cantitatea totală de deşeuri intrate pe poartă este sub 200 l/zi. În aceste cazuri, pentru a asigura estimarea intrărilor de deşeuri se pot folosi pentru vehiculele de transport cântare manuale sau tabele calibrate ale raportului greutate /volum. În mod ideal zona de descărcare trebuie să fie la celula aflată în funcţiune. Schema de principiu a unei celule pentru un depozit activ de deşeuri (Ovidiu -Constanţa) cu detalii de stratificaţie se prezintă în figura 11.25. Aceasta atrage după sine prevederea de drumuri de acces spre aceste puncte în amplasament. Acest lucru s-ar putea să nu fie posibil la depozite controlate şi la gropi amenajate mai mici, fie datorită lipsei de resurse pentru construirea de drumuri, fie din cauza lipsei de spaţii de manevră pentru vehiculele de livrare. În astfel de cazuri, descărcarea se poate face în zona porţii iar încărcătura se transportă la celula în funcţiune cu vehicule mai mici sau cu căruţe.

Fig. 11.27. Schema unei celule ale depozitului de la Ovidiu – Constanţa

e) Politica de pre-prelucrare şi atitudinea faţă de personalul de deservire a depozitelor de deşeuri: Groapa de gunoi este varianta cea mai puţin eficientă de recuperare a materialelor, întrucât deşeurile sunt de obicei bine amestecate în momentul sosirii acolo, iar costul transportului materialului la groapă a fost deja asumat. În orice caz, dacă este de dorit compostarea la groapă şi / sau este permisă activitatea de culegere / pre - prelucrare a deşeurilor, sortarea deşeurilor trebuie să aibă loc în zona din apropierea porţii, sau a celei de descărcare şi nu lângă celula în funcţiune. Aceasta reduce riscurile create de utilajele pentru culegători. De asemenea, în acest fel se reduce cantitatea de material depus în groapă şi se prelungeşte durata de serviciu a amenajării. Acolo unde culegerea deşeurilor face parte din politica adoptată, procesul poate fi gestionat cel mai bine prin acordarea de autorizaţii pentru recuperarea de materiale sau pentru realizarea operaţiilor de compostare la faţa locului. Acolo unde sunt folosite utilaje mecanice (compactoare, buldozere), în exploatarea gropii, activitatea de culegere a deşeurilor trebuie restrânsă la amenajări separate pentru recuperarea materialelor reciclabile, sau trebuie interzisă complet în amplasament. Politica de recuperare a deşeurilor trebuie stabilită în faza de proiectare a amenajării, astfel încât să se poată asigura alternative pentru muncitorii care sunt dislocaţi şi împiedicaţi să-şi

Page 342: Gestionarea Deseurilor Industriale

desfăşoare activitatea de recuperare şi să se stabilească proceduri de exploatare sigură a operaţiilor de la groapa de gunoi. f) Ghiduri de exploatare şi de protecţie a muncii: Aceste ghiduri trebuie elaborate sau achiziţionate în faza de proiectare a gropii de gunoi. Aceasta permite adaptarea specifică a conţinutului lor la procesele pentru care este concepută amenajarea. În practică au fost elaborate mai multe ghiduri privind desfăşurarea principalelor operaţii la depozitele de deşeuri, iar proiectantul trebuie să le adapteze la nevoile specifice ale amplasamentului. Procedurile clare de exploatare şi muncitorii bine instruiţi sunt condiţii vitale pentru operarea sigură şi eficientă a depozitului. 11.3.4. Planuri de închidere/post-închidere În procesul de autorizare a celor mai multe depozite de deşeuri sunt cerute planuri de închidere şi post-închidere. Elementele lor esenţiale constau în:

- planuri de etanşare şi de aplicare a stratului final de acoperire (inclusiv vegetaţia) pentru amplasament;

- planuri pe termen lung de monitorizare a scurgerilor şi gazelor; - planuri pe termen lung pentru monitorizarea apelor subterane şi a apelor de

suprafaţă; - garanţii de asigurare financiară ale administraţiei iocale sau de stat; - restricţii de folosire a terenului din amplasament.

Monitorizarea acestor amenajări este necesară pentru a asigura securitatea lor neîntreruptă pentru sănătatea comunităţilor şi mediului din vecinătate, pe perioade care pot depăşi 30 de ani după închidere. Din punct de vedere tehnic, un depozit este etanş numai dacă este controlabil. Suprafeţele plane de geomembrana din radier şi acoperiş, cât şi taluzurile trebuie să fie urmărite în timp. Argumentele unei urmăriri a controlului permanent ai unui depozit de deşeu ar putea fi:

- îmbunătăţirea siguranţei etanşărilor; - împrospătarea cunoştinţelor asupra pierderilor sistemelor de etanşare; - schimbarea legilor în gospodărirea apelor; - cunoştinţe pentru protejarea mediului ambiant; - acceptarea propunerilor populaţiei.

Pentru un sistem de control permanent al etanşărilor la depozite de deşeuri trebuie să se asigure:

- durată de funcţionare cel puţin atât cât rezistă în timp etanşarea; - simplitate în funcţionare; - siguranţa sistemelor de măsurare cu toate componentele; - controlul nemijlocit al etanşărilor; - sistemul de control să fie independent.

11.4. CONSTRUCŢII ŞI SPAŢII TEHNOLOGICE DE PRELUCRARE, DEPOZITARE ŞI TRANSPORT A MATERIALELOR REFOLOSIBILE 11.4.1. Spaţii tehnologice Spaţiile destinate prelucrării materialelor colectate, precum şi cele destinate activităţii de sortare, prelucrare şi depozitare sunt constituite din platforme betonate descoperite sau din şoproane, excepţie făcând următoarele activităţi:

Page 343: Gestionarea Deseurilor Industriale

- activitatea de dezmembrare a mecanismelor, de sortare şi prelucrare a unor sortimente de neferoase şi oţeluri aliate;

- activitatea de sortare, ambalare (balotare) pentru textile, hârtie şi depozitare textile;

- activitatea de întreţinere, reparaţii şi prelucrări mecanice, precum şi sala utilajelor hidraulice sau a celor răcite cu apă a căror funcţionalitate impune temperaturi pozitive. Pentru aceste activităţi se prevăd una sau cel mult două hale multifuncţionale, de construcţie uşoară. Din elemente prefabricate, modulate, cu luminozitate naturală şi cu încălzire. Se vor mai prevedea clădiri pentru:

- grup social, vestiare, cameră pentru muncitori, laboratoare; - depozite de oxigen şi carbit, depozit de lubrifiant şi carburanţi; - cabină pod basculă auto sau cale ferată.

11.4.2.Calculul suprafeţelor necesare centrelor de colectare 11.4.2.1. Suprafeţe tehnologice n conformitate cu tehnologia adoptată pentru toate materialele refolosibile sunt necesare trei suprafeţe şi anume: S1 – suprafaţa de depozitare a materialului refolosibil neprelucrat “x”, provenit din colectare; S2 – suprafaţa necesară activităţii de prelucrare “z” prin sortare, şarjare, balotare, brichetare, mărunţire etc., care se adoptă conform tabelul 11.2; S3 – suprafaţa de depozitare a materialului prelucrat “y” în aşteptarea expedierii acestuia.

Tabelul 11.2. Suprafeţele tehnologice necesare activităţii de prelucrare a materialelor refolosibile inclusiv utilajele

specifice. Nr. crt.

Activitatea Suprafaţa necesară (m2)

1 Şarjarea manuală cu flacără oxiacetilenică a materialelor feroase grele: - funcţie de resursă; - pentru rulaj sun 3000 t/an; - pentru rulaj cuprins între 3000 şi 6000 t/an; - pentru rulaj peste 6000 t/an.

150 – 500

150 300 500

2 Tăierea mecanică a materialelor feroase grele cu: - foarfece mecanică tip aligator; - foarfece hidraulică tip CNS 800-d 11

100 800

3 Presarea mecanică a materialelor feroase uşoare (tablă) cu: - presă de balotat tablă subţire până la grosimea de 3 mm tip

UNIO-Satu Mare; - presă de balotat tablă până la grosimea de 4 mm tip B 1334

U.R.S.S.

100

600 4 Prelucrarea prin mărunţire a fontei vechi:

- linie tip 1 – mică; - linie tip 2 – mare.

600 800

5 Prelucrarea prin mărunţire a fontei vechi: - spargere manuală; - spargere mecanică pe sonetă (inclusiv zona de protecţie).

100 600

6 Prelucrarea materialelor neferoase: - sortarea manuală pentru fiecare grupă sortimentală;

20

Page 344: Gestionarea Deseurilor Industriale

- extragerea mecanică a inimii de oţel din cablurile electrice din aluminiu;

- despicarea mecanică a învelişurilor de protecţie a cablurilor electrice groase;

- separarea metalului de învelişul protector la conductorii electrici în granulatoare şi separatoare gravimetrice de medii dense.

80

50

100 7 Dezmembrarea manuală a fondurilor fixe casate şi a materialelor

amestecate: - funcţie de resursă; - pentru rulaj sub 500 t/an; - pentru rulaj cuprins între 500 şi 1000 t/an; - pentru rulaj peste 1000 t/an.

200-800 200 500 800

8 Sortarea manuală a cauciucurilor în vederea selectării celor apte pentru reşapare cu ajutorul aparatului de inspecţionat anvelope

30

9 Sortarea cioburilor de sticlă pe culori 40 10 Sortarea materialelor abrazive pe calităţi 40 11 Sortarea materialelor refractare pe calităţi 40 12 Prelucrarea prin sortare manuală a textilelor vechi:

- funcţie de resursă; - pentru rulaj sub 300 t/an; - pentru rulaj cuprins între 300 – 500 t/an; - pentru rulaj peste 500 t/an.

50-200

50 125 200

13 Prelucrarea prin sortare manuală a hârtiei şi maculaturii: - funcţie de resursă; - pentru rulaj sub 2000; - pentru rulaj cuprins între 2000 şi 4000 t/an; - pentru rulaj peste 4000 t/an.

100-300

100 200 300

14 Balotarea mecanică a hârtiei şi maculaturii cu: - presă mecanică tip PH 12; - presă mecanică tip PH 20.

80 400

15 Prelucrarea prin sortare manuală a maselor plastice: - funcţie de resursă; - pentru rulaj sub 200 t/an; - pentru rulaj cuprins între 200 şi 500 t/an; - pentru rulaj peste 500 t/an.

40-80

40 60 80

16 Prelucrarea şi măcinarea mecanică a maselor plastice 50

Calculele suprafeţelor necesare se face pentru fiecare sortiment în parte iar numărul sortimentelor se adoptă cu ajutorul tabelului 9.2., astfel: Suprafaţa de depozitare a materialului refolosibil neprelucrat provenit din colectare S1x:

x

sxx q

QS =1

(1) în care: Qsx este stocul calculat pe sortiment neprelucrat determinat după:

300xx

sxnCQ ⋅

= (2)

Page 345: Gestionarea Deseurilor Industriale

în care: Cx este capacitatea anuală a centrului pentru sortimentul neprelucrat în t/an; nx – durata unui stoc la colectare pentru sortimentul respectiv în zile (conform tabelului 9.2). qx – capacitatea de stocare, în m3, a sortimentului neprelucrat ce se calculează cu formula:

qx = Mvx Idx (3) în care: Mvx este masa volumică a sortimentului respectiv (conform tabelului 9.2); Idx – înălţimea de depozitare (conform tabelului 9.2). Suprafaţa tehnologică de prelucrare pentru sortimentul respectiv- S2x; se determină conform tabelului 9.1. pentru fiecare sortiment în parte, care trebuie prelucrat tehnologic. Suprafaţa de depozitare a materialului prelucrat în aşteptare pentru expediţie – S3y:

y

syy q

QS =3

(4) Qsy este stocul calculat pe sortimente prelucrat determinat după formula:

300yy

sy

nCQ

⋅=

(5) în care: Cy este capacitatea anuală a centrului pentru sortimentul respectiv, prelucrat, în t/an, determinată astfel:

Cy = 0,95 Cx (6) unde 0,95 este coeficientul pentru pierderi şi resortări. ny – durata de sortare a materialului prelucrat în aşteptare în vederea expediţiei, în zile, (conform tabelului 9.2). qy este capacitatea de stocare pe m2 a sortimentului prelucrat ce se calculează cu formula:

qy = Mvy Idy (7) în care: Mcy este masa volumică a sortimentului prelucrat (conform tabelului 9.2); Idy – înălţimea de depozitare a sortimentului prelucrat (Idv = Idx şi este în funcţie de utilajul pentru depozitare).

Page 346: Gestionarea Deseurilor Industriale

Tabelul 9.2.

Elemente de calcul al suprafeţelor.

Masa volumică Înălţimea de depozitare (m)

Capacitatea de stocare (m2) Stocul minim de material pregătit pentru expediţie

Nepregătită Pregătită Nepregătit Pregătit Cu macara portal

Fără macara portal

Cu macara portal

Fără macara portal

Cu macara portal

Fără macara portal

Durata de stocare (zile)

Numărul de sortimente pregătite

Vagonabil Auto

Sortimentul

Mvx Mvy Idx Idy qx qy nx (ny) i Qxy Fier greu 0,6 1,2 4 2 2,4 1,2 4,8 2,4 15 (5) 3-7 50 - Fier uşor 0,3 1,2 4 2 1,2 0,6 4,8 2,4 15 (5) 2-4 30 - Strunjituri din oţel

0,2 0,8 4 2 0,8 0,4 3,2 1,6 15 (5) 2-4 30 -

Alte sortimente fier

0,3 0,8 4 2 1,2 0,6 3,2 1,6 15 (5) 4-7 40 -

Fontă veche 0,7 1,2 4 2 2,8 1,4 4,8 2,4 15 (5) 2-5 50 - Neferoase 0,5 1,0 1 1 0,5 1 15 (5) 24-80 20 4 Hârtie - - - - 0,4 1 10 (5) 2-7 20 4 Mase plastice - - - - 0,2 0,6 15 (10) 3-6 12 2 Textile - - - - 0,3 0,5 20 (20) 3-16 10 2 Cauciuc - - - - 0,4 04 20 (20) 2-4 10 2 Cioburi de sticlă

- - - - 1,2 1,2 15 (5) 3 40 4

Refractare - - - - 0,8 0,8 20 (5) 2-4 30 3 Abrazive - - - - 0,8 1 20 (5) 2 35 3 Alte materiale - - - - 0,5 0,6 20 (5) 1-5 12 2

Page 347: Gestionarea Deseurilor Industriale

Suprafaţa tehnologică totală se determină cu formula:

St = [(S1x + S3y) K1 + Σ S2x] K2 (8) în care: K1 este coeficientului de neuniformitate a intrărilor sau expediţiilor impuse de furnizor şi respectiv de beneficiari.

K1 = 1,5 … 1,6 K2 este coeficientul pentru staţiile de recirculaţie. K2 = 1,4 … 1,6 pentru centre cu rulaje până la 15000 t/an; K2 = 1,3 … 1,5 pentru centre cu rulaje între 15000 t/an şi 30000 t/an; K2 = 1,2 … 1,3 pentru centre cu rulaje peste 30000 t/an. Suprafaţa construită pentru activităţile tehnologice – Stc. Halele multifuncţionale tehnologice se vor dimensiona aplicându-se formula:

( )[ ] 22131 111 KSKSSSxyxtc ⋅Σ+⋅Σ+Σ=

(9) Sortimentele x1, y1 şi suprafeţele tehnologice z1 sunt numai cele cu specific de interior. La dimensionare, suprafeţele tehnologice pentru fiecare sortiment se poate considera că acestea se realizează în totalitate în hală sau numai parţial închise cum este cazul în activitatea de sortare a materialelor neferoase şi aliate, sau de prelucrare a materialelor plastice. Suprafaţa platformelor tehnologice şi a căilor de circulaţie: - Sp rezultă prin diferenţa dintre suprafaţa tehnologică totală (St) şi suprafaţa construită pentru activitatea tehnologică (St c).

Sp = St – St c (10) Suprafeţe auxiliare construite În afara suprafeţei auxiliare construită – Sac – (clădiri sau alte amenajări necesare), se vor mai prevedea şi spaţiile pentru drumul de acces până la platforma tehnologică, pentru linia de cale ferată, pentru podul-basculă rutier sau de cale ferată, şi pentru atelierele de întreţinere şi reparaţii. Dimensionarea acestora se face conform normativelor stabilite şi a proiectelor tip aflate în vigoare. Suprafaţa totală Suprafaţa totală, calculată rezultă prin însumarea suprafeţei tehnologice totale St şi a celei auxiliare construite Sac -, astfel:

Stotală = St + Sac (11) Aceasta trebuie să reprezinte minimum 96 % din totalul suprafeţei amenajate. Exemplu: Calculul suprafeţelor necesare depozitării aşchiilor metalice în vederea mărunţirii lor. O problemă foarte importantă o constituie calculul corect al suprafeţei de depozitare a aşchiilor lângă sfărâmătoarele (morile) de aşchii. În cele ce urmează este redat un exemplu de calcul a unei

Page 348: Gestionarea Deseurilor Industriale

suprafeţe de depozitare a aşchiilor spirale pentru o moară cu debitul de 1,5 t/h. Moara funcţionează 22 h din 24 h, în celelalte 2 h se prevede revizuirea, întreţinerea, reglajul etc. În 24 h moara va mărunţi 1,5 x 22 = 33 t aşchii. Depozitul (D) este calculat pentru o rezervă de aşchii de 10 zile. D = 33 x 10 = 330 t. Pentru Aşchiile spirale se admite densitatea de 0,28 t/m3. Înălţimea stivelor de aşchii nu trebuie să depăşească de cel mult q = 0,5 t/m2 pentru a preîntâmpina presarea straturilor inferioare de aşchii. În acest caz înălţimea admisă a grămezii de aşchii va fi:

785.1

28.05.0===

γqh

m, adică nu depăşeşte înălţimea admisibilă. Suprafaţa ocupată de grămezile de aşchii va fi:

6605.0

330===

qQF

m2 Ţinând seama de suprafeţele necesare pentru treceri precum şi o eventuală mărire a productivităţii morii, se majorează suprafaţa de depozitare cu 25 %. În consecinţă, suprafaţa de depozitare va fi:

F1 = 1,25 x F = 1,25 x 660 = 825 m2 11.5. DEPOZITAREA MATERIALELOR NEFEROASE 11.5.1. Depozitarea materialelor refolosibile din hârtie Materialele refolosibile se vor livra în baloturi sau legături având masa între 50 – 200 kg. Pe baza înţelegerii dintre părţi, materialele refolosibile s pot livra prin baloturi cu altă masă, îndeosebi cele folosite ca atare, când se folosesc şi legături cu masa de minimum 10 kg. Până la stabilirea ambalajelor şi materialelor de ambalare pentru materialele refolosibile prin normativul de ambalare, pe produse şi grupuri de produse destinate consumului intern, aprobat de organul coordonator, acestea se vor ambala sub formă de baloturi (sau legături în cazul sortului 3) bine presate, care se vor lega cu min. două legături în cruce, dintr-un material rezistent pentru a asigura integritatea balotului şi legăturii în timpul manipulării transportului. De legătura fiecărui balot se prinde cu o sârmă o etichetă pe care se marchează cu tuş sau cu vopsea următoarele specificaţii: denumirea întreprinderii furnizoare, sortul, masa brută în kg, STAS 4527/1 - 81 Baloturile sau legăturile cu materiale refolosibile se vor depozita în încăperi închise, sub şoproane în stive acoperite. Transportul materialelor refolosibile se va face cu mijloace de transport acoperite sau protejate împotriva intemperiilor. În acelaşi mijloc de transport nu trebuie să se transporte decât materialele din maximum două sorturi separate între ele. Manipularea baloturilor sau a legăturilor se face cu grijă, astfel încât legăturile de prindere a etichetelor şi etichetele să nu se rupă. Fiecare lot de livrare va fi însoţit de documentul de certificare a calităţii întocmit conform dispoziţiilor legale în vigoare. 11.5.2. Depozitarea materialelor refolosibile din sticlă Cioburile de sticlă se livrează în continuare, camioane deschise sau vagoane. Cioburile de sticlă se repartizează şi transportă pe sorturi

Page 349: Gestionarea Deseurilor Industriale

Expedierea se face prin autorecepţie, însoţită de datele: - sortul de cioburi şi culoare; - cantitatea de impurităţi şi corpuri străine.

11.5.3. Depozitarea materialelor refolosibile din mase plastice Materialele refolosibile din plastic se depozitează în platforme curate, separate pe sorturi sau articole. Transportul se efectuează cu mijloace de transport adecvate, câte un sort în mijlocul de transport respectiv. Livrarea se face în vrac sau în baloturi. Materialele refolosibile mărunţite, măcinate, sau granulate se vor livra în saci etichetaţi cu denumirea produsului, grupa de clasificare, tipul materialului şi greutatea. 11.5.4. Depozitarea materialelor refolosibile din textile Ambalarea materialelor textile refolosibile se face pe grupă, categorie, tip şi culoare, în baloturi bine presate, cu masa de la 50 la 150 kg, legate cu sârmă, asigurându-se integritatea cantitativă şi calitativă a conţinutului. Materialele folosite pentru ambalare nu trebuie să depăşească 5 % din masa materialelor refolosibile ambalate. Depozitarea se face în magazii curate, aerisite, uscate, ferite de umezeală şi lipsite de rozătoare. Transportul baloturilor se face cu mijloace de transport acoperite. 11.5.5. Depozitarea materialelor refolosibile din cauciuc După efectuarea recepţiei, fiecare anvelopă aptă pentru reşapare se cântăreşte şi se marchează sortul cu vopsea albă, pe ambele flancări. În cazul anvelopelor de autoturisme acestea sunt numai din Sortul I. Depozitarea anvelopelor apte pentru reşapare se face în poziţie verticală, pe tipodimensiuni şi sorturi şi se acoperă împotriva intemperiilor. Se admite şi depozitarea în stivă cu înălţimea de maxim 2 m pe o perioadă de maximum o lună, pentru anvelopele de autocamioane, autobuze, troleibuze şi remorci auto. Depozitarea anvelopelor la centrele de colectare se face pe o perioadă de cel mult 3 luni. Se va urmări ca anvelopele apte pentru reşapare să fie ferite de contactul cu diferite materiale ce le-ar putea degrada (metale, materiale pulverulente, lichide, materiale semisolide sau cu vaporii acestora, oxigen, ozon, produse petroliere şi alţi subsolvenţi). Fiind un material combustibil, anvelopele nu se vor manipula şi depozita în apropierea surselor de foc deschis sau a unor produse inflamabile. Transportul anvelopelor apte pentru reşapare se face cu mijloace auto, tren sau alte mijloace, la unităţile de reşapare. Anvelopele nereşapabile şi nereparabile se trimit pentru alte valorificări în baza contractelor încheiate, dar din păcate nu prea sunt valorificate şi se regăsesc stivuite în depozite extinse pe mari suprafeţe de teren, cu cheltuieli de depozitare neamortizate. La documentele de transport se va anexa un borderou cu următoarele date:

- tipodimensiunea şi sortul anvelopelor; - numărul de bucăţi; - greutatea totală, kg.

Anvelopele corespunzătoare pentru recuperare se vor depozita la bazele centrelor de colectare şi unităţile beneficiare pe platforme în stive, pe tipodimensiuni şi se vor livra ca atare.

Page 350: Gestionarea Deseurilor Industriale

Camerele corespunzătoare pentru regenerare se vor depozita şi pe platforme în stive de: - camere de cauciuc natural şi sintetic CAROM; - camere de cauciuc butilic (simbol B).

Stivele vor fi acoperite contra intemperiilor.