1. APA. POLUAREA APEI1.1 GENERALITATI. CLASIFICAREApa de la suprafaa planetei constituie nveliul numit hidrosfera, si este intr-o continua micare. Circuitul planetar al apei are o mare contribuie la dinamica terestra,el fiind prezentat in fig.1 Apa acoper ceva mai mult de 2/3 din suprafaa pmntului si reprezint cam aceeai proporie din organismul uman. Acest procent este descresctor in raport cu vrsta. Diversele vieuitoare s-au adaptat in mod diferit la lipsa de apa. Cu toate ca unele animale au o mare rezistenta in raport cu lipsa de apa, biologia umana este foarte sensibila fata de senzaia de sete, care este una din senzaiile cele mai chinuitoare pentru om. Fata de aceasta necesitate omul nu poate rezista mai mult de cteva zile. Calculele estimative apreciaz ca in condiiile civilizaiei moderne unui om ii sunt necesari 1000 de litri de apa pe zi, din care in jur de 200 litri revin consumului habitual, iar ceilali 800 de litri sunt consumai in multiplele activiti umane din cadrul civilizaiei industriale. Dei rezervele de apa ale Terrei sunt enorme, numai aproximativ 3% din acestea sunt constituite de apa dulce. Distribuia resurselor poteniale de apa ale pmntului este urmtoarea: -Ape de suprafaa: lacuri cu apa dulce - 125.000 km3 (0,009% din total); lacuri srate si mari interioare - 104.000 km3 (0,008%); cantitatea medie de apa in ruri si fluvii - 1.250 km3 (0,001%); -Apa superficiala: in sol si in zona intermediara - 67.000 km3 (0,005%); apa subterana pana la 0,8 km adncime - 4.200.000 km3 (0,31%); apa subterana de adncime - 4.200.000 km3 (0,31 %); calote glaciare si gheari montani - 29.000.000 km3 (2,15%); atmosfera - 13.000 km3 (0,001 %); oceanul planetar - l .322.000.000 km3 (97,2%); TOTAL ESTIMAT 1.360.000.000. km3 Apa este resursa naturala eseniala desfurrii tuturor proceselor biologice din natura, deci reprezint o importanta deosebita pentru existenta vieii. Cea mai mare parte a apei existente pe glob (circa 97%) se afla in mari si oceane. In calotele glaciare se afla ceva mai mult de 2% din totalul de apa, iar fluviile, rurile, lacurile, pnzele freatice de apa si atmosfera dein restul de aproximativ 1%. Din pcate aceasta parte minima de 1% se constituie in mod obinuit in sursa de aprovizionare a omului cu apa. Calculele au artat ca la aproximativ 15 ani consumul de apa uman se dubleaz, si se profileaz o criza a apei dulci pe glob. Din punct de vedere juridic apele se pot clasifica dup mai multe criterii. Astfel din punct de vedere al administrrii lor, apele se mpart in: ape internaionale, ape teritoriale si ape naionale.

Pag.68 / 85

Apele internaionale sunt cele cu privire la care un stat este riveran cu alte state, sau acele ape care trec prin graniele unui stat, iar interesele unor state strine au fost recunoscute prin tratate si convenii internaionale. Apele teritoriale sunt cele cuprinse de la rmul unui stat spre larg, a cror ntindere se stabilete prin tratate internaionale. Apele naionale sunt fluviile, rurile canalele si lacurile navigabile interioare precum si apele fluviilor si rurilor de frontiera stabilite prin tratate, acorduri si convenii internaionale. Un alt criteriu de clasificare a apelor este dup aezarea lor. Astfel avem ape de suprafaa si ape subterane. Daca se are in vedere destinaia lor economica concreta apele pot fi de folosina generala, ape destinate agriculturii si ape cu destinaie speciala. Din punct de vedere al puritii si folosirii ei apa naturala poate fi clasificat in: apa potabila, apa industriala si apa reziduala. Apa potabila este apa care ndeplinete anumite condiii fizico-chimice si igienico-sanitare, care sa permit folosirea ei in alimentaie, fr periclitarea sntii. Apa industriala este o apa mai mult sau mai puin pura, dup natura si scopul industriei care o folosete. O serie de elemente coninute in disoluie de apele industriale pot reprezenta inconveniente serioase pentru agenii economici, cum ar fi: depuneri de crusta (piatra), care poate provoca corodarea si uzarea rapida a agregatelor sau accidente grave soldate chiar cu explozia agregatului,datorita fenomenului de calefacie; deprecierea calitii si a proprietilor fizico-chimice ale produselor industriale la care apa este folosita in procesul de fabricaie fie ca materie prima, fie ca agent de tratare sau de splare. Apa reziduala este apa deja folosita, provenita din industrie sau din scurgerea apelor meteorice. Astfel de ape care conin materii organice in descompunere, substane toxice si microbi patogeni sunt interzise a fi folosite sau deversate in bazinele naturale fr a fi purificate. Problema polurii cursurilor de apa este o problema generala, care se intalneste pe toate continentele, si deci creeaz o rspundere generala. Numai gradul de poluare difer de la o zona geografica la alta.

1.2. RESURSELE DE AP ALE PLANETEISe estimeaz c planeta dispune de 1,37 miliarde km3 de ap, dar circa 97,2% este constituit din apa mrilor i oceanelor. Omul dispune numai de apele de la suprafaa solului - adic de aproximativ 30.000 km3, ceea ce nseamn circa 0,002% din total. Consumul de ap ce revine pe om/zi variaz ntre 3 litri, n zonele aride ale Africii i de 1.045 litri la New-York, de exemplu. Agricultura consum aproximativ 80% din apa folosit de ctre oameni, ceea ce a reprezentat 150 km3 ap n anul 1900, 500 km3 ap n 1974 ,1.400 km3 pentru anul 2000. Din datele prezentate rezult c, n secolul actual, s-a realizat o cretere a consumului de ap aproape de zece ori i c, datorit volumului de ap limitat, n anul 2100, planeta noastr nu va putea suporta o populaie mai mare de 20 miliarde de locuitori. In ara noastr, necesarul de ap n 1980 depea stocul de aproximativ patru ori, iar in anul 2000, depirea acestuia a fost de aproximativ 15 ori. Valorile au inut seama de regimul natural de scurgere a apelor din reeaua interioar, excluznd Dunrea

Pag.69 / 85

i apele subterane. Dac se iau n considerare i sursele poteniale, pentru anul 2000, necesarul a reprezentat un volum care a depit stocul de aproximativ 6 ori. Bilanul global al apei poate fi influenat favorabil prin aplicarea unor msuri tehnico-organizatorice, care pot contribui la creterea volumului de ap recirculat n industrie, micorndu-se astfel consumurile de ap nerecuperabil. Influenarea regimului de ap comport aplicarea unor msuri ca: amenajarea complex a bazinelor hidrografice; crearea de stocuri principale de ap n lacuri de acumulare din zona de munte i de deal, completate cu lacuri longitudinale pe cursurile mijlocii i inferioare ale cursurilor de ape; corelarea cursurilor de ap si executarea lucrrilor de ndiguire; asigurarea dezvoltrii armonioase a folosinelor. Pentru asigurarea proteciei calitii apelor, ca mijloc de cretere a resurselor de ap i pentru protecia mediului nconjurtor sunt necesare unele msuri ca: dotarea tuturor surselor de poluare cu staii de epurare; aplicarea legislaiei n vigoare privind protecia calitii apelor; optimizarea amplasrii obiectivelor, care polueaz n raport cu capacitatea rurilor de a primi ape uzate; crearea unor zone de protecie, n special n zonele de munte i pe cursurile superioare ale apelor.

1.3. CICLUL HIDROLOGIC GLOBALParte din apele din atmosfer, din hidrosfer ct i cele de pe continentele uscatului, considerate ca un ansamblu, particip la un circuit nchis, denumit ciclul hidrologic global. In stadiul actual al cercetrii se tie c n acest ciclu ia parte pe timpul unui an mediu un volum de ap evaluat la circa 520 103 km, ceea ce reprezint numai o parte din volumul total aflat pe planeta noastr. Caracterul ciclic i repetat anual al fenomenului, asigur permanena apei i deci a vieii nsi pe pmnt. ntreg ciclul se datoreaz: energiei solare care evapor imense cantiti de ap, curenilor de aer care transport parte din vapori i gravitaiei pmntului care face s precipite apele meteorice i zpezile i s genereze micarea apei att pe sol ct i n profunzimea acestuia. In figura 1. se red o schem explicativ a modului de circulaie a apei n acest ciclu ct i procentele, din volumul ciclului, aferente diferitelor spaii. Explicit situaia se prezint n modul urmtor: Evaporri din spaiul hidrosferei E0 = 84% Precipitaii n spaiul hidrosferei P0 = 77% Evaporri din spaiul litosferei, zona umed Elu =10% Precipitaii n spaiul litosferei, zona umed Piu =17% Evaporri din spaiul litosferei, zona arid E2u = 6% Precipitaii n spaiul litosferei, zona arid P2u = 6%

Pag.70 / 85

Vapori transportai de cureni de aer din hidrosfer n litosfer 9% Vapori transportai din zona umed n zona arid 2% Vapori transportai din zona arid n hidrosfer 2%

1.4. CONSUMATORII DE APCele mai mari cerine pentru ap le au agricultura i industria, cu meniunea c agricultura ca si populaia scot din circuitul hidrologic apa utilizat, n timp ce industria o restituie prin reciclare n proporie foarte mare. Evaluarea necesarului de ap se apreciaz prin relaia: P = N - R, in care: P=cerina de ap (proaspt) prelevat din surs; N=necesarul de ap (utilizat n procesul tehnologic); R=cantitatea de ap recirculat intern n procesul tehnologic (exemplu, apa de rcire). Ra = P - C, n care: Ra = apa restituit (cantitatea de ap, restituit sursei dup utilizare, adic diferena ntre cerin i consum; P = cerina de ap (apa prelevat); C = consumul de ap necesitat de fotosintez, nglobat n produsul finit. Apele restituite sunt ape uzate, care au compoziia fizico-chimic i bacteriologic diferit fa de apa prelevat. Substanele i agenii care schimb caracteristicile iniiale ale apelor naturale n care sunt evacuate se numesc poluani, n ceea ce privete apa, prin poluare se nelege alterarea calitilor fizice, chimice si biologice ale acesteia produs direct de ctre unele activiti umane sau de unele procese naturale, care o fac improprie pentru folosirea normal n scopurile n care aceast folosire era posibil nainte de a interveni alterarea. Dup provenien, apele uzate se pot divide n mai multe grupe: ape uzate menajere, care conin ca poluani resturi alimentare, dejecii, spun, detergeni, microorganisme,ou de parazii .a.; ape uzate din zootehnie, care conin ca poluani resturi de furaje, resturi de aternut, dejecii, substane folosite la splarea, dezinfecia, dezinsecia adposturilor i animalelor; ape de rcire, avnd ca poluant cldura; ape uzate de splare i transport repetat de la condiionarea materiilor prime, care conin poluani ape uzate provenite din seciile de producie, utilizate direct n procesul de producie, ca mediu de dizolvare sau de reacie, au ca poluani substane provenite din materiile prime i produsele finite (asemenea ape uzate au efect major poluant).

1.5. CONSUMUL DE AP

Pag.71 / 85

Consumul de ap prezint o serie de particulariti, legate de "adiionarea" nevoilor ori prelevrilor. Aa, de pild, apa preluat pentru un ora este restituit, dup folosire, n proporie de 70%. Industria restituie, de asemenea, o mare parte din apa primit. Numai agricultura "consum", pentru plante, ntre 70 i 90% din apa utilizat pentru irigaii. Desigur, cum "nimic nu se pierde, totul se transform", apa nu se irosete, ci se evapor n atmosfer. Ca atare, trebuie s se fac o distincie ntre apa prelevat (dar eventual restituit) i apa consumat i pierdut n mod real. In acelai timp, tot o ipostaz a "pierderii" de ap este i atunci cnd aceasta nu se restituie mediului su de origine (apa dintr-un ru deversat n mare este pierdut pentru acesta, apa subteran folosit este pierdut pentru pnza freatic etc.); de asemenea, nu ; este indiferent faptul dac mediul unde este deversat apa este mai ; puin pur i atunci mai puin utilizabil dect mediul de unde fusese preluat. Consumul de ap poate fi domestic, realizat n industrie ori n agricultur. a) Consumul domestic. In marea parte a tarilor industrializate, acesta se ridic la circa 150 l pe zi i pe cap de locuitor. Una dintre problemele actuale ale apei potabile o reprezint tratamentul acesteia mpotriva diverselor surse de poluare (infectare). Cel mai frecvent, acesta const, pe de o parte,n eliminarea particulelor n suspensie n ap printr-o decantare i o filtrare, iar, pe de alt parte, n dezinfectarea sa cu clor ori printr-o metod i mai eficace (dar i mai costisitoare) prin ozon. La nivelul CEE, printr-o Directiv a Consiliului din anul 1980, s-au stabilit norme uniforme pentru apa potabil. b) Consumul industrial. In industrie apa este utilizat, n primul rnd, pentru transportul cldurii (rcire ori nclzire), pentru a desprinde ori transporta diverse materii (splare, evacuare de deeuri de fabricaie) ori pentru a fi ncorporat n procesul de fabricaie (produse chimice). c) Consumul agricol. nc din antichitate apa este folosita pentru irigarea culturilor: grul, porumbul, orezul, bumbacul etc. sunt mari consumatori de ap. La nivel mondial, circa 16% din terenurile arabile sunt irigate.

1.6. POLUAREA APELORPoluarea apei a fost definita la Conferina Internaionala privind situaia polurii apelor din Europa de la Geneva din 1961 ca fiind "modificarea directa sau indirecta a compoziiei sau strii apelor unei surse oarecare, ca urmare a activitii omului, in aa msura nct ele devin mai puin adecvate tuturor sau numai unora din utilizrile pe care le poate capt in stare generala". Ulterior s-au fcut o serie de modificri la aceasta definiie cu scopul .lrgirii accepiunii de poluare, avndu-se in vedere si aspecte extraeconomice, degradarea peisajului, depopularea apelor etc. Legea apelor nr. 107/1996 prevede ca prin poluare se nelege orice "alterare fizica, chimica, biologica sau bacteriologica a apei, peste o limita admisibila, inclusiv depirea nivelului natural de radioactivitate produsa direct sau indirect de activiti umane, care o fac improprie pentru o folosire normala in scopurile in care aceasta folosire era posibila nainte de a interveni alterarea". Stabilirea categoriilor si condiiilor tehnice de calitate a apelor de suprafaa se face in funcie de domeniul lor de utilizare conform STAS 4706 - 88. Aa, de pild, 80% din polurile marine provin de pe uscat, pe calea fluviilor, deversrilor de pe coast, din atmosfer etc.

1.6.1. FORMELE DE POLUARE A APEI

Pag.72 / 85

Principalele forme de poluare a apei, n funcie de sursele i de natura lor, sunt: a) Poluarea organic. Principala surs a acestei forme de poluare acvatic o constituie deversrile menajere din marile orae i o serie de industrii precum cea a celulozei i hrtiei ori industria agroalimentar. Poluarea organic are un mecanism propriu de producere: deversate n ap, materiile organice sunt consumate ori degradate de ctre bacterii, avnd loc un proces de "autoaprare". Dar aceste bacterii au nevoie de oxigen. Aa c, o cantitate nsemnat de materii organice care trebuie degradate favorizeaz nmulirea bacteriilor i, n consecin, un masiv consum de oxigen care determin, la rndul su, moartea petilor i a altor vieuitoare acvatice prin axfisie. b) Poluarea toxic provine n mod exclusiv din surse industriale i, n special, din industria chimic, extractiv i prelucrtoare a metalelor .a. Una dintre problemele importante ale acestei forme de poluare o reprezint msurarea toxicitii produselor. Astfel, la nceputul anilor '70 a fost pus la punct textul "dafhiei" (Dafhia este un minuscul crustaceu de ap dulce. Se dilueaz apa poluat pn cnd aceasta nu ucide dect 50% din dafhiile prezente. Cu ct trebuie s dilum apa, cu att apa este toxic la nceput.). Dar prin aceasta nu se msoar dect toxicitatea pe termen lung, care poate rezulta din fenomene de acumulare. Unele substane pot s fie nchise n sedimente i s fie liberate dup depunere; n cazul altora, poate avea loc fenomenul de bioacumulare etc. c) Materiile n suspensie. Diferite particule, datorate eroziunii naturale ori deversrii artificiale ale localitilor sau industriilor, pot schimba calitatea apei, genernd o poluare estetic (tulburarea apei), jennd viaa petilor (prin introducerea de particule n branhii) ori contribuind la poluarea organic sau toxic. La nivelul rilor occidentale, circa trei sferturi din materiile n suspensie proveneau din orae i numai un sfert din industrie. Eliminarea acestor particule n suspensie are loc, n general, prin simpla decantare, prin depunere pe rundul marilor bazine. Oraele au uneori probleme cu apele de furtun care spal solul, drumurile, canalele de scurgere, crnd ntr-un scurt rstimp cantiti considerabile de materii diverse. d)Materiile nutritive (nitrai, fosfai). Acest tip de substane nutritive, respectiv nitrai i fosfai, provoac fenomenul de eutrofizare a apelor curgtoare line, lacurilor ori mrilor. Acesta se datoreaz faptului c excesul de nutrimente favorizeaz o proliferare, chiar o explozie de alge care se descompun rapid, consumnd enorme cantiti de oxigen. Fr oxigen apa devine locul unor procese de fermentaie i putrefacie. Trebuie adugat faptul c pnzele de alge superficiale pot priva mediul acvatic de lumin i c unele alge, n special n mediul marin, pot fi ele nsele toxice. Aa, de exemplu, n 1988, o maree galben de alge toxice a decimat de-a lungul coastelor scandinave somonii i cresctoriile de pstrvi. Pe de alt parte, nitraii prezint i un alt inconvenient n ce privete apa potabil. In aceasta, n mod normal, nitraii nu trebuie s depeasc 50 mg/litru. Nitraii transformai n nitrii provoac sugarilor ori fetuilor femeilor gravide o boal a sngelui numit "maladia albastr"; totodat, producerea de nitrosamine cancerigene este nc controversat (Unele legume, precum elina, spanacul, sfecla sau morcovul sunt o surs important de nitrai. Unele mezeluri, conserve de carne i petele afumat sunt, de asemenea, surse de nitrai).

Pag.73 / 85

Fosfaii provin, n pri aproape egale, din dejecii umane, fosfatine i din diverse surse industriale i agricole. La rndul lor, nitraii provin n principal din agricultur (ngrminte) i din creterea intensiv a animalelor (dejecii). In apele subterane, agricultura i creterea animalelor antreneaz o poluare important, cel mai adesea cumulativ i persistent n straturile de ap. e)Poluarea bacterian. Aceast form de poluare genereaz multiple probleme de ordin sanitar. Ea poate afecta, n primul rnd, apa de but, fapt pentru care aceasta este supus unor forme speciale de protecie. Astfel, de regul, alturi de dezinfectarea acesteia sunt prevzute n jurul puurilor de captare a apei potabile "perimetre de protecie", pentru a beneficia de marea putere epuratoare a solului. Aa se face c, n general, aceast categorie de ape este bine protejat, mai ales n rile occidentale, probleme ridicnd mai ales apele de baie. Chiar dac oamenii de tiin afirm c apa are o important putere bactericid, se pare c acest lucru nu este valabil pentru streptococi, salmonella ori virui, iar poluarea prin materii organice ori prin materii n suspensie poate servi ca suport pentru o poluare bacterian. Protecia apelor de coast mpotriva polurii bacteriene este ngreunat de faptul c staiile de epurare "clasice" nu rein i nu evacueaz bacteriile. Clorurarea deeurilor constituie cea mai bun soluie, dar, cel puin pentru moment, este deosebit de costisitoare. Tehnicile naturale (lagunajul intens al apelor uzate, redarea solului) sunt mult mai eficace, utiliznd puterea epuratoare a aerului, soarelui i solurilor. f) Poluarea termic. O mare parte a apelor utilizate n industrie sunt ape de rcire care apoi se evacueaz, n stare cald. Ca atare, acestea vor degaja cldur, fie n atmosfer, fie n ape. Acest fenomen de nclzire a apelor poate avea dou consecine principale: o influen direct asupra vieii unor specii vegetale i animale; o activitate bacterian mai intens i astfel un foarte mare consum de oxigen (se observ frecvent, n perioadele foarte calde,peti pe mal, asfixiai, victime ale unui "oc de cldur").

1.6.2 POLUANII APELOR.Desigur, n strns legtur cu formele de poluare a apei se afl poluanii acesteia care pot fi grupai n poluani organici i biologici i. respectiv, poluani chimici. A) Poluanii organici si biologici CCO (Cererea chimic de oxigen) . Poluarea prin materii organice (compui de hidrai de carbon, materii proteice, lipide etc.), degradabile ori nu este datorat mai ales surselor industriale (industrie chimic, de celuloz i hrtie, petrolier, agroalimentar) i reziduurilor provenite de la populaia urban. Aceti poluani deversai n cursurile de ap antreneaz, n urma degradrii, un consum suplimentar de oxigen n detrimentul organismelor vii din mediul acvatic. Importana acestei poluri ntr-un efluent poate fi evaluat prin cererea chimic de oxigen (CCO). care reprezint cantitatea de oxigen necesar degradrii pe cale chimic a totalitii polurii. Micropoluanii organici sunt reprezentai de numeroasele substane organice din ap care traverseaz staiile de epurare fr a fi alterate i sunt astfel susceptibile de acumulare n lanul alimentar. Materiile n suspensie, deja prezentate, constituie din ce n ce mai mult o problem i din perspectiva posibilitii de a provoca o descompunere anaerobic a

Pag.74 / 85

materiilor organice, nsoit de degajarea de gaze, cu consecine dezastruoase pentru cursurile de ap. B) Poluanii chimici Azotul. In ap se ntlnesc ptai categorii principale de compui azotai: nitrai, nitrii, azotul organic i amoniacul, care pot avea surse naturale (ploi, zpad, degradarea deeurilor vegetale, animale etc.) ori sunt seninul unei poluri. Coninutul ridicat de azot antreneaz o cretere excesiv a algelor i plantelor pe fundul rurilor. Srurile nutritive, precum compuii azotai, sulfai, fosfai, cloruri accelereaz fenomenul de eutrofizare a rurilor (proliferarea masiv a anumitor alge n detrimentul altor specii). O serie de industrii evacueaz cantiti importante de sruri, precum unitile de producere a oxidului de titan, a fosfogipsului, fabricile de ngrminte etc. Metalele, ca de pild cadmiul, cuprul, mercurul, plumbul, zincul, titanul, sunt prezente n deversrile lichide provenite de la diverse industrii: metalurgic, chimic etc. Aceste produse fac parte dintre "materiile inhibitorii pentru via" fiind, n grade variabile, periculoase pentru organismele vii. Unele dintre ele, precum mercurul sau plumbul, se pot concentra n lanul alimentar de la plancton pn la om. Arsenicul este utilizat, n principal, n metalurgie, n industria chimic i parachimic (industria coloranilor, pesticidelor, fabricrii de acetilen etc.). n fabricarea sticlei i ceramicii .a. Cianurile sunt mai puin toxice pentru organismele inferioare, invers dect n cadrul otrvii. Fluorul. precum marea majoritate a metal oxizilor, nu este niciodat ntlnit n stare natural sub forma sa molecular liber, ci sub form de fluoruri (fluorura de aluminiu, de sodiu, de diverse roci sedimentare). Totodat, nici fluorurile nu sunt prezente n mod natural n cantitate periculoas n mediu. Aportul de fluor n ap provine de la activitile industriale, n special cele din metalurgia aluminiului, industria acidului fosforic i ngrmintelor fosfatice. Fluorurile sunt ageni toxici. Aa, de pild, la om ingestia de ap care conine doze de fluoruri de la 250 la 450 mg/1 conduce la simptome notabile. Dimpotriv, n doze foarte slabe fluorurile au o aciune benefic asupra dentiiei, contribuind la prevenirea cariei dentare. Fenolii provin, cel mai frecvent, din poluarea industrial, respectiv din industria petrolului, siderurgie, industria chimic i farmaceutic. Date fiind proprietile antiseptice ale numeroilor fenoli, coninutul ridicat de fenoli antreneaz o diminuare a fenomenului de biodegradare. n sfrit, gustul deosebit de neplcut generat de prezena fenolilor n ap, face ca riscul de contaminare s fie practic exclus. Micropoluanii chimici sunt poluanii dificil de decelat prin procedeele obinuite de analiz, dat fiind concentraia ori complexitatea lor chimic. Ei sunt n general puin degradabili, dificil de eliminat i susceptibili de acumulat n lanul alimentar.

1.7. COMBATEREA POLURII APELORDac substanele poluate ajung n receptori, are loc procesul de poluare a acestora i transportarea lor n emisari, de unde decurg toate consecinele privind calitatea mediului i a folosinelor ulterioare a apelor. Din aceast cauz, se impune luarea unor msuri de prevenire sau de limitare a polurii apelor, cum ar fi cele de epurare a celor uzate, care s acioneze naintea deversrii acestora n emisari. Epurarea apelor reprezint totalitatea tratamentelor aplicate n scopul diminurii coninutului de poluani, astfel nct cantitile rmase s determine

Pag.75 / 85

concentraii mici n apele receptoare, concentraii care s nu provoace dezechilibre biologice i s nu poat stnjeni utilizrile ulterioare. Pentru a se cointeresa ntreprinderile industriale n efectuarea unor epurri ct mai bune a apelor uzate, n unele ri, aprovizionarea cu ap a multor uniti se face din aval de staia de epurare. De regul, epurarea apelor uzate necesit dou mari grupe de operaii succesive: reinerea si neutralizarea substanelor nocive sau valorificarea coninutului apelor uzate; prelucrarea substanelor rezultate din prima operaie(substane denumite, n general, nmoluri). Astfel, consecutiv din procesul de epurare a apelor uzate,rezult: ape epurate, care sunt evacuate n emisari sau pot fi valorificate direct (ca de exemplu, la irigaii); nmoluri, care sunt ndeprtate din staiile de epurare, uneori putnd fi valorificate ca ngrmnt. Pentru valorificarea n agricultur a apelor epurate si a nmolurilor pentru irigare i fertilizare, se iau n consideraie caracteristicile lor epizootologice, pentru a se preveni contaminarea solului cu ageni patogeni, n cazul folosirii nmolurilor oreneti, se urmrete ca acestea s nu conin substane poluante peste limitele admise (n mod special metale grele); s nu produc infestarea terenurilor cultivate cu ageni patogeni; s se asigure respectarea unor tehnologii specifice de aplicare (alegerea solurilor pretabile, a dozelor corespunztoare, a momentului si modului de aplicare s.a.) i s se constituie n perimetrele de aplicare un sistem de monitoring (supraveghere) a factorilor de mediu. Autoepurarea apelor uzate nepoluate sau epurate n msur mai mic sau mai mare, ajunse n emisar, are loc sub aciunea unor procese autonome de natur fizic, chimic i biologic, care le redau calitile lor iniiale. Fenomenul prin care apa din emisar se debaraseaz de poluanii pe care i conine, este ntlnit n literatura de specialitate sub denumirea de autoeurificare. Acest proces (autoeurificare) se bazeaz pe autoepurarea fizico-chimic i pe cea biologic i este concretizat n multiple procese fizice, fizico-chimice i biologice. Diluia, care se realizeaz prin dispersia poluanilor n receptor, poate fi mai mult sau mai puin avansat i cu ct coninutul poluanilor este mai mic cu att autoepurarea se produce mai repede. Sedimentarea poluanilor aflai n suspensie depinde de mrimea, masa specific i forma lor, precum i de temperatura i densitatea apei .a. Astfel, se vor sedimenta mai repede suspensiile de dimensiuni i densiti mai mari, i cu form ct mai apropiat de sfer, mai cu seam n cursul inferior al apelor curgtoare, unde viteza apei se reduce. Asemenea fenomene se produc n zonele de es sau n locurile inundabile, poriunea dinspre malul apei. Sedimentarea se produce mai repede n apa mai cald, deoarece vscozitatea sa scade pe msur ce temperatura crete. Dimpotriv, apele poluate cu sruri au densitatea i vscozitatea mai mari pe msur ce temperatura lor creste, fapt care determin mult viteza de sedimentare. - Ptrunderea radiaiilor solare, n special cele ultraviolete (RUV), are ca efect bactericid, n sensul distrugerii bacteriilor si bacteriostatic, prin procesul de stagnare al dezvoltrii i nmulirii bacteriilor. Cu ct coninutul n suspensii este mai ridicat, deci apa este mai tulbure, adncimea de ptrundere a RUV este mai mic, cu att efectele de bactericid i bacteriostatic sunt mai slabe. - Temperatura apei influeneaz viteza reaciilor chimice i biochimice, care contribuie la procesul de autoepurare, ct i a rezistenei germenilor patogeni ajuni n

Pag.76 / 85

ap - periculoi pentru om i animale - care nu pot supravieui mult timp, deoarece temperatura apei este mult sub nivelul celei a organismelor uman i animal. Intre elementele poluante si cele naturale din ap, precum i ntre diferitele elemente poluante se produc fenomene de adsorbie i absorbie, precum i reacii chimice de precipitare, oxidare i reducere .a. n asemenea condiii, oxigenarea i reoxigenarea apei prezint o importan deosebit n procesul de epurare a sa. Principala surs de oxigen o reprezint aerul atmosferic, situaie n care oxigenarea i reoxigenarea apei depind de factorii care favorizeaz contactul apei cu aerul atmosferic, precum i de posibilitatea dizolvrii oxigenului n ap. Importante n procesele de oxigenare i reoxigenare a apei, sunt condiiile de curgere (si mai ales a vitezei de curgere), determinate de ctre caracteristicile albiei de curgere - forma sa n seciune, adncimea, panta, natura stratului litologic subacvatic etc.

1.8. METODE DE EPURARE A APELORTratamentele aplicate apelor uzate au la baz unele procese i fenomene fizice, chimice i biologice i sunt difereniate n funcie de specificul polurii. Tehnologiile folosite n aciunea de epurare a apelor uzate pot fi, fie mecano-chimice, fie mecanobiologice; n unele cazuri, acestea se combin ntr-un proces cu epurare avansat. Epurarea mecanic (sau primar) folosete grtare i site cu ajutorul crora se ndeprteaz, ntr-o prim faz, materialele grosiere mai mari de l mm; apoi prin decantare gravitaional (denisipatoare) se determin depunerea nisipului (se realizeaz prin micorarea vitezei de circulaie a apei la 0,3-0,4 m/s, care favorizeaz depunerea particulelor cu diametrul mei mic de 0,2 mm). Dup depunerea nisipului, apa este trecut prin decantoarele primare, unde se depune restul de suspensii mai fine i o parte din substanele coloidale (n decantoarele primare apa este reinut 1-3 ore). Staiile de epurare mecanic pentru epurarea apelor uzate din industria petrolului, alimentar .a. sunt prevzute i cu separatoare de produse petroliere, uleiuri etc., care sunt plasate naintea decantorului primar. Epurarea chimic (mecano-chimic) urmrete ndeprtarea poluanilor foarte fini rmai n suspensie i a celor dizolvai, n acest scop, apele se trateaz cu coagulani (sulfatul de aluminiu, clorur feric .a.) i cu unele substane sintetice macromoleculare, numite generic polielectrolii. n urma unor astfel de tratamente, flocoanele rezultate, care au o greutate specific mai mare, se sedimenteaz mai repede n decantor. Coagularea substanelor poluante foarte fine se realizeaz n decantorul primar, ca urmare a unui proces chimic, iar sedimentarea flocoanelor are la baz un proces mecanic, de unde i denumirea metodei de epurare mecano-chimic. Pentru eliminarea poluanilor dizolvai se mai pot utiliza i substane care cedeaz oxigen, determinnd oxidarea poluanilor. Prin epurarea chimic se pot ndeprta poluani primari (metale grele, cianuri, fenoli etc.), iar ca reactivi sunt utilizate substane, cum ar fi: laptele de var, clorul, ozonul .a. nainte de intrarea n instalaiile de epurare, apele uzate acide si cele alcaline sunt supuse operaiei de preepurare, care const n neutralizarea acestor ape n bazine cu ajutorul unor reacii chimice declanate de ctre amendamentele folosite. Epurarea biologic, denumit i mecano-biologic sau secundar, se folosete n scopul eliminrii poluanilor organici biodegradabili, care pot constitui hran pentru unele microorganisme, n special pentru bacterii. Asemenea poluani organici formeaz flocoane sau pelicule care se separ de ap prin de cntare, de unde i denumirea

Pag.77 / 85

metodei de epurare mecanico-biologic, care include att procesul de separare natural, cat i pe cel de separare artificial. n cadrul procesului de epurare natural, dup separarea mecanic a poluanilor, apa se trece ntr-un bazin de colectare si se poate folosi la irigaii. Procesul de epurare artificial prezint elemente noi, fie sub forma filtrelor biologice, fie sub forma unor bazine cu nmol activ, urmate de decantoarele secundare. Filtrele biologice se prezint sub forma unor bazine umplute cu material filtrant sub form de roc mineral, cocs, crmid spart, material plastic .a., crora li se asigur o bun ventilaie. La suprafaa granulelor de material filtrant se formeaz pelicule de material organic i bacterii aerobe, care descompun materia organic din apele uzate. Comunitile speciilor de microorganisme rezultate n acest fel sunt difereniate pe adncimea filtrelor, n funcie de compoziia diferit pe care o capt materia organic transformat prin procesele biochimice, ct i de gardul diferit de aprovizionare cu oxigen n diferitele straturi ale apelor uzate. Bazinele cu nmol activ (bazine de aerare-aerotancuri) sunt prevzute cu dispozitive de aerare sub forma unor conducte perforate sau a unor plci poroase, prin care se insufl aer pentru aprovizionarea cu oxigen a bacteriilor aerobe care descompun materia organic din apele uzate asemntor ca n filtrele biologice, n afar de bacterii, n asemenea bazine se nmulesc si algele, care n urma fotosintezei, elibereaz oxigenul necesar bacteriilor aerobe i valorific azotul i fosforul din apele uzate, provenite din descompunerea materiilor organice, contribuind (n anotimpurile calde ale anului) la epurarea apei. Toate aceste microorganisme formeaz flocoane, care se depun n decantoarele secundare - plasate dup biofiltre, respectiv dup bazinele cu nmol - constituind materialul activ. O parte din acest nmol este folosit pentru "nsmnarea" cu microorganisme a bazinelor (filtrelor biologice). Unele nmoluri rezultate din zootehnie se pot folosi, direct sau dup o uscare prealabil, ca ngrmnt. Uscarea acestora se face n "bataluri" sau pturi de uscat reprezentate prin unele suprafee de teren nconjurate de diguri de pmnt, realizate cu ajutorul tractoarelor prevzute cu lam. Nmolurile zootehnice se mai pot folosi prin fermentarea lor anaerob n instalaii speciale i pentru obinerea biogazului (care reprezint un amestec combustibil cu 70% gaz metan). Randamentul epurrii apelor uzate prin metodele sus descrise este redat n tabelul 1. Tabelul.1 Gradul de epurare a apelor uzate realizate prin metode uzuale: Gradul de epurare (%) pentru: ncrcare Metode de epurare organic suspensii CBO5 bacterii Mecanic 40-65 25-40 25-75 Mecanico-chimic 50-75 30-45 30-80 Mecanico-biologic natural 85-95 90-95 95-99 Mecanico-biologic artificial 65-95 75-90 90-95 Pentru unele folosine, epurarea apelor uzate impune o depoluare ct mai complet a acestora, n acest scop, apa epurat prin metodele uzuale continu s fie supus unor procese folosite n tehnologiile de fabricaie, cum ar fi: adsorbia, distilarea, schimbul de ioni . a. In funcie de domeniul i scopul de folosire, apele de suprafa pot fi grupate n: surse pentru alimentarea centralizat cu ap potabil; alimentarea centralizat cu ap a unitilor zootehnice; alimentarea cu ap n scopuri urbanistice i de agrement; alimentarea cu ap a sistemelor de irigare a culturilor .a.

Pag.78 / 85

Calitatea apelor folosite n diverse scopuri se apreciaz n funcie de mai muli indicatori: organoleptic: culoare, miros .a.; fizico-chimic: valoarea pH-ului; chimic: coninut de amoniu, azotai, azotii,substane organice prin valorile CBO5 i CCO, coninut n pesticide .a. radioactivitate; microbiologic: coninut n bacterii coliforme totale, bacterii coliforme fecale, streptococi fecali etc.; indicatori pentru procesul de eutrofizare Practic, s-au stabilit valorile limit admisibile ale principalelor substane poluante, ct i a indicatorilor de ncrcare n apele uzate nainte de evacuarea lor n receptori, pentru a se evita concentraiile ce depesc valorile admise. Specialitii n protecia calitii apelor consider c este necesar i util a se stabili pentru fiecare curs important de ap fondul su natural calitativ de poluare nealterat, ca baz de referin. Depirea valorilor limit ale indicatorilor de calitate ai fondului natural ar constitui fenomenul de poluare.

2. TRATAREA APEI. TEHNOLOGII DE TRATARE A APEI2.1. CONSIDERAII GENERALE ASUPRA TRATRII APEI. ROLUL STAIILOR DE TRATARE A APEIApa provenit din sursele naturale nu ndeplinete ntotdeauna condiiile de calitate necesare satisfacerii nevoilor consumatorilor. Astfel, apa de ru nu poate servi direct pentru alimentarea unui centru populat, deoarece este tulbure i conine un mare numr de bacterii duntoare sntii ; ea va trebui s fie limpezit n prealabil, n decantoare i filtre si curit de bacterii, n instalaii de dezinfectare. Dar nu numai apele de suprafa trebuie s fie tratate. De multe ori apele subterane sunt prea mineralizate, coninnd compui de calciu si magneziu, de fier i de mangan, cloruri, sulfai si gaze, care fac imposibil de utilizat o ap de alimentare, att ca ap potabil, ct i ca ap industrial. De aceea,n cazurile n oare cantitile de substane dizolvate n ap depesc limitele admise, va trebui s se trateze apa n instalaii care s rein aceste substane (instalaii de dedurizare, deferizare, demanganizare, dezacidare etc.). Felul instalaiilor de corectare a calitii apei rezult din compararea caracteristicilor organoleptice, fizice, chimice, biologice i bacteriologice ale apei la surs, aa cum rezult din buletinele de analiz, cu condiiile de calitate prescrise pentru apa potabil, sau pentru apa necesar n procesul tehnologic industrial.

2.2. PROCESELE NATURALE DE MBUNTIRE A CALITII APEI

Pag.79 / 85

Modelele care se folosesc pentru mbuntirea (corectarea) caracteristicilor calitative ale apei reproduc n cea mai mare parte procesele de corectare a calitii apei care au loc n natur. Pentru limpezirea apei, se constat n natur existena unor procese de sedimentare, coagulare i filtrare. Particulele aflate n suspensie n ap sedimenteaz cnd apa este lsat n repaus, sau se deplaseaz cu o vitez mic. De aceea apa lacurilor este mai limpede dect a rurilor. La apele tulburi care conin argil-coloidal, procesul de coagulare a particulelor fine i de limpezire rapid se constat n zonele de amestec ale apelor tulburi dulci cu ap slcie (de exemplu, la vrsarea Dunrii n Marea Neagr). De asemenea, se tie c apele cele mai limpezi sunt cele subterane, deoarece prin filtrarea ce se face n pmnt prin straiele de pietri si nisip, particulele fine n suspensie sunt reinute prin adsorbie la suprafaa granulelor stratului acvifer. Pentru curirea chimic a apei, n natur se constat procesul de aerare a apei cu oxidarea compuilor solubili i transformarea lor n compui insolubili, care se depun. Uneori, procesul de aerare are numai un efect fizic de degajare a gazelor dizolvate n ap. Pentru purificarea bacteriologic, se constat n natur aciunea biochimic a bacteriilor aerobe la suprafaa nisipului filtrant; toate celelalte bacterii aflate n apa ce se filtreaz sunt reinute i distruse de aceast flor microbian aerob. Se mai constat n natur si aciunea bactericid a razelor ultraviolete. Aceste procese naturale : fizice, chimice, biologice i bacteriologice sunt folosite n instalaiile de tratare a apei, produse n mod artificial i mai intens, pentru a obine acelai rezultat ntr-un timp mult mai scurt dect n natur, cu ajutorul unor construcii i instalaii de volum redus.

2.3. SCHEMELE PRINCIPALE ALE INSTALAIILOR DE TRATARE A APEISchemele instalaiilor de tratare a apei se alctuiesc n funcie de natura si caracteristicile apei captate, precum si de condiiile de calitate cerute de nevoile consumatorilor, urmrind soluiile cele mai economice i mai sigure n exploatare. Pentru tratarea apei de ru, n scopul de a o face corespunztoare condiiilor de potabilitate, construciile i instalaiile corespund schemei din figura 2 care reprezint o instalaie de limpezire alctuit din : deznisipator (amplasat adeseori chiar la captare), staia de tratare cu coagulant (inclusiv bazinele de amestec i de reacie), decantor, filtru i instalaie de dezinfectare. Pentru tratarea unei ape de lac n acelai scop, schema se reduce la filtre i instalaie de dezinfectare.

Fig. 2. Schema unei instalaii pentru limpezirea si dezinfectarea apei:

Pag.80 / 85

Pentru tratarea apei de ru n scopul utilizrii ei n procesul tehnologic industriali, schema se poate reduce numai la instalaii de decantare. Pentru o ap subteran freatic uor infesta bil, schema instalaiei de tratare va cuprinde numai o staie de dezinfectare a apei. Pentru o ap subteran fenuginoasa, schema staiei de tratare pentru deferizare va cuprinde : bazine de oxidare i contact, urmate de o instalaie de limpezire alctuit din decantoare i filtre. Pentru o ap subteran cu duritate mare, schema de tratare va cuprinde o instalaie de reducere a duritii (dedurizare). Pentru o ap subteran care conine CO 2 agresiv (ap cu caracter acid) schema instalaiei de dezacidare va cuprinde un bazin de aerare urmat de un filtru de marmur (coninnd granule de CaCO3). Schemele indicate sunt orientative, dar nu limitative ; ele pot fi combinate ntre ele n funcie de caracteristicile calitative ale apei captate i de calitatea cerut apei de alimentare, sau se pot utiliza alte procese de tratare.

2.4. CORECTAREA MIROSULUI SI GUSTULUI APEI2.4.1. PROCEDEE PENTRU CORECTAREA MIROSULUI APEI In general, apele naturale nu au miros. Totui, unele ape naturale au miros caracteristic, datorat fie hidrogenului sulfurat de natur mineral sau organic, fie fenolilor si crezolilor din apele uzate industriale, fie uleiurilor eterice produse de alge si protozoare, mai ales n lacuri, fie altor cauze. Pentru eliminarea hidrogenului sulfurat de natur mineral se poate folosi metoda aerrii forate a apei ; pentru combaterea efectului fenolilor i crezolilor pot fi folosite filtre cu Crbune activ ; pentru ndeprtarea mirosului de alge i protozoare se poate aciona direct la surs prin tratarea apei lacului cu sulfat de cupru sau cu clor i prin folosirea crbunelui activ sau a ozonului n instalaia de tratare. Totui, eliminarea mirosului din ap nu este o operaie uoar, de aceea este recomandabil s se utilizeze ape captate fr miros, sau dac acest lucru nu este posibil, s se efectueze cercetri pe instalaii pilot. 2.4.2. PROCEDEE PENTRU CORECTAREA GUSTULUI APEI Gustul unei ape se datoreaz substanelor dizolvate. Gustul trebuie s fie plcut, fr a aminti de o anumit substan. O ap cu gust pronunat conine substane minerale i organice dizolvate, peste limitele admise de normele n vigoare, i ndeprtarea lor se face prin metodele de corectare a caracteristicilor chimice ale apei.

2.5. DECANTAREA APEI. PROCESUL DE LIMPEZIRE A APEI PRIN SEDIMENTAREA SUSPENSIILORApa din sursele de suprafa este n general tulbure, din cauza coninutului de particule solide n suspensie. Pentru a putea fi ntrebuinat la alimentare, aceast ap trebuie s fie n primul rnd limpezit. n acest scop, se folosete proprietatea natural a. particulelor solide, aflate n suspensie, de a se depune, cnd apa se afl n repaus sau are o vitez foarte mic. Depunerea particulelor solide din ap se face n virtutea gravitaiei, iar

Pag.81 / 85

viteza de cdere a acestora este constant din cauza viscozitii apei. Acest fenomen poart numele de sedimentare si el se realizeaz n bazine de sedimentare special amenajate, n care apa se deplaseaz cu vitez mic. Transvazarea apei limpezite aflate deasupra nmolului produs prin sedimentare se numete decantare, de aceea bazinele de sedimentare poart si denumirea de decantoare. n aceste bazine se poate obine depunerea particulelor n suspensie n proporie de 7095% din greutatea lor ; celelalte particule sunt foarte fine i nu se depun orict timp ar fi lsat apa n repaus, deoarece se gsesc ntr-un echilibru coloidal. Aceasta nseamn c toate particulele fine sunt ncrcate cu sarcin electric de acelai semn (de obicei negativ) i se resping ntre ele, de aceea nu se pot aglomera n fulgi mai mari care s-ar putea depune. Pentru a obine un efect de limpezire mai bun, mai ales n cazul n care se urmrete obinerea unei ape potabile, se folosete o metod de tratare chimic pentru mbuntirea procesului de sedimentare. Aceast metod const n introducerea n ap a unor substane, care intr n reacie chimic cu substanele dizolvate n ap. Se formeaz compui, care se disperseaz n ap sub form de particule fine ncrcate cu electricitate de semn pozitiv i care neutralizeaz sarcina electric negativ a particulelor coloidale naturale ce dau turbiditatea apei. n modul acesta se poate produce aglomerarea lor n fulgi mai mari, care se depun. Acest proces poart numele de coagulare (floculare), iar substanele chimice folosite poart numele de coagulani (floculani). 2.5.1. MBUNTIREA PROCESULUI DE DECANTARE PRIN COAGULARE Pentru a mbunti procesul de decantare a apelor de suprafa se introduce n ap un coagulant. Coagulantul este o substan chimica solubil care reacioneaz cu unele substane aflate n soluie an apa rezultnd particule foarte fine ncrcate cu sarcin electrica pozitiva, neutraliznd cmpul electric negativ al particulelor solide naturale, aliate n ap n suspensie coloidal. Coagulantul permite astfel aglomerarea particulelor fine n fulgi (flocoane) de dimensiuni din ce n ce mai mn, care se depun sub aciunea cderii libere, antrennd n cderea lor i particule necoagulate. Operaia de aglomerare a particulelor se numete floculare. Reactivii chimici folosii n mod obinuit pentru coagulare nu sunt duntori organismului omenesc, atunci cnd sunt utilizai cu discernmnt. Ca reactivi pentru coagulare se folosesc, de obicei, sulfatul de aluminiu i sulfatul feros, iar mai rar clorura feric, sulfatul feric, silicatul de sodiu aluminatul de sodiu si alte substane. Sulfatul de aluminiu, A12(SO4)3 18H2O, este un produs industrial n stare solid, cu greutatea specific l 620 daN/m3. Prin dizolvare n ap, sulfatul de aluminiu se combin cu bicarbonatul de calciu sau de magneziu, reducnd astfel duritatea temporar a apei i rezultnd hidroxidul de aluminiu : Hidroxidul de aluminiu care rezult este dispersat n ap n particule fine ncrcate ou sarcin electric pozitiv i neutralizeaz sarcina electric negativ a particulelor coloidale din apa oare se supune tratrii. Sulfatul de aluminiu este un reactiv care produce i decolorarea apei. Sulfatul feros, FeSO 4 7 H 2O, este un produs industrial n stare solid, cu greutatea specific l 890 daN/m 3. Dizolvat n ap, sulfatul fe ros reacioneaz cu

Pag.82 / 85

bicarbonatul de calciu sau de magneziu, rezultnd bicarbonat acid de fier i sulfat de calciu sau de magneziu : Bicarbonatul acid de fier se comport la fel ca hidroxidul de alu miniu, cu privire la neutralizarea sarcinii electrice a particulelor co loidale. Din reaciile chimice precedente rezult c, pentru a se putea pro duce fenomenul de coagulare a suspensiilor coloidale din ap, este ne cesar ca aceasta s aib alcalinitate, exprimat de obicei prin durita tea temporar a apei. In cazul cnd apa nu are duritate suficient, ea trebuie s fie alcalinizat cu var sau cu sod. In procesul de coagulare, au o mare importan pH-ul i tempera tura apei. Astfel, pentru sulfatul de aluminiu, reaciile chimice de coa gulare se produc ntr-un domeniu al pH-ului de 5,5 ... 8,0 ; la sulfatul feros, reaciile chimice de coagulare se produc ntr-un alt domeniu al pH-ului (8,5 .. . 11,0). Se constat c la temperaturi ale apei sub 4 .. .5C i la concentraii reduse de impuriti coloidale cu sarcin negativ n apa de tratat, reaciile chimice de coagulare se produc foarte lent, ceea ce duce la dificulti n exploatarea staiilor de tratare a apei. Intro ducnd n ap o soluie coloidal cu sarcini negative, are loc coagularea reciproc a celor dou soluii coloidale cu sarcin electric opus i se produce flocularea rapid a coagulantului. Aceast soluie coloidal format din particule cu sarcini electrice negative care favorizeaz procesul de floculare se numete ajuttor sau adjuvant al coagulrii Ajuttorul de coagulare cel mai des utilizat este bioxidul de siliciu (sau silice activat), preparat din acionarea soluiei de silicat de sodiu cu ajutorul unui acid, rezultnd acidul metasilicic. Acidul metasilicic format se polimerizeaz dnd natere soluiei coloidale de acid silicic. Ca reactivi de activare se pot utiliza : acidul sulfuric, acidul clorhidric, acidul carbonic, acidul sulfuros, sulfatul de aluminiu, clorul gazos etc. In practic activarea se face fie cu acid sulfuric, fie cu clor sau cu sulfat de aluminiu. Alegerea activantului nu influeneaz esenial nici procesul de activare, nici activitatea produsului obinut, aceasta fiind determinat exclusiv de condiiile tehnico-economice. Utilizarea silicei activate sau a altui ajuttor de coagulare (bentonit, crbune activ, nalcolit etc.) prezint urmtoarele avantaje tehnico-economice : se mrete viteza de floculare, obinndu-se fulgi mai mari, mai deni, mai rezisteni, care se sfrm mai greu ; procesul de coagulare este eficient ntr-un domeniu mai larg al pH-ului ; procesul de coagulare are eficien mrit ntr-un domeniu extins al temperaturii apei i, n special, la temperaturi sczute ; eficiena coagulrii se manifest i pin sporirea de 2-3 ori a vitezei de sedimentare a fulgilor formai, ceea ce conduce la obinerea unei ape mai bine decantate, care sporete i eficiena instalaiei de filtrare. 2.5.2. CONSTRUCII l INSTALAII PENTRU LIMPEZIREA APEI PRIN SEDIMENTAREA PARTICULELOR N SUSPENSIE In categoria construciilor i instalaiilor pentru limpezirea apei prin sedimentarea particulelor n suspensie sunt cuprinse : deznisipatoarele, instalaiile pentru tratarea cu coagulant si decantoarele.

Pag.83 / 85

Deznisipatoare. Deznisiparea este procesul de sedimentare pentru reinerea nisipului (particule solide mai mari de 0,2 mm), care se afl n suspensie n apa nurilor ; acest proces are loc n bazine numite deznisipatoare. Folosirea deznisipatoarelor n procesul de tratare a apei de suprafa se recomand n cazul n care diagrama de sedimentare prin gravitaie a suspensiilor arat c ntr-un timp relativ scurt (2-3 min) se depun cel puin 2530 % din greutatea particulelor n suspensie coninute n ap. In modul acesta se uureaz funcionarea i exploatarea decantoarelor. Pentru a se evita depunerile n conducta de aduciune dintre captare i staia de tratare, se recomand ca deznisipatoarele s fie amplasate ling captare. Deznisipatoarele se clasific dup direcia de curgere a apei n deznisipatoare orizontale i deznisipatoare verticale. Deznisipatoarele orizontale. Sunt folosite mai frecvent dect cele verticale. Ele au o form rectangular n plan. Un deznisipator orizontal se compune din : camera de linitire si distribuie a apei brute, camera de depunere a nisipului, camera de colectare a apei deznisipate, dispozitivul de curire i golire i stavilele. Camera de linitire i distribuie a apei brute face trecerea de la conducta (canalul) de ap brut la camerele de deznisipare. Camerele de depunere a nisipului sunt n numr de cel puin dou, dac splarea deznisipatorului nu se face continuu. Cnd apa este captat din ruri de munte sau alte surse care au apa relativ limpede pe un timp mai ndelungat, se pot construi deznisipatoare cu o singur camer de deznisipare ; n aceste cazuri deznisipatorul este prevzut cu un canal de ocolire pentru conducerea apei n timpul cnd deznisipatorul este scos din funciune pentru curire sau pentru eventuale reparaii Camera de deznisipare are o parte activ de trecere a apei, i o poriune n care se adun nisipul. Deasupra nivelului normal de funcionare se prevede o nlime pentru ghea i alta pentru siguran Nisipul depus n camera de deznisipare poate fi evacuat manual, mecanic sau hidraulic, n mod intermitent sau continuu. Curirea manual se face numai la instalaii cu debite foarte mici (i se realizeaz cu unelte terasiere (lopei, greble, cazmale etc.). Curirea mecanic se face la instalaii cu debit mijlociu i mare, cnd se d o ntrebuinare nisipului ; se realizeaz prin mecanisme de dragare micate de-a lungul camerelor de deznisipare. Acest procedeu este n general costisitor. Curirea hidraulic se face n cazurile n care nu se cere o ntrebuinare a nisipului, iar evacuarea acestuia se poate face direct n ru. Deznisipatoarele verticale. Se folosesc n locuirile unde amplasarea unui deznisipator ar necesita lucrri mari de terasamente, unde terenul trebuie s fie economisit i unde construirea n adncime nu necesit epuizmente sau excavri costisitoare. La acest tip de dezni sipator depunerea nisipului se face ntr-o camer n care apa circul de jos n sus cu o vitez inferioar vitezei de depunere a nisipului. Timpul de trecere a apei prin deznisipator este de 30 ... 60 s, cu viteza ascendent de 0,02 ... 0,05 m/s. Instalaii pentru tratarea apei cu coagulant. Instalaiile pentru tratarea apei cu coagulant se compun din : staia de gospod rire a reactivilor, bazinul de amestec i bazinul de reacie Dup acestea urmeaz decantoarele.

Pag.84 / 85

Staia de gospodrire a reactivilor cuprinde spaiile necesare pen tru nmagazinarea reactivilor, pentru pregtirea formei sub care pot fi administrai reactivii (soluie, pulbere etc.) i pentru dozarea aces tora. Decantoare. Decantarea este procesul de sedimentare n care sunt reinute pn la 98/o din suspensiile de orice mrime, att gravimetrice (oare se depun prin gravitaie), cit i coloidale (care se depun dup o prealabil tratare cu coagulant). Decantarea se face n bazine numite decantoare, care dup sensul de circulaie a apei, pot fi orizontale, longitudinale, radiale sau verticale. Decantoarele orizontale-longitudinale. Sunt bazine de beton sau beton armat, prin care apa circul n sens orizontal cu o vitez mic i pe fundul crora se depun particulele n suspensie sub form de nmol. Forma decantorului este aceeai, att n cazul n care se introduce ap direct din ru, ct i n cazul n care apa este tratat n prealabil cu coagulant. Un decantor orizontal se compune din : camera de distribuie, camera de decantare cu groapa de nmol, camera de colectare a apei decantate, galeria de colectare i evacuare a nmolului i conductele de deservire (intrare, ieire, goli-re i preaplin). Apa este adus prin conducte pn la decantor i introdus n camera de distribuie, de unde trece n camera de decantare printr-un perete cu orificii, care asigur o distribuie uniform, a apei pe toat limea decantorului Camera de decantare are la intrare o adncitura in forma de plnie pentru colectarea nmolului, care se ntinde pe 1/8 ... 1/4 din lungimea camerei. Fundul camerei de decantare este inclinat spre aceasta plnie. Plnia de colectare a nmolului poate fi pusa in comunicaie, prin manevrarea unei vane de perete, cu galeria pentru evacuarea nmolului. In cazul in care relieful terenului nu permite evacuarea nmolului prin gravitaie, se folosesc pompe de nmol. Dup parcurgerea camerei de sedimentare, apa trece peste un deversor, la coronamentul cruia se afla un grtar metalic des necesar pentru reinerea frunzelor si ajunge in camera de apa decantata, de unde este luata printr-o conducta prevzuta cu vana de nchidere. Decantoarele orizontale pot fi neacoperite sau acoperite. In general, pentru a reduce costul lor, ele se fac neacoperite. In acest caz, trebuie sa se prevad posibilitatea formarii, in timpul iernii, a unui strat de gheata de 30 . . . 50 cm deasupra nivelului normal ai apei, funcionarea decantorului facandu-se in aceasta perioada pe dedesubtul stratului de gheata. Curirea continu se poate face prin lsarea ntredeschis a vanei de golire, prin care iese un debit de ap ou nmol depus, suplimentndu-se debitul decantorului cu apa pierdut prin golire Curirea intermitent, a decantoarelor orizontale-longitudinale se face cu scoaterea din funciune a cte unui compartiment ; se golesc apa i nmolul, care se evacueaz prin vana de golire, fiind mpins cu ajutorul uneltelor de terasier (la decantoarele mici), sau cu ajutorul unui jet de ap (la decantoare mijlocii). Evacuarea depunerilor din decantor se poate face n ru. Decantoarele radiale. Sunt decantoare orizontale de form cilindric, la care un curent de ap are o direcie radial de la ax ctre rigola periferic a bazinului. Decantoarele radiale se folosesc pentru instalaiile de tratare a apei cu debite mari (peste 30 000 m3/zi), deoarece au avantajul unei capaciti importante la

Pag.85 / 85

adncimi relativ mici. Apa intr prin tubul centrai i parcurge bazinul cu o vitez din ce n ce mai mic, de la centru la periferie. Colectarea depunerilor spre camera central inelar se face mecanic, n mod continuu. Evacuarea depunerilor colectate continuu n camera central inelar se face periodic prin deschiderea vanei de pe conducta de golire. Decantoarele verticale. Sunt bazine, de obicei cilindrice, acoperite sau neacoperite, prin care apa circul de jos n sus. Decantoarele verticale se utilizeaz pentru debite mici, cnd construcia n adncime nu prezint dificulti. Un decantor vertical acoperit se compune din : cilindrul central , camera de decantare, depozitul de nmol, jgheaburile de colectare a apei i conductele de deservire (intrare, ieire, golire i preaplin). Apa intr n cilindrul central, pe care-l parcurge de sus n jos . Colectarea apei decantate la bazinele acoperite se face prin jgheaburi periferice si jgheaburi radiale distribuite uniform. Materialul folosit pentru construcia decantoarelor verticale este betonul armat i uneori tabla de oel, n care caz decantoarele se aeaz n interiorul unor hale industriale, iar nu ngropate n pmnt. Evacuarea depunerilor din decantoarele verticale se poate face fie prin cdere liber, printr-o conduct de golire ce pornete de la fundul decantorului, fie evacunduse nmolul cu pompe centrifuge sau cu pompe cu ejector. Curirea nmolului trebuie s se fac la intervale dese, pentru a se evita ntrirea depunerilor pe fundul decantorului. Cnd totui aceast ntrire se produce, se poate stabili coeziunea din masa nmolului printr-un jet de ap sub presiune. Decantoarele suspensionale. Suit decantoare verticale, la care se asigur formarea unui strat dens de suspensii n camera de decantare, prin care trece apa brut. Prin procesul de adsorbie, ca i datorit regimului modificat de scurgere prin stratul de suspensii, se asigur o calitate foarte bun i constant a apei decantate (concentraie n suspensii sub 10 ... 15 g/m3). De obicei decantoarele suspensionale se aplic n cazul tratrii prealabile a apei cu coagulant. fie deosebesc dou tipuri de decantoare suspensionale : decantoarele cu strat de suspensii n repaus i decantoarele cu circulaia stratului de nmol. un al t tip de decantor suspensional este decantorul cu pulsaie care se bazeaz pe principiul introducerii intermi tente a apei. Apa brut tratat cu coagulant intr ntr-un compartiment central nchis ermetic, n care se realizeaz un anumit vacuum, obi nndu-se acumularea unui volum de ap Decantoarele suspensionale asigur o foarte bun limpezire prealabil a apei, cu un consum minim de reactivi i ntr-un volum de construcii sensibil mai redus dect decantoarele tradiionale (orizontale-longitudinale, radicale i verticale). Decantoare lamelare. Cercetrile fcute de A. Hazen au condus la concluzia c parametrul caracteristic al unui decantor orizontal este raportul dintre debit i suprafaa radierului, parametru care are dimensiunile unei viteze. S-a dedus astfel, c eficiena unui decantor ar putea fi sporit prin introducerea unor plci intermediare ntre suprafaa apei i radier, n modul acesta s-au creat decantoarele orizontale cu 2 ... 4 etaje, aplicate la staiile de tratare cu debit foarte mare (150 000 ... l 700 000 m3/zi) construite n Frana, Japonia i S.U.A. Teoria lui A. Hazen a dus n continuare la conceperea decantoarelor echipate cu module lamelare nclinate

Pag.86 / 85

Modulele lamelare au putut fi introduse n decantoare de tip tra diional, mrindu-se eficiena acestora cu 50 ... 100%. De asemenea, acestea au fost introduse n decantoare moderne suspensionale, de exemplu n decantoarele cu pulsaie, obinndu-se eficiente mult sporite fa de modelele anterioare. Criterii pentru alegerea tipului de decantor. Alegerea tipului de decantor se face pe baza unui studiu tehnico-economic, innd seama de mrimea staiei de mbuntire, de condiiile locale (mrimea terenului ce poate fi folosit, relieful terenului, natura terenului de fundaie, nivelul apei subterane), de costul de investiie i de exploatare, precum i de dificultile de exploatare. 2.5.3. ndrumri pentru alegerea tipului de decantor. Decantoarele orizontale i verticale de tip tradiional sunt indicate numai pentru debite mici de ap. Se recomand ca decantoarele orizontale mari existente s fie echipate cu module lamelare pentru a li se mri eficiena. Decantoarele radiale sunt avantajoase pentru debite mari de ap. Avnd n vedere eficiena lor mai slab dect a decantoarelor suspensionale, precum i necesitatea dotrii lor cu dispozitive mecanice (pod curitor) care dau dificulti n exploatare, este recomandabil ca acestea s fie folosite numai ca predecantoare. Decantoarele suspensionale se pot utiliza n toate cazurile n care trebuie s se obin o limpezire foarte bun a apei nainte de filtrare, la staiile de mbuntire pentru debite mijlocii i mari. Acestea au avantajul concentrrii ntro singur construcie a bazinului de amestec, a celui de reacie si a decantorului, ceea ce constituie o important economie de investiie, pe lng eficiena ridicat a limpezirii apei. Exploatarea decantoarelor. Operaiile de exploatare con stau din urmrirea calitii apei decantate i n curirea periodic a depunerilor de nmol. Evacuarea nmolului se poate face continuu i intermitent. La instalaiile mari, unde operaia este mecanizat, evacuarea se face continuu, iar la instalaiile mici i mijlocii, intermitent. Pentru o bun curire a decantorului se amenajeaz dispozitive mobile, care adun depunerile n plnia de nmol, de unde sunt evacuate prin gravitaie cu ajutorul unor pompe. Curirea intermitent se face cu scoaterea din funciune a cte unui compartiment o dat la 2 . . . 6 sptmni ; se golesc apa si nmolul prin vana de golire i cu ajutorul uneltelor de terasier.

2.6. FILTRAREA APEI2.6.1. CONSIDERAII GENERALE ASUPRA FILTRRII APEI Aa cum s-a artat mai nainte, prin decantare nu se poate obine limpezirea apei pn la gradul necesar unei ape potabile. Pentru a se obine o limpezire practic complet a apei, trebuie s se foloseasc i procedeul filtrrii apei printr-un strat de nisip. Reinerea suspensiilor din ap de ctre nisipul filtrant se face printr-un proces complex, n care este preponderent fenomenul de adsorbie, particulele n suspensie fixndu-se de suprafaa boabelor de nisip, iar uneori i efectul de sit, fenomenul de sedimentare a suspensiilor n pori etc.

Pag.87 / 85

Un filtru este alctuit dintr-un bazin, prevzut cu un fund drenant care susine un strat de nisip i este dotat cu toate instalaiile necesare Apa decantat intr n filtru prin conducta, traverseaz stratul de nisip de sus n jos, strbate fundul drenant i ajunge n camera de ap filtrat. Nivelul liber al apei n camera de ap filtrat este mai cobort dect nivelul apei de deasupra nisipului cu o diferen, care reprezint pierderea de sarcin prin filtru. Apa iese din filtru printr-o conducta. Filtrul este completat cu o conduct de golire i una de preaplin. 2.6.2. CONSTRUCII l INSTALAII PENTRU FILTRAREA APEI (FILTRE) Filtrele se clasific dup viteza de filtrare n : filtre lente, filtre rapide i filtre ultrarapide. Filtre lente. Cel mai vechi document n care se vorbete despre filtrarea lent a apei este Susruta Sanhita, vechi tratat de medicin hindus, care dateaz de acum 4 000 ani. In timpurile moderne, filtrele lente de nisip s-au folosit pentru prima dat n Anglia, n anul 1829. Filtrele lente funcioneaz cu viteze apropiate de viteza de micare a apei n straturile naturale de ap subteran. Reinerea particulelor n suspensie se face printr-un proces fizic, chimic i biologic n stratul superior de nisip, n care se formeaz o membran biologic de l... 2 cm grosime, alctuit n mare parte din microorganisme vegetale i animale aerobe (care se dezvolt n medii cu oxigen mult). Aceast membran reine i aproape toate bacteriile ce se afl n ap ; de aceea, filtrele lente dau n general o ap potabil, fr a mai fi necesar o dezinfectare ulterioar. Restul masei filtrante de nisip rmne aproape complet lipsit de impuriti. Din cauza vitezei de filtrare reduse, filtrele lente au un volum mare de construcie, ceea ce conduce la un cost de investiie mai ridicat dect pentru filtrele rapide, precum i la ocuparea unor suprafee mari de teren n apropierea oraelor, ceea ce poate stnjeni extinderea acestora ntr-un viitor apropiat. De asemenea, filtrele lente necesit o manoper greoaie de curire i se adapteaz greu mecanizrii operaiilor. Un filtru lent se compune dintr-un bazin (de beton sau beton armat), de form paralelipipedic, prevzut cu un fund drenant care susine stratul filtrant de nisip, prin intermediul unui strat de pietri care face trecerea de la dimensiunea granulelor de nisip la mrimea orificiilor fundului drenant. Filtrul este prevzut cu o conduct de aducere a apei decantate, o conduct de ieire a apei filtrate, o conduct de golire complet a bazinului, o conduct de golire a apei de deasupra nisipului, o conduct de preaplin i o conduct de umplere cu ap a filtrului n sens invers curentului normal de funcionare. Pe fiecare din conductele de mai sus, cu excepia preaplinului, sunt montate robinete (vane) de nchidere. Funcionarea unui filtru lent cuprinde urmtoarele trei faze : punerea n funciune, filtrarea apei i curirea filtrului. Curirea filtrului. Const n ndeprtarea stratului de nisip murdrit n grosime de 2 . . . 3 cm, operaie care se face manual, cu unelte de terasier, dup ce s-a ndeprtat apa din filtru prin conductele. Dup aceasta, filtrul este lsat s se aeriseasc dou, trei zile

Pag.88 / 85

De obicei, filtrele lente sunt neacoperite i funcioneaz n aer liber, n cazul suprafeelor mai mici i al unor condiii climatice speciale (regiuni de munte cu zpezi abundente) filtrele lente se pot acoperi. Filtre rapide. Filtrul rapid este astzi construcia folosit n mod curent pentru limpezirea final a apei de alimentare. Consideraii generale asupra filtrelor rapide. Filtrele rapide sunt construcii asemntoare filtrelor lente, de care se deosebesc, n principiu, prin : viteza de filtrare, gradul de colmatare a stratului de nisip, modul de curire i calitatea apei filtrate. La filtrarea rapid, reinerea particulelor n suspensie din ap se face n toat masa nisipului filtrant, evident ntr-o msur mai mare n partea superioar i mai mic spre fundul filtrului. Lipsa membranei biologice face ca pentru a obine o ap potabil s urmeze, dup filtrare, operaia de dezinfectare a apei. Pentru funcionarea normal a filtrelor rapide este necesar tratarea prealabil a apei cu reactivi de coagulare (floculare). Filtrele rapide se folosesc att n procesul limpezirii apelor din ruri i lacuri, ct i n procesul de limpezire a unei ape subterane, care a fost supus n prealabil unei tratri chimice (reducerea duritii, deferizare etc.). Filtrele rapide se pot folosi att n cazul decantrii prealabile a apei, ct i n cazul limpezirii unei ape nedecantate (de exemplu, o ap captat din lacuri mari). Filtrele rapide pot funciona cu nivel liber i sub presiune, primele se mai numesc filtre deschise, iar cele sub presiune filtre nchise. Filtrele rapide deschise sunt cele mai des utilizate. Filtrele rapide nchise (sub presiune) sunt de tip vertical sau orizontal ; ele se utilizeaz atunci cnd presiunea disponibila la ieirea apei din filtru permite ajungerea apei ntr-un rezervor de nmagazinare situat la nlime, evitndu-se astfel repomparea apei. Tipul de filtru, n general, n instalaiile de tratare se folosesc filtrele rapide deschise (cu suprafa liber). Aceste filtre se construiesc din beton armat i se adpostesc ntr-o construcie de zidrie, pentru a fi ferite de variaii mari de temperatur. Au avantajul c sunt uor de controlat, nisipul se poate nlocui fr dificulti, iar costul lor este relativ redus. Filtrele rapide sub presiune se utilizeaz mai mult n industrie, mai ales n cazul n care apa nu trebuie decantat, ci este trimis de la surs direct n filtre, sau cnd se utilizeaz viteze de filtrare mai mari dect cele normale i cnd pierderea de sarcin limit este mai mare dect nlimea construciei filtrului. Procedeul si intensitatea de splare. Splarea filtrelor reprezint operaia cea mai important din procesul de filtrare rapid a apei, deoarece de aceasta depinde, ntr-o mare msur, calitatea apei filtrate n ciclul urmtor. Impuritile neeliminate prin splare din masa nisipului astup porii acestuia, ceea ce duce la neuniformitatea filtrrii i la mrirea vitezei reale a apei n unele zone ale filtrului, iar pe de alt parte substanele organice rmase n filtru intr n descompunere, alternd calitatea apei. Splarea filtrului rapid const n expandarea stratului de nisip filtrant cu granulaie mai fin de la suprafa n proporie de 30 .. . 50% din grosimea stratului i punerea n stare de vibraie a stratului inferior, avnd granulaie mai mare, cu ajutorul unui curent invers de ap sau de ap i aer comprimat. Granulele de nisip sunt puse astfel n micare, se lovesc ntre ele, iar impuritile aderate la suprafaa

Pag.89 / 85

lor se desprind i sunt antrenate de curentul de ap n jgheabul de colectare a apei murdare. Alte tipuri de filtre. In afar de tipurile de filtre enumerate, se mai utilizeaz uneori n practica limpezirii apei i unele tipuri de filtre speciale : filtre ultrarapide i microfiltre. Filtrele ultrarapide sunt filtre sub presiune utilizate n industrii, la care se cere obinerea unei ape limpezite numai parial. Viteza de filtrare este de 25 ... 100 m/h, iar materialul filtrant este un nisip cu granulaie mare. Deoarece colmatarea acestor filtre se face mult mai repede dect la filtrele rapide obinuite, ele se spal automat la 60 ... 75 min, cu o parte din apa filtrat de celelalte compartimente de filtrare. Microfiltrele au o construcie cu totul deosebit de filtrele descrise mai nainte i reprezint site rotative cu splare continu, avnd reeaua de srm din oel inoxidabil cu ochiuri de 15.. . 60 mm. Microfiltrele se pot utiliza fie ca prefiltre, nainte de filtrele lente sau de filtrele rapide, fie n mod independent, pentru obinerea unei ape industriale la captarea din lacuri.

2.7. DEZINFECTAREA APEIPrin dezinfectarea apei de alimentare se nelege operaia de reducere a numrului de bacterii sub limita admisibil, astfel nct acestea s nu fie duntoare organismului omenesc. Uneori, pentru ope raia de dezinfectare a apei se utilizeaz termenul de sterilizare, dei apa care rezult mai conine nc germeni. Limpezirea apei prin decantare i filtrare reduce numrul de bac terii coninute n ap, prin reinerea impuritilor pe a cror suprafa sunt fixate bacteriile, dar nu ntr-o msur suficient. Pentru asigura rea calitii bacteriologice, ,apa trebuie supus procesului de dezinfec tare. La apele de suprafa, dezinfectarea se face dup limpezirea lor total, pentru ca efectul s fie ct mai complet. Apele subterane de mic adncime (freatice) trebuie s fie de ase menea dezinfectate, deoarece nu au straturile impermeabile de protecie care s poat mpiedica infestarea apei cu apele murdare de scurgere. Dezinfectarea apei se poate face prin urmtoarele metode : metode bazate pe ageni chimici (clor i ozon) ; metode bazate pe ageni fizici (cldur, electricitate, raze ul traviolete) ; metode biologice (membrana biologic a filtrelor lente) ; metode oligodinamice (aciunea bactericid a ionilor metale lor grele, argint, cupru etc.). 2.7.1. METODE BAZATE PE AGENI CHIMICI Dintre metodele de dezinfectare a apei enumerate mai nainte, se utilizeaz n mod curent acelea bazate pe ageni chimici (clorul i ozonul). Clorarea apei. Eliminarea excesului de clor. Metoda dezinfectrii apei ou clor are avantajul unei instalaii relativ simple i a unui cost foarte redus de investiie i exploatare, n raport cu toate celelalte metode ; de aceea este folosit in practic n mod curent. Dez avantajele metodei constau n faptul c

Pag.90 / 85

reactivul trebuie transportat cu vehiculele, ceea ce poate avea inconveniente n perioadele de viscol i c, n anumite condiii, apa capt un gust neplcut, n special n cazul existenei fenolului n ap. Clorul, la presiunea atmosferic i la temperaturi mai mari de 33C, se prezint ca un gaz galben-verzui, de 2,5 ori mai greu dect aerul. La temperaturi sub 33C, clorul se afl n stare lichid. Li chefierea clorului se poate obine i la temperatura obinuit, prin comprimarea lui la o presiune de cel puin 6 bar. La introducerea clorului n ap se produc o serie de reacii chimice, din care rezult acid hipocloros i acid clorhidric. Acidul hipocloros este nestabil i se descompune n acid clorhidric i oxigen atomic. Unii specialiti consider c elementul dezinfectant este acidul hipocloros . Oxigenul atomic rezultat acioneaz ca un puternic oxidant asupra materiilor organice, n general, i asupra bacteriilor aflate n ap, n special. Dup introducerea clorului n ap, trebuie s se fac o bun amestecare i apoi r se asigure un timp de contact de cel puin 30 mi n nainte de folosirea apei. Pentru dezinfectarea cu clor se folosesc dou dispozitive : o instalaie de dozare automat a clorului gazos comprimat n butelii ; o instalaie de preparare i dozare cu clorur de var. Instalaia pentru clor gazos. Clorul se aduce comprimat la 6 . . . 8 bar n butelii de oel avnd capacitatea de 40 kg sau n recipieni de 500 ... 800 dm3. Clorul se introduce n ap prin aparate automate de dozare, numite cloratoare. Aparatele pot fi cu doz constant i cu doz variabil, schimbat automat n funcie de debitul apei care trece prin instalaie. Instalaia de clorare folosind clorura de var. Se aplic la instalaiile mici, la instalaiile provizorii sau ca instalaie de rezerv pentru cele definitive cu clor gazos. Dezinfectarea apei cu clor se poate face dup mai multe procedee : clorarea simpl, preclorarea, clorarea dubl, supraclorarea urmat de declorare i cloraminarea. Clorarea simpl. Const n introducerea n apa de dezinfectat, dup completa limpezire, a unor doze mici de clor, pentru a menine condiiile bacteriologice cerute unei ape potabile. Preclorarea apei. Const n tratarea apei cu clor nainte de intrarea n decantoare, iar uneori nainte de intrarea apei n filtre. Preclorarea apei mbuntete funcionarea instalaiilor de corectare a calitii, prin faptul c, oxidnd substanele organice care mpiedic procesul de coagulare, permite reducerea dozei de coagulant .Pe lng aceasta,existena clorului n apa care trece prin filtru mpiedic dezvoltarea microorganismelor n nisipul filtrant i evit ntr-o mare msur colmatarea acestuia. Preclorarea necesit doze mari de clor, deoarece o mare parte din clor se consum cu oxidarea substanelor organice coninute n apa nc nelimpezit. Clorarea n exces, n practic, n corectarea calitii apei se folosete, uneori, procedeul dezinfectrii apei cu clor. Acest procedeu este justificat n cazul unor ape care sufer variaii brute de calitate, care nu pot fi urmrite n exploatare i ar exista pericolul ca, n anumite perioade, s se livreze n reeaua de distribuie ap nepotabil. In acelai timp, acest procedeu permite reducerea timpului de contact dintre clor i substanele organice din ap. Procedeul clorrii apei n exces se poate aplica n cazul decolorrii apei, precum i n cazul ndeprtrii mirosului i a gustului neplcut al apei.

Pag.91 / 85

Clorul n exces se introduce la intrarea apei n instalaia de mbuntire a calitilor. La ieirea din instalaie, trebuie s se fac declorarea apei, deoarece, de obicei, clorul rezidual depete cu mult limita admisibil. Declorarea apei se poate face fie cu ajutorul unor substane chimice capabile s neutralizeze excesul de clor (amoniac, bioxid de sulf, hiposulfit de sodiu etc.), fie cu ajutorul unui material adsorbant (crbune activ). Ozonizarea apei. Dezinfectarea apei cu ozon const n introducerea n ap a unei doze de aer ozonizat. Ozonul se produce n instalaii speciale, prin descrcri electrice oarbe ale curentului alternativ de nalt tensiune (10 000. . . 20 000 V) efectuate n aer uscat. Ozonul are un efect oxidant puternic i rapid asupra substanelor organice, n momentul trecerii din O3 n O2 + O ; pe lng aceasta, ozonul mbuntete coloraia, gustul i mirosul apei. Consumul de ozon pentru dezinfectare este de 0,55 mg/dm 3 de ap. La aceeai ap, doza de ozon pentru dezinfectare reprezint 67-80% din doza de clor. Concentraia ce se poate da aerului ozonizat este de 10 . . . 20 g ozon/m 3 aer. Consumul de energie electric necesar pentru producerea unui gram de ozon este de 20 .. .30 Wh . Schema unei instalaii pentru dezinfectarea apei cu ozon este destul de complicat) i cuprinde : instalaia pentru purificarea i aspiraia aerului instalaia pentru producerea aerului ozonizat,compus din :baterie de ozonizare i transformator de curent electric de la tensiunea din reea, la tensiune nalt ; turnul de dezinfectare n care se introduce apa de dezinfectat pe la partea superioar i aerul ozonizat pe la partea inferioar ; timpul de contact se .recomand s fie 10 ... 12 min desaturatorul, pentru eliminarea excesului de ozon din apa dezinfectat. Dezinfectarea apei cu ozon este aplicat la noi mai rar, att din cauza instalaiei complicate i costisitoare, ct i din cauza costului mare de exploatare(consum mare de energie electric),n comparaie cu dezinfectarea apei cu clor 2.7.2. METODE BAZATE PE AGENI FIZICI Aceste metode se aplic rar n alimentrile cu ap, fiind mai costisitoare dect metodele bazate pe ageni chimici. Fierberea apei la temperatur mai mare de 100C i la o presiune de civa bari distruge bacteriile. Metoda nu poate fi folosit pe scar industrial, ci numai n gospodrii izolate, din cauza costului foarte ridicat al energiei consumate pentru nclzirea apei i apoi pentru rcirea acesteia la temperatura ambiant. Electricitatea poate fi folosit pentru dezinfectarea apei, cu ajutorul unor aparate constituite din trei celule. Celulele laterale sunt separate de celula central, prin care circul apa de dezinfectat, prin intermediul unor membrane permeabile, n fiecare din cele dou celule laterale se afl fixat cte un electrod, legat de cte unul din polii unei surse de curent continuu. Microorganismele i ionii srurilor dizolvate n ap sunt dirijai ctre unul din cei doi poli, obinndu-se n celula central o ap pur att din punct de vedere bacteriologic, ct i chimic. Aceast metod este foarte costisitoare i, avnd n vedere rezultatul care se

Pag.92 / 85

obine, se aplic numai n laboratoare i numai pentru prelucrarea unor cantiti mici de ap. Razele ultraviolete cu lungimi de und de 100... 300 m au aciune bactericid. Radiaii ultraviolete n aceast gam pot fi produse cu lmpi de cuar cu vapori de mercur, folosind curentul electric. Aceast metod nu se aplic n practic deoarece nu prezint siguran deplin n exploatare, iar costul instalaiei i consumul de energie electric sunt mari. 2.7.3. METODA BIOLOGICA Aceast metod, folosete aciunea membranei biologice a filtrelor lente de nisip. 2.7.4. METODA OLIGODINAMIC Aceast metod se bazeaz pe proprietatea bactericid a ionilor de argint, la o concentraie mic a acestora n ap (10 ... 50 mg/m3). Metoda nu are aplicare curent.

2.8. CORECTAREA CARACTERISTICILOR CHIMICE ALE APEI2.8.1. CONSIDERAII GENERALE PRIVIND CORECTAREA CARACTERISTICILOR CHIMICE ALE APEI Caracteristicile chimice ale apei de alimentare trebuie s fie corectate n cazul n care substanele dizolvate n apa natural depesc limitele admise de normele de calitate. In general, apele subterane sunt mai mineralizate dect cele de suprafa, astfel nct necesitatea tratrii chimice a apei de alimentare intervine mai frecvent la cele dinti. In ultima vreme, datorit gradului sporit de impurificare a cursurilor de ap, unele probleme de corectare a caracteristicilor chimice au devenit importante i pentru sursele de suprafa. Cele mai frecvente operaii de corectare a caracteristicilor chimice ale apei sunt : deferizarea i demanganizarea, reducerea duritii si eliminarea gazelor dizolvate. Operaii de corectare a caracteristicilor chimice ale apei mai rar ntlnite n practic sunt : sporirea duritii apei, eliminarea clorurilor i sulfailor (desalinarea apei), denitrificarea, eliminarea siliciului, corectarea coninutului n fluor, reducerea coninutului n compui de azot etc. 2.8.2. DEFERIZAREA l DEMANGANIZAREA APEI In apele subterane din majoritatea luncilor rurilor din ara noastr i uneori i n apele de suprafa, se gsesc n soluie compui ai fierului i ai manganului. Fierul se gsete dizolvat n ap, de obicei sub form de bicarbonat feros Fe(HCO3)2 i sulfat feros FeSO4, care sunt compui de natur mineral, precum i

Pag.93 / 85

sub form de compui humici de fier, care sunt de natur organic. Uneori, fierul se gsete n ap sub form de sruri insolubile, n suspensie : hidroxidul feric Fe(OH)3. Unele ape nu conin fier la surs ci n reeaua de distribuie, datorit fenomenului de coroziune a metalului, producndu-se hidroxid feric ; de asemenea, agresivitatea apei poate aciona asupra cimentului din conducte sau rezervoare ; dac cimentul conine fier sau mangan, acestea ajung n ap sub form de sruri solubile. Uneori, fierul se gsete n ap sub form de compui organici, datorit descompunerii organismelor plantelor i animalelor moarte (compuii humici, care se gsesc de obicei pe fundul blilor). Din practica deferizrii i demanganizrii apei a rezultat c fierul se ndeprteaz mai uor dect manganul i c este mai uor s se de ferizeze o ap care conine cantiti mai mari de fier i mangan, dect o ap care se gsete aproape de limitele admise de norme. In general, schema unei staii de deferizare sau demanganizare este destul de complicat. Din practica ndelungat a staiilor de deferizare i demangani zare a apei au rezultat urmtoarele procese tehnologice ce pot fi uti lizate : aerarea apei, n scopul introducerii n ap a oxigenului ca agent oxidant i al eliminrii bioxidului de carbon i hidrogenului sulfurat; tratarea cu reactivi, n scopul corectrii unor proprieti fizico- chimice determinate pentru eliminarea compuilor de Fe i Mn : pH-ul apei, potenialul de oxidoreducere (Eh), potenialul electrocinetic (C) i raportul dintre compuii feroi i ferici (Fe 2+/Fe 3+), respectiv manga noi i manganici (Mn 2+/Mn 3+) ; decantarea i filtrarea apei, n scopul reinerii compuilor de Fe i Mn ; dezinfectarea cu clor, n cazul apei potabile. Procedeele de deferizare i demanganizare combin diferitele pro cese tehnologice menionate mai nainte n funcie de caracteristicile calitative ale apei, rezultnd urmtoarele soluii : oxidarea prin aerul atmosferic, urmat de limpezirea apei ; filtrarea n dou trepte ; aerarea apei, urmat de filtrarea catalitic ; tratarea cu reactivi chimici, urmat de limpezirea apei ; filtrarea prin mas de schimbtori de ioni. 2.8.3. DEDURIZAREA APEI Apele din anumite surse, care au o duritate prea mare n raport cu cerinele consumatorilor, trebuie s fie dedurizate. Pentru apa potabil limita de duritate admis este de 20 grade i, n mod excepional, chiar mai mult (STAS 1342-77). Pentru apa industrial limitele sunt mai reduse, uneori chiar la fraciuni de grad. Limita foarte redus a duritii ce se admite la apele industriale utilizate pentru generatorii de abur se datoreaz faptului c apa de alimentare folosit n procesul tehnologic se nclzete la o temperatur la care o parte din srurile de calciu i de magneziu dizolvate, care dau duritatea apei, se transform n compui insolubili, care ader la pereii cazanelor sub forma unei cruste. Aceast crust are ca efect micorarea coeficientului de transmitere a cldurii i deci

Pag.94 / 85

creterea consumului de combustibil, n anumite mprejurri, crusta se sparge, producndu-se brusc o mare cantitate de abur, care poate provoca explozia cazanului. In unele cazuri, la cazanele cu presiune redus se admite folosirea unor reactivi chimici (dezincrustani), care introdui n ap mpiedic formarea crustei aderente pe pereii cazanelor. Substanele folosite ca dezincrustani sunt : hidroxidul de sodiu (NaOH), hidroxidul de potasiu (KOH), hidroxidul de bariu Ba(OH) 2 sau carbonai! corespunztori. De obicei ns, se procedeaz la reducerea duritii nainte de introducerea apei n procesul tehnologic. Aceasta se poate face prin : procedee chimice cu reactivi ; procedee chimice cu schimbtori de ioni ; procedeul termic ; procedee combinate. Utilizarea unui anumit procedeu depinde de calitatea apei la surs, de duritatea admis de folosina de ap i de consideraii de ordin economic. Procedeele chimice cu reactivi. Acestea constau n introducerea n ap a unor substane chimice (var, sod, sulfat de aluminiu etc.) care produc precipitarea srurilor de calciu i de magneziu dizolvate n ap i separarea lor de ap n decantoare i filtre. Procedeele cu reactivi sunt indicate pentru dedurizarea apelor de suprafa, care trebuie s fie limpezite. Procedeele chimice cu schimbtori de ioni. Acestea constau n trecerea apei dure printr-un filtru rapid sub presiune, care are ca material filtrant granular o mas macromolecular de sodiu sau de hidrogen numit i schimbtor de ioni. Aceast substan are proprietatea de a schimba cationii Na sau H cu Ca sau Mg aflai n compuii din ap, astfel nct, prin transformrile care au loc, apa i pierde duritatea. Schimbtorii de ioni naturali poart numele de zeolii. n mod prescurtat, schimbtorul de ioni (cationitul) de Na se noteaz (Cat)Na2, iar cel de hidrogen (Cat)H2. Procedeul termic de dedurizare. Const n nclzirea apei la temperatura de peste 100C i la presiune mare, ceea ce conduce la descompunerea bicarbonai lor n carbonai insolubili, care precipit i bioxid de carbon care se degaj. Procedeul este economic pentru dedurizarea apei cu duritate temporar mare, n cazul folosirii apei pentru alimentarea cazanelor cu abur de presiune joas i mijlocie. Procedeele combinate de dedurizare. Constau n aplicarea succesiv a procedeelor descrise mai nainte, de exemplu procedeul chimic cu reactivi care reduce duritatea pn la 4 ... 5 grade i apoi procedeul chimic cu schimbtori de ioni care reduce duritatea pn la fraciuni de grade, rezultnd astfel soluia cea mai economic de dedurizare. 2.8.4. ELIMINAREA GAZELOR DIN APA Gazele care se pot gsi n ap n cantiti prea mari i trebuie s fie ndeprtate sunt : bioxidul de carbon CO2, hidrogenul sulfurat H2S i oxigenul O2. Operaiile poart numele de : dezacidare, respectiv de-sulfurizare i dezoxigenare. Pentru eliminarea gazelor se pot folosi metode : fizice (aerare prin pulverizare sau stropire, vacuumizare i nclzire) ;

Pag.95 / 85

chimice (filtru de marmur i tratare cu var pentru bioxidul de carbon, filtru de pilitur de oel i tratare cu bioxid de sulf pentru oxigen). Filtrele de marmur reprezint soluia cea mai rspndit pentru dezacidarea apei ; procedeul const n legarea bioxidului de carbon liber, agresiv, din ap, de carbonatul de calciu (marmura), obinndu-se bicarbonatul de calciu, solubil n ap. Aadar, prin acest procedeu crete duritatea temporar a apei. Metoda se poate aplica numai n cazurile n care duritatea temporar a apei este mic (sub 7 grade), iar coninutul n bioxid de carbon legat i liber este sub 60 mg/dm3. 2.8.5. DESALINAREA APEI Pentru ara noastr, eliminarea din ap a compuilor de sodiu, potasiu etc. se face n cazuri rare, cnd sunt depite limitele stabilite prin STAS 1342-77 pentru apa potabil sau limitele admise de normative speciale pentru procese tehnologice industriale. ndeprtarea din ap a clorurilor i sulfailor, care alctuiesc salinitatea apei, se poate face prin metode fizice i fizico-chimice : pentru apa cu un coninut total de sruri de l . . . 3% i cantiti mici de ap, metoda recomandat este distilarea; pentru ape cu un coninut total de sruri de 0,1 ... 1% metoda recomandat este electrodializa (separarea cationilor i anionilor din ap cu ajutorul unui curent electric i al unor membrane permeabile numai pentru anioni sau numai pentru cationi) ; pentru ape cu un coninut total de sruri sub 0,1%, metoda indicat este a schimbtorilor de ioni. Apa astfel tratat mai conine cel mult 10 mg/dm 3 compui solubili. Regenerarea cationului se face cu soluie de acid sulfuric. Masele anionice sunt rini sintetice anionice ; ele se regenereaz cu soluie de sod caustic sau sod calcinat. 2.8.6. ALTE CAZURI DE CORECTARE A PROPRIETILOR CHIMICE ALE APEI Mrirea duritii apei. n cazul cnd apa de alimentare are o duritate foarte mic (0 ... 4 grd), deci poate fi corosiv fa de metale i betoane i are gust neplcut (fad), apare ca necesar mrirea duritii. Este de recomandat s se ncerce nti posibilitatea amestecului apei lipsite de duritate cu ap din alte surse, care s aib o duritate mare. Mrirea duritii cu ajutorul reactivilor chimici se poate face fie cu hidroxid de calciu, fie cu clorur de calciu sau cu sulfat de calciu (ghips), oricare dintre aceti reactivi fiind administrai mpreun cu carbonatul de sodiu. Soluia cea mai simpl i mai sigur este utilizarea reactivilor ghips i sod. Pentru fiecare grad de duritate este necesar o doz de 31 mg/dm 3 CaSO 4 i 19 mg/dm 3 Na 2CO3. Practic, dozele se mresc puin, pentru a asigura producerea reaciilor chimice. Fluorizarea i defluorizarea apei. In S.U.A. s-a constatat c, n regiunile n care apa de but conine mai mult fluor, apare la copii fluoroza, o mbolnvire a smalului dinilor, adic din alb, smalul devine galben, cafeniu sau chiar negru ; n cazuri acute se ajunge chiar la ruperea

Pag.96 / 85

dinilor. In acele regiuni n care fluorizarea este en demic, aproape c nu se constat carii dentare. Fluorozele, ca i cariile dentare, sunt rare cnd fluorul coninut n ap se afl n limitele de 0,9 . . . 1,2 mg/dm 3. n regiunile cu ape complet lipsite de fluor, s-au constatat cazuri foarte numeroase de carii dentare. In diferite ri se aplic metoda eliminrii fluorului n exces sau metoda introducerii fluorului pn la limita indicat. Sporirea cantitii de fluor din ap se poate face prin dozare fin cu compui ai fluorului (fluorur de sodiu, acid fluorhidric etc.). Fluorul n exces se ndeprteaz prin coagulare cu sulfat de alu miniu la pH = 6,37,5. Eliminarea compuilor de azot. Dezvoltarea industriei chimice organice i modernizarea agriculturii au condus la sporirea coninutului n compui de azot al apei din sursele subterane i de suprafa. De aceea, unele staii de tratare sunt prevzute cu trepte pentru tratarea i prelucrarea acestor impurificatori (NH4, NO2 ,NO3.). Compuii azotului pot fi ndeprtai din ap prin urmtoarele procedee : (1) tratarea cu oxigen pur, (2) osmoza invers la presiuni de 28 . . . 30 bar, (3) filtrarea prin schimbtori anionici puternic bazici, urmat de filtre cu crbune activ granular i (4) denitrificarea biologic. Costul de tratare a apei prin aceste procedee este foarte ridicat, aa nct trebuie evitat, pe ct este posibil, utilizarea surselor de ap care conin compui de azot peste limitele admise.

3.8.2 Staii compacte pentru epur