Managementul prevenirii si reducerii poluarii factorilor de mediu

►Prevenirea şi reducerea poluării factorilor de mediu necesită aplicarea unor măsuri administrative de tipul creării cadrului şi instrumentelor legate de controlul, prevenirea şi combaterea (reducerea) poluării, precum şi a unor metode şi procedee de depoluare (neutralizare) a emisiilor acide şi a pulberilor.

►Procedeele ºi metodele de neutralizare / purificare / depoluare a emisiilor acide ºi a pulberilor pot fi:

- Mecanice – sedimentare, filtrare şi dispersia particulelor solide foarte fine şi a picăturilor de lichid antrenate de gaze cu:

Separatoare gravitaţionale

Separatoare centrifugale

Aglomerări termice, magnetice şi sonice

Separatoare umede

Procedee combinate fizico-chimice; spălare, neutralizare, purificare

Separatoare adsorbţie, purificare catalitică, etc.

- Evacuarea gazelor poluante prin coşuri industriale, a căror înălţime permite gazelor să fie deplasate în afara zonelor locuite

- Extindere utilizării surselor de energie neconvenţională nepoluante (eco-metanol, eco-etanol, din biomasă, eteri, esteri, etc.).

►Aceste mãsuri se pot constitui într-un program de prevenire ºi reducere (combatere) a poluãrii. Acest program trebuie sã conþinã urmãtoarele categorii de mãsuri:

- crearea cadrului şi instrumentelor legale pentru controlul, prevenirea şi reducerea poluării

- aplicarea unor tehnici de control al concentraţiilor de poluanţi

- aplicarea unor mijloace, metode, tehnici şi tehnologii de reducere a poluării

- evaluarea rezultatelor obţinute

►Prin acest program de prevenire ºi reducere a poluãrii se urmãreºte:

- reducerea numărului surselor şi poluanţilor emişi în factorii de mediu

- reducerea cantităţilor de deşeuri lichide şi solide rezultate

- reducerea costurilor de operare (optimizre a proceselor, reducerea costurilor materiale, energetice şi de prevenire)

- reducerea riscurilor de răspundere penală sau civilă pentru nerespectarea cadrului legal naţionalşi european de protecţie a mediului

- corelarea şi interdependenţa dintre: poluanţi, factori de mediu, cauzele poluării şi efectele ei asupra dezvoltării socio-economice

 - îmbunătăţirea protecţiei mediului şi a condiţiilor de sănătate publică

►Implemetarea unui astfel de program trebuie sã nu afecteze major beneficiile activitãþii economice ºi sã nu diminueze nivelul de trai. Implemetarea programului trebuie sã þinã seama de urmãtoarele aspecte:

- Resursele naturale nu sunt inepuizabile

- Exploatarea lor este o activitate poluantă

- Obţinerea energiei termice şi electrice este o activitate poluantă

- Prelucrare resurselor conduce la produse care după utilizare trebuie înlocuite

- Deşeurile care nu au compozitie chimică similară cu a produselor naturale, nu sunt asimilate de natură, deci devin factori poluanţi pentru mediul înconjurător

- Anumite activităţi umane provoacă substanţe sau fenomene care îşi modifică reciproc efectele poluante daca se află concomitent în acelaşi sistem, efectul fiind mai mare decât suma efectelor independente (sinergism).

- Poluarea nu are frontiere - este o problemă globală a omenirii

- Politica economică şi socială a unei ţări trebuie să asigure o dezvoltare durabilă sub toate aspectele, inclusiv cel al protecţiei mediului

- Abordarea managerială a problemelor de mediu trebuie integrată în managementul general al organizaţiei.

- Legislaţia naţională va introduce reguli de bună protecţie care vor asigura corelarea cu legislaţia şi reglementările din Uniunea Europeană.

►Avand în vedere cele arãtate anterior ºi þinând cont de principalele aspecte ale poluãrii factorilor de mediu, strucura programului de prevenire ºi reducere a poluãrii trebuie sã respecte o anumitã ierarhie a opþiunilor de management de mediu, aºa cum sunt prezentate în figura 12.

►Un rol foarte important în reducerea cantitãþii de deºeuri poluante rezultate din industria chimicã ºi petrochimicã îl are îmbunãtãþirea practicilor de operare, a calitãþii materiilor prime ºi tehnologice, dupã cum urmeazã:

►Îmbunătăţirea practicilor de operare:

- Instruirea operatorilor;

- Izolarea rezervoarelor de solvenţi când nu se utilizează;

- Separarea fluxurilor de deşeuri pentru a se evita contaminarea materialelor nepericuloase cu materiale periculoase;

- Îmbunătăţirea controlului condiţiilor de funcţionare (ex. debite, temperaturi, presiuni, timpul de menţinere, stoechiometria);

- Îmbunătăţirea graficului de întreţinere, evidenţa documentelor sau a produselor pentru creşterea eficienţei;

- Optimizarea aprovizionării şi metodelor de menţinere a stocurilor pentru materii prime;

- Oprirea scurgerilor, picurărilor şi deversărilor;

- Amplasarea corespunzătoare a utilajelor astfel încât să se micşoreze scurgerile şi pierderile în timpul transportării pieselor sau materialelor;

- Folosirea de ţevi pentru colectarea picăturilor şi ecrane de prevenire a împroşcăturilor

►Îmbunătăţirea calităţii materiilor prime:

-  Renunţarea la utilizarea pigmenţilor cu metale grele;

- Utilizarea de solvenţi mai puţin periculoşi sau toxici la operaţiile de curăţire sau de vopsire;

Aprovizionarea cu materii prime care nu conţin urme de impurităţi periculoase sau toxice.

►Imbunatatirea calităţii tehnologiilor:

- Reproiectarea echipamentelor şi conductelor pentru a reduce volumul de material conţinut, reducerea şi eliminarea pierderilor în timpul schimbărilor de şarjă sau culoare;

- Înlocuirea ce dispozitive mecanice de stropire/curăţire pentru evitarea utlizării solvenţilor;

- Adoptarea sistemelor de acoperire/vopsire pe bază de pulberi;

- Instalarea unui sistem de automatizare pentru reducerea consumului de energie la motoarele electrice.

►O bună gestionare a deşeurilor se poate realiza prin reducerea costurilor de operare:

- Manopera şi cerinţele de echipament mai reduse pentru controlul poluării şi tratării poluanţilor la nivelul instalaţiilor;

- Spaţiul mai redus pentru depozitarea deşeurilor, eliberând mai mult spaţiu pentru producţie;

- Volumul mai redus a activiăţilor de pretratare, ambalare şi transport;

- Cantităţile mai mici de deşeuri/poluanţi care să necesite instalaţii de tratare şi depozitare, până la eliminarea completă a acestora;

- Volume mai mici de transport la haldele de depozitare;

- Penalităţi mai reduse generate de producerea de deşeuri/poluanţi;

- Activitate birocratică şi cerinţe de evidenţe scrise mai reduse.

►Aceste mãsuri de reducere a costurilor de prevenire a poluãrii pot deveni o bunã practicã pentru organizaþia respectivã dacã sunt însoþite de mãsuri care trebuie luate dupã ce deºeurile au fost create (deci nu sunt mãsuri de prevenire a poluãrii).

►Aceste mãsuri sunt:

- Reciclarea în afara fabricii (de exemplu recuperarea solventului la o instalaţie centralizată de distilare este o opţiune excelentă de gestionare a deşeurilor). Totuşi, aceasta crează poluare pe durata transportului şi în timpul procesului de reciclare.

- Tratarea deşeurilor – implică schimbarea formei sau a compoziţiei fluxului de deşeuri printr-o reacţie controlată pentru a reduce sau elimina cantitatea de poluanţi. Exemplele includ detoxifierea, incinerarea, descompunerea, stabilizarea şi solidificarea sau încapsularea

- Concentrarea constituienţilor periculoşi sau toxici pentru a reduce volumul. Operaţia de reducere a volumului, cum ar fi deshidratarea, sunt abordări de tratare utile, dar acestea nu previn crearea de poluanţi. De exemplu, filtrarea sub presiune şi uscarea şlamurilor cu metale grele înainte de depozitarea la haldă micşorează conţinutul de apă al şlamului şi al volumului deşeului, dar nu micşorează cantitatea de metale grele din şlam.

- Diluarea constituienţilor pentru a reduce riscul sau toxicitatea. Diluarea se aplică unui flux de deşeuri după ce a fost generat şi nu reduce cantitatea totală de constituenţi periculoşi evacuaţi în mediu;

- Transferarea constituienţilor periculoşi sau toxici dintr-un factor de mediu în altul. Multe practici de gestionare, tratament şi control al deşeurilor utilizate în prezent au colectat pur şi simplu poluanţi şi i-au transferat dintr-un factor de mediu (aer, apă sau sol) în altul. Un exemplu este spălarea gazelor reziduale de la procesele de ardere a combustibilului pentru îndepărtarea compuşilor de sulf.

►Un rol important în implementare îl au ºi salariaþii organizaþiei care trebuie:

- Să ajute la identificrea scopurilor şi obiectivelor firmei;

- Să analizeze procesele şi operaţiile pentru a determina unde şi cum se utilizează substanţele toxice şi se generează deşeuri periculoase;

- Să recomande căi de eliminare sau reducere a poluării cu deşeuri la sursă;

- Să peoiecteze sau să modifice fişe sau registre pentru monitorizarea materialelor utilizate şi a deşeurilor;

- Să găsească mijloace de implicare a furnizorilor şi clienţilor;

- Să gândescă asupra căilor de cunoaştere şi recompensare a contribuţiei salariaţilor la eforul de prevenire a poluării.

►La acestea se adaugã ºi toate informaþiile legate de reglementãrile în vigoare, informaþii privind materiile prime, producþia, desfacerea, managementul calitãþii ºi mediului, informaþii financiar-contabile de tipul:

Informaţii privind reglementările:

- Documente de expediţie a deşeurilor

- Rapoarte periodice privind deşeurile periculoase

- Rapoarte privind inspecţiile de mediu

- Inventarea de emisii

- Analize de deşeuri ape uzate şi emisii gazoase inclusiv fluxurile intermediare

- Date din avize/autorizaţii de mediu

Informaţi privind procesele:

- Diagrame de flux de proces

- Bilanţuri de materiale şi termice de proiect şi reale pentru procesele de producţie şi pentru procesele de control al poluării

- Manuale de operare şi descriere a proceselor

- Lista de echipament

- Specificaţiile echipamentelor şi fişele cu date

- Diagrame de conducere şi aparate de măsură

- Desene cu vedere în plan şi secţiune

- Desene de amplasare a echipamentului şi logistică

Alte informaţii

- Declaraţii de politică de mediu

- Proceduri standard

- Organigrame

Informaţii privind materiile prime/ producţia:

- Compoziţia produselor şi foilor de şarjă

- Diagrame de utilizare a materialelor

- Fişe cu date privind siguranţa utilizării materialelor

- Registre privind produsele şi materiile prime

- Înregistrările de date ale operatorului

- Proceduri de operare

- Grafice de producţie

Informaţii contabile:

- Costuri de manipulare, tratare şi depozitare a deşeurilor

- Costuri şi suprataxe pentru apa consumată şi pentru apa uzată

- Costuri de haldare a deşeurilor periculoase cum ar fi gunoi menajer sau deşeuri metalice

- Costuri cu producţia, energia şi materiile prime

- Costuri de operare şi intreţinere

Rapoarte contabile privind costurile la nivel de departament

Informaţii privind analizele de management al calităţii şi a mediului

►O etapã importantã în elaborarea programului de prevenire ºi reducere a poluãrii este proiectarea unor produse compatibile pentru mediu eco-produse).

►Evaluarea externã se referã la:

- Politica organizaţiei privind produsele

- Ciclul de viaţă al produselor

- Eticheta de mediu

- Percepţia generală provind eco-produsele

- Politica de marketing

- Date despre consumatori

- Aspecte legate de proiectare.

►Un rol important îl au criteriile de mediu de care proiectanþii trebuie sã þinã seama. Aceste criterii sunt:

- Modul de utilizare a resurselor regenerabile

- Utilizarea materialelor reciclabile şi a materialelor alternative mai puţin toxice

- Utilizarea apei recirculate

- Cerinţe de ambalare (produse mici sau combinate)

- Prelucrarea de ambalaje reutilizabile şi produse reutilizabile

►Un rol important în diminuarea deºeurilor ºi a emisiilor poluante îl are gestiunea energiei

electrice ºi termice responsabile de generarea de poluanþi. Se ºtie cã prin arderea combustibililor fosili gazoºi, lichizi sau solizi, a combustibililor nucleari ºi a bio combustibililor (de tip bio-metanol, bio-etanol, hidrogen, gaz natural, eteri, esteri, plante ierboase ºi lemnioase), se genereazã deºeuri ºi emisii poluante, pulberi ºi gaze de ardere. De aceea, conservarea energiei termice ºi electrice va juca un rol important în prevenirea poluãrii prin:

- eliminarea pierderilor pe liniile de alimentare

- utilizarea iluminatului fluorescent sau becuri cu wataj redus

- îmbunătăţirea proceselor de ungere a motoarelor

- utilizarea termostatelor şi timer –elor pe instalaţii de încălzire şi răcire

- utilizarea unor reductoare de putere eficiente

- izolarea liniilor de apă caldă sau rece

- implementarea şi reutilizarea căldurii prin utilizarea unor dispozitive eficiente

- reducerea consumurilor de energie pentru materialele care intră în proces

►De asemenea, prin arderea completã ºi incompletã a combustibililor fosili în termocentrale rezultã poluanþi acizi extrem de periculoºi. În timpul funcþionãrii generatoarelor de abur alimentate cu o serie de combustibili lichizi ºi gazoºi, rezultã cantitãþi importante de dioxid de sulf, trioxid de sulf, dioxid de azot, monoxid de azot, monoxid de carbon ºi dioxid de carbon.

►Procesele termice industriale se regãsesc atat în domeniile energetic (micro ºi macro) ºi industrial (diferite ramuri) cât ºi în cel casnic ºi de gospodãrire localã (incinerarea deºeurilor).

►Procesele de acoperiri electrochimice genereazã ºi ele emisii acide (oxizi azotoºi ºi sulfuroºi). Contribuþia acestor poluanþi la principalele probleme de mediu sunt redate în tabelul 29.

►Diminuarea acestor efecte negative încã de la sursã înseamnã ºi conservarea tipurilor de energie electricã ºi termicã care le genereazã. Acest aspect este valabil ºi pentru dispozitivele electrice ºi termice utilizate la arderea deºeurilor medicale. În prezent, Directivele Comunitãþii Europene stabilesc anumiþi parametri ai instalaþiilor de incinerare: temperatura

de combustie, timpul de staþionare în camera de ardere ºi cantitatea minimã de oxigen necesarã arderii complete. De asemenea, emisiile de particule solide (funingine, cenuºã), depind de caracteristicile constructive ºi de operare al echipementelor de incinerare. Reducerea la sursã a acestor poluanþi va depinde ºi de caracteristicile filtrelor care pot conduce la reþineri mai mari de 93%.

3.2. DEPOLUAREA AERULUI

►Poluanþii aerului (oxizi, acizi, hidrocarburi) rezultaþi în procesele de ardere a combustibilului fosil sunt foarte toxici pentru organismele vii ºi pot fi diminuaþi sau eliminaþi prin procedee chimice, fizico – chimice sau biologice.

►Procesele de neutralizare ale acestor emisii gazoase au la bazã fenomenele de absorbþie, adsorbþie, descompunere termicã sau reducere chimicã în instalaþii de denoxare (pentru oxizii de azot) sau de desulfurare (pentru oxizii de sulf). Cu mare succes se utilizeazã instalaþiile de desulfurare care sunt cuplate cu instalaþiile de reducere cataliticã a oxizilor de azot la azot moleculer (N2).

►Catalizatorii utilizaþi în procesele de reducere a oxizilor de azot (NOx) sunt oxizii metalici depuºi pe suport ºi catalizatorii zeolitici.

► O alta metodã mai ieftinã se bazeazã pe neutralizarea oxizilor de azot care au concentraþii mici precum ºi a pulberilor recuperabile prin procedeul umed cu spumã.

 ► Acestă metodă pemite neutralizarea oxizilor de azot de concentraţii mici fără transfer de agenţi poluanţi în alţi factori de mediu, cu posibilitatea obţinerii de produşi secundari valorificabili (pulberi metalice).

► Aceastã soluþie tehnicã are la bazã procesul de absorbþie în sistem lichid (substanþã chimicã) cu circulaþia gazelor în contracurent.

► Metoda permite reducerea cheltuielilor de depozitare ºi transport a deºeurilor metalice ºi reþinerea concomitentã a poluanþilor gazoºi ºi a pulberilor metalice.

►În tabelul 30 sunt prezentate procedeele cele mai utilizate în prezent pentru neutralizarea sau purificarea oxizilor de azot ºi de sulf rezultaþi din procesele termice industriale.

►Utilizarea unuia dintre procedeele din tabel, trebuie sã þinã seama de eficinþã, costuri, posibilitatea valorificãrii produºilor secundari, evitarea transferãrii agenþilor poluanþi dintr-un factor de mediu în alþi factori de mediu (apã, sol).

►Din tabelul 30 rezultã cã stabilirea ºi aplicarea unor soluþii tehnice de neutralizare a emisiilor acide din procesele termice industriale pot contribui în mod semnificativ la reducerea globalã a poluãrii acide, atat de dãunãtoare aerului, apei ºi solului.

►Alegerea corespunzãtoare a metodelor ºi procedeelor de prevenire ºi depoluare pot conduce la recuperarea unor compuºi sau produºi secundari valorificabili, evitând astfel transferarea lor dintr-un factor de mediu (aer) în alþi factori de mediu (apã sau sol)./

    Procedeele din tabelul 30 se încadrează în cerinţele de depoluare, atât din punct de vedere al eficienţei cât şi al costurilor depoluării.

►Reglementãrile naþionale ºi europene în protecþia mediului prevãd stimularea ºi adoptarea de soluþii tehnice ºi tehnologii de depoluare. Au fost elaborate politici ºi convenþii internaþionale pentru reducerea poluãrii cu poluanþi acizi, deoarece emisiile acide (oxizi de azot, hidrocarburi, compuºi organici) afecteazã:

- modificarea climei;

- distrugerea stratului de ozon atmosferic

- formarea smogului fotochimic şi a ozonului troposferic;

- degradarea apelor continentale

- degradarea solului

- afectează biodiversitatea (dispariţia unor clase de nevertebrate)

distrugerea mediului urban.

►O problemã de mediu extrem de importantã  o reprezintã deºeurile, care se produc la nivel mondial (aproximativ 350 milioane tone anual).  Ecomonia româneascã produce peste un milion de tone de deºeuri pe an.

Principalele deşeuri produse de economia românească sunt prezentate în tabelul 31.

►Aceste deºeuri pot fi la rândul lor:

- inerte – fără miros, netoxice, nefermentative;

- banale – cele menajere;

- speciale sau periculoase – conţin elemente poluante care prin prelucrare nu mai pot fi valorificate.

►Deºeurile afecteazã solul, calitatea apelor de suprafaþã ºi subterane, aerul, flora, fauna ºi aºezãrile urbane.

►Îndepãrtarea lor se realizeazã prin:

- reducerea la sursă prin eficientizarea proceselor de fabricaţie

- creşterea gradului de valorificare

- depozitarea în spaţii special amenajate

- transformarea lor în eco-produse, subproduse

- distrugerea prin tratamente fizico-chimice

reciclarea deşeurilor

- pentru deşeurile cu grad mare de periculozitate, incinerarea este cea mai utilizată metodă de îndepărtare

►Recuperarea ºi reciclarea componenþilor din deºeuri conduce la depoluare ºi economie de materiale. În toate þãrile Uniunii Europene, recuperarea ºi reciclarea substanþelor utile se realizeazã în proporþie de aproximativ 60-70 % din deºeurile colectate, pe când în România acest lucru se realizeazã pentru un procent de 2-3%. Pe plan mondial funcþioneazã Agenþia Internaþionalã pentru Deºeuri Solide, care se ocupã cu monitorizarea gradului de poluare provenitã din deºeuri.

3.3.  DEPOLUAREA APELOR REZIDUALE

►Apele reziduale sunt apele care rezultã în urma diferitelor utilizãri ºi se pot împãrþi în ape reziduale ºi canal sau municipale ºi ape reziduale industriale. Apele reziduale conþin 99,95% apã ºi numai 0,05% impuritãþi, care sunt substanþe organice sau anorganice, solubile sau insolubile, degradabile sau nedegradabile, a cãror evacuare în apele curgãtoare poate ridicã probleme serioase. Apele industriale, în funcþie de gradul de impurificare, fie se amestecã cu apele reziduale municipale ºi se trateazã împreunã, dupã care sunt deversate în râuri, fie se trateazã ºi se reutilizeazã în procesul industrial.

►Din acest motiv, problema purificãrii apelor reziduale are un aspect economic dar ºi un aspect sanitar, pentru a evita o eventualã impurificare a apelor primitoare (emisar).

Asigurarea calităţii apei ce urmează a fi utilizată intr-un anumit scop se realizează şi se menţine prin:

    1. Reducerea cantităţii şi concentratiei poluanţilor prin folosirea unor tehnologii de fabricaţie care să reducă cantitatea de apă implicată, reutilizarea apei in circuit inchis după epurări parţiale sau totale, renunţarea la fabricarea unor produse toxice, majorarea suprafeţelor irigate cu apă uzată

    2. Marirea capacităţii de autoepurare a cursurilor naturale prin:

-  Mărirea diluaţiei la deversarea efluenţilor în cursurile naturale

- Mărirea capacităţii de oxigenare naturală a raurilor prin crearea de oraguri, cascade, etc,

- Reaerarea artificială a cursurilor de apă cu echipamente mecanice plutitoare

- Amenajarea complexă a cursurilor naturale cu acumulări, derivări, turbinări, etc.

3. Epurarea apelor uzate, realizată prin procedee avansate în staţii specializate care folosesc tehnologii şi echipamente moderne, fiabile, eficiente.

     ►Epurarea apelor reprezintã un proces complex de reþinere ºi neutralizare a substanþelor nocive dizolvate, în stare coloidalã sau suspensii, prezente în apele uzate industriale, orãºeneºti, care nu sunt acceptate în mediu acvatic în care se face deversarea apelor tratate ºi care permite refacerea proprietãþilor fizico – chimice ale apei înaine de utilizare.

Epurarea apelor uzate cuprinde două categorii de operaţii succesive:

I. Reţinerea sau neutralizarea substanţelor nocive sau valorificabile prezente în apele uzare

II. Prelucrarea materialului rezultat din prima operaţie.

Astfel, epurarea are ca rezultate finale:

- Ape epurate, în diferite grade, vărsate în emisar sau care pot fi valorificate în irigaţii sau alte scopuri

- Nămoluri, care sunt prelucrate, depozitate, descompuse sau valorificate.

►Principalele metode de epurare a apelor reziduale diferă în funcţie de poluanţii prezenţi. Aceste metode se pot clasifica în primul rând în funcţie de mecanismul care conduce la reducerea poluantului prin metode convenţionale:

1) fizico – mecanice,

2) fizico – chimice,

3) biochimice sau bacteriologice.

4) metode combinate: combinarea acestor metode permite o purificare mai avansată, dar adoptarea unui anumit procedeu depinde de conţinutul de poluanţi, de condiţiile de calitate impuse la evacuarea apei şi la mijloacele financiare ale agentului economic respectiv.

►Principalele tipuri de procedee de epurare:

- Procedeele de epurare cu adsorbţie permit eliminarea cantităţilor mici de substanţe organice rămase după etapa bilogică. Uzual, ca material adsorbant se foloseşte cărbunele activ.

- Procedeele de epurare cu schimbători de ioni se utilizează frecvent pentru eliminarea poluanţilor minerali care se găsesc în apă sub formă ionică. Anumite schimbătoare de ioni pot epura şi compuşi organici de tipul fenolilor, detergenţilor sau coloranţilor.

- Procedeele de epurare prin oxidare chimică se aplică frecvent la eliminarea substanţelor poluante anorganice (cianuri, sulfuri, anumite metale grele) şi organice (fenoli, coloranţi, pesticide). Ca reactivi în acest caz sunt utilizate substanţe chimice cu proprietăţi oxidante şi anume: ozon, apă oxigenată, clorul şi compuşii acestuia.

►Schema unei instalaţii de epurare şi alegerea metodei de epurare depinde de eficienţa obţinută în diferite procedee

Aceasta se stabileşte în funcţie de:

- caracteristicile apei

- provenienţa lor

- gradul de purificare necesar

- metodele de tratare a nămolului rezultat

- suprafaţa disponibilă

- tipul de echipament ce va fi folosit

- condiţiile locale

PROCEDEE ŞI ECHIPAMENTE ÎN

EPURAREA FIZICO – MECANICĂ

►Epurarea fizico – mecanicã a apelor uzate constituie prima treaptã de epurare ºi se bazeazã pe procese fizice de separare a poluanþilor din apele uzate. În aceastã treaptã se îndepãrteazã în special materiile solide sau cele solide ºi lichide cu densitãþi mai mici decât 1g/cm3. De asemenea, sunt reþinute ºi substanþele organice, dar cu o eficienþã relativ redusã.

►În cadrul epurãrii fizico – mecanice se disting urmãtoarele etape:

- Reţinerea corpurilor şi suspensiilor mari, operaţii care impreună cu deznisiparea formează etapa de pretratare.

- Prelucrarea depunerilor de pe grătare şi site

- Sedimentarea

- Deznisiparea

- Decantarea

►Instalaþiile pentru epurarea fizico – mecanicã se amplaseazã astfel încât apa sã treacã prin ele succesiv ºi pe cea mai scurtã cale.

O instalaţie de acest tip este prezentată în figura 17.

►O instalaþie de acest tip se compune din:

- bazin de egalizare

- grătare

- site

- deznisipatoare

- separator (de ţiţei)

- bazin de decantare suplimentară (eleşteu)

- pompe

►Grătarele - sunt construcţii din bare de oţel care au rolul de a reţine corpurile şi suspensiile mari din apele reziduale. Sunt amplasate la intrarea apelor uzate în staţia de epurare. În general se utilizează grătare rare şi dese. Grătarele se pot curăţa manual şi/sau mecanic. Unghiul pe care îl fac grătarele cu planul orizontal depinde de tipul de curăţare a acestuia. Dimensionarea grătarelor se face astfel încât viteza medie a apei să fie 0,8 – 0,9 m/s în canalul din amontele grătarului şi 1,0 – 1,1 m/s printre barele grătarului.

►Sitele - au ca scop reţinerea materialelor mai fine din apele uzate, care au trecut printre grătare şi constau din discuri perforate, împletituri din sârmă de inox, cu ochiuri de 0,75 – 1,75 cm. Substanţele reţinute sunt transportate special, iar în staţiile mai mari sunt incinerate, fermentate sau compostate.

►Deznisipatoare şi decantoare - Sedimentarea este procesul de separare din apele uzate a particulelor solide prin depunere gravitaţională. În decursul sedimentării se pot delimita într-o coloană cilindrică de sticlă mai multe zone:

- zona superioară de lichid limpezit

- zona de sedimentare cu o concentraţie uniformă de suspensii

- zona de tranzit

- zona de compresiune sau tasare a nămolului depus

►În epurarea apelor uzate, sdimentarea este utiliztã pentru îndepãrtarea atât a substanþelor solide organice cât ºi a substanþelor anorganice care se depun în apã sau care au fost aduse într-o formã care se depune (coagulare, precipitare).

►Pentru apele uzate, procesul de sedimentare se aplicã în urmãtoarele amenajãri:

- Deznisipatoare – reprezintă locul unde se separă suspensiile granulare cu dimensiuni de 0,15 – 0,20 mm şi mai mari (nisip şi alte particule). Ele se află sub formă de particule discrete ce sedimentează independent unele de altele şi cu viteză constantă. Deznisipatoarele au rolul de a proteja echipamentele împotriva abraziunii produsă de nisip în timpul curgerii, de a preveni colmatarea conductelor cauzată de depunerea de particule, de a reduce frecvenţa de curăţire a fermentatoarelor de nămol şi a decantoarelor de depuneri excesive.

►În staþia de epurare, deznisipatoarele sunt plasate în spatele grãtarelor ºi înaintea decantoarelor primare. Apa staþioneazã în deznisipator 5 – 10 ore, iar prin acest procedeu se pot depune pânã la 90% din suspensiile existente.

În figura 18 se prezintă schema de principiu a unui deznisipator orizontal.

►Din deznisipatoare apele trec prin camera de distribuþie în separatorul de þiþei, unde se reþine cea mai mare parte a produselor petroliere ºi a malului ºi apoi în eleºteu, unde are loc egalizarea ºi o separare suplimentarã în produse. De aici, apele reziduale trec la o purificare sau se recirculã în instalaþie.

► Decantoarele sau bazinele de sedimentare primare sunt locurile în care se reþin materiile solide în suspensie separabile prin decantare, precum ºi suspensiile floculente compuse din particule ce formeazã aglomerãri mari, flocoane provenite de la coagulãrile suspensiilor din apã ºi materii organice solide in suspensie care se sedimenteazã mai bine când se unesc între ele.

►Decantoarele finale sau secundare reprezintã porþiunea din instalaþie în care se reþin în general suspensiile provenite din treapta de epurare biochimicã.

►Eficienþa de sedimentare a materialului solid în suspesie este influenþatã de numeroºi factori dintre care cei mai importanþi sunt:

curenţii de apă de origini diferite, cu direcţii diferite;

curenţi turbionari datoraţi inerţiei fluidului la intrare;

curenţi de suprafaţă produşi de vânt în cazul bazinelor descoperite.

►Calculul de dimensionare a bazinelor de decantare constã în determinarea timuplui necesar ca particulele solide sã ajungã la fundul bazinului cunoscând viteza acestora ºi viteza de deplasare a apei.

PROCEDEE ŞI ECHIPAMENTE ÎN

EPURAREA FIZICO – CHIMICĂ

►Aceastã etapã intervine în cazul în care sedimenarea naturalã a suspensiilor din apã nu este suficientã pentru îndepãrtarea completã a suspensiilor fine sau coloidale ºi a substanþelor chimice dizolvate.

►Epurarea fizico – chimicã are la bazã procedee ºi fenomene chimice de neutralizare, precipitare, coagulare, floculare, realizate prin tratarea apei cu reactivi chimici. Metoda se aplicã apelor uzate industriale ºi a altor categorii de ape atunci când se urmãreºte o epurare rapidã ºi eficientã. Epurarea chimicã se aplicã atât poluanþilor în suspensie, cât ºi celor dizolvaþi.

Principalele procese fizico – chimice care au loc la tratarea chimică a apelor reziduale:

1. coagularea materiilor solide în suspensie aflate în suspesie în stare coloidală sau dispersate în particule foarte fine prin precipitare, floculare şi coagulare

2. corectarea pH-ului

3. recarbonatarea

4. adăugarea de nutrienţi în vederea epurării biologice

5. condiţionarea pentru filtrare.

Precipitarea, coagularea şi flocularea

►Precipitarea este procesul prin care materiile fine sunt precipitate cu ajutorul unor substanţe chimice.

►Coagularea este procesul prin care are loc îndepărtarea din apa uzată a materiilor foarte fine, coloidale şi în suspensie şi are loc prin adăugarea de coagulanţi care le fac să sedimenteze. Coagulanţii sunt substanţele care adăugate în apă, conduc la aglomerarea particulelor sub forma unor flocoane din ce în ce mai mari care, sub acţiunea gravitaţiei se depun pe fundul bazinului, antrenand şi particulele neaglomerate. Materiile aflate in suspensie fină, care nu s-au decantat în decantorul primar, se elimină cu ajutorul unor reactivi chimici care se numesc coagulanţi. Aplicarea procedeului de decantare cu coagulanţi asigură eliminarea materiilor în suspensie în proporţie de peste 95% şi reduce conţinutul de substanţe organice dizolvate. Eliminarea poluanţilor dizolvati se realizează

prin reacţii chimice în care reactivul introdus formează cu poluantul un produs greu solubil. Acesta se depune pe fundul bazinului sau se transformă în altă substanţă inactivă chimic. În acest mod se pot elimina metalele grele, cianurile, fenolii, coloranţii, etc.

►Flocularea este procesul prin care particulele se aglomerează în flocoane care se sedimentează cu uşurinţă. Particulele de coagulant coloidal atrag alţi coloizi, particule colorate, materii organice, particule de pămant, resturi de alge sau crustacee şi bacterii. Flocularea este favorizată de amestecarea lentă a apei comparativ cu mişcarea rapidă realizată în vasele de amestecare.

►Agenþii floculanþi pot fi:

I. Săruri anorganice: Cei mai utilizaţi sunt coagulanţii anorganici sunt  sulfatul de aluminiu, sulfatul feric şi sulfatul feros, extracte sulfurice sau clorhidrice din zguri metalurgice (metoda Tudor Ionescu).

- Extractul sulfuric rezultă prin tratarea zgurilor cu o soluţie 4,5% acid sulfuric sau clorhidric, după care soluţiile limpezi se păstrează câteva zile pentru îmbătrânirea micelelor de silice.

- Extractul clorhidric produce reacţia în 30 – 60 secunde şi limpezirea în 2 – 10 minute, formează flocoane mari care au însă greutate specifică mică şi se tratează mai greu. În apa tratată creşte conţinutul de cloruri, respectiv sulfaţi, dar se reduce conţinutul de bacterii coliforme cu 90%.

II. Substanţe anorganice:

- naturale: amidon, cauciucuri gelatine ;

- artificiale: polimeri organici care pot fi :

- cu caracter cationic (săruri cuaternare clorura de polivilin – butil – piridiniu);

- cu caracter anionic (polimetaacrilat de sodiu) ;

- cu caracter amfoter (acidul polililsinglumatic);

- neionice (polietilenoxid).

►Ca urmare a utilizãrii acestor substanþe apele uzate tratate vor avea un caracter acid sau alcalin, înainte de deversarea în emisar, de aceea se neutralizeazã în bazine cu reactivi

corespunzãtori.

►Coagularea, flocularea ºi sedimentarea sunt procese strâns legate unul de celãlalt. Amestecarea apei în procesul de floculare este mai rapidã la început, apoi mai lentã, pentru a evita distrugerea flocoanelor formate. Pe de o parte miºcarea trebuie sã fie suficient de rapidã pentru a împiedeca depunerea flocoanelor în vasul de reacþie

2. Corectarea pH-ului

►Se face în scopul asigurãrii condiþiilor necesare treptei de tratare biologicã, fie pentru mãrirea eficienþei coagulãrii.

►Corectarea pH-ului se face prin introducerea de acizi sau baze în apa uzatã. Tipul acestora este în funcþie de cantitatea, aciditatea sau bazicitatea apei uzate, de volumul apei uzate, de caractersticile ei chimice, de costul reactanþilor, de metoda de lucru.

►Dacã este posibil, corectarea apei se face prin amestecarea apelor reziduale acide cu cele alcaline, inproporþii convenabile.

3. Recarbonatarea

►Aceastã operaþie are drept scop introducerea bioxidului de carbon în apa uzatã în scopul corectãrii pH-ului, în special în cazurile în care coagularea se face cu ajutorul varului. Prin adãugarea CO2 se realizeazã transformarea hidroxidului de calciu în bicarbonat de calciu. Reacþia are loc în vase cu adâncimea de 2,5-3,5m, în care se realizeazã un timp de staþionare de 5 minute.

4. Adăugarea de nutrienţi

►Tratamentul biologic se realizeazã în condiþii bune de lucru dacã microorganismele prezente gãsesc hrana necesarã în apele uzate. Toate microorganismele necesitã o serie de elemente de bazã cum ar fi de exemplu carbonul, azotul, fosforul ºi sulful precum ºi urme de alte elemente ca potasiul, calciul, magneziul sau fierul. Multe din apele uzate conþin aceste elemente sub diverse forme, dar uneori nu în cantitate suficientã. Pentru obþinerea de concentraþii optime de lucru se adaugã nutrienþii, adicã substanþe ce conþin elementele care lipsesc apelor uzate.

5. Condiţionarea pentru filtrare.

►Din vasele de reacþie, apele uzate trec în decantoare. Datoritã coagulãrii, volumul de nãmol este de trei ori mai mare decat în cazul sedimentãrii fãrã coagulanþi, deoarece prin

coagulare se antreneazã ºi materii coloidale solide, precum ºi suspensii foarte fine, iar pe de altã parte coagulantul constituie o parte din nãmol.

PROCEDEE ŞI ECHIPAMENTE ÎN

EPURAREA BIOLOGICĂ

►Procesele biologice de epurare a apelor uzate (reziduale) sunt procese în timpul cărora materiile organice biodegradabile din apele uzate şi din nămoluri sunt descompuse cu ajutorul microorganismelor, în principal bacterii.

►Biodegradarea reprezintã procesul de descompunere a tuturor substanþelor organice desfãºurat cu ajutorul microorganismelor prezente în toate mediile (ape dulci ºi marine, soluri, sedimente, instalaþii de epurare).

►Transformãrile prin care microorganismele degradeazã substanþele in produºi de ultimã degradare sunt:

- descoMpunere aerobă (în prezenţa oxigenului)

- descompunere anaerobă (în absenţa oxigenului)

- descompunere anoxică (în prezenţa ionului nitrat)

►Populaþia microorganismelor care realizeazã epurarea are o compoziþie mixtã. Ponderea o deþin bacteriile aerobe ºi alãturi de ele se dezvoltã o serie de alte microorganisme de naturã vegetalã ºi animalã care alcãtuiesc o biocenoza specificã, a cãrui echilibru este în stransã corelaþie cu condiþiile de exploatare a instalaþiei de epurare.

►Urmãrirea procesului de degradare se face prin teste de biodegrabilitate care constau în:

- punerea în contact a produsului de testat cu nămolul activ;

- urmărirea evoluţiei şi a metaboliţilor rezultaţi şi a nămolului activ

Epurarea bilologică a apelor uzate se realizează în:

- instalaţii de epurare biologică naturală (câmpuri de irigare şi filtrare)

- instalaţii de epurare biologică artificială (filtre biologice, bazine cu nămol activ)

Schema bloc a unei instalaţii de tratare mecano – biologică este prezentată în figura de mai jos:

TRATARE BIOLOGICĂ NATURALĂ

►Tratarea biologicã naturalã se realizeazã de obicei pe câmpuri de irigare sau în iazuri de stabilizare.

►Câmpurile de irigare şi filtrele sunt suprafeţe de teren folosite fie pentru epurarea şi irigarea în scopuri agricole, fie numai pentru epurare, în cazul câmpurilor de filtrare. Câmpurile de filtrare (sau filtre intermitente de nisip) sunt construite din nisip pe un sol nisipos care se împarte în parcele mici. Solul natural de la suprafaţă este îndepărtat până la stratul de nisip. Apa distribuită pe parcele este evacuată prin conducte de drenaj, aşezate la adâncimea de un metru şi plasate la distanţe de 10 metri unele faţă de altele. În timpul exploatării fiecare parcelă se încarcă cu apa uzată până la o înălţime de 5-10 cm, ceea ce corespunde la o încărcare de 500 – 1000 metri cubi. Dacă în patru ore apa nu s-a filtrat, se scoate parcela din funcţiune şi se îndepărtează stratul de nămol de la suprafaţa nisipului. Perioada normală de funcţionare este de 10 – 15 ani, după care filtrul de nisip trebuie abandonat din cauza colmatării.

►Iazurile de stabilizare sunt folosite pentru tratarea apelor uzate menajere şi pentru cele industriale cu coondiţia ca acestea să nu conţină substanţe toxice. Aceste amenajări sunt bazine de pământ construite în depresiuni naturale având adâncimi de 1 – 2 metri, destinate epurării apelor uzate, folosind factori naturali. Parametrii principali care condiţionează proiectarea iazurilor de stabilizare sunt:

- necesarul de oxigen;

- încărcătura organică de suprafaţă

- timpul de staţionare

- temperatura

►Temperatura este factorul cel mai important ºi influenþeazã în mare masurã procesul biologic de tratament în iazuri. Viteza de descompunere a materiei organice scade semnificativ odatã cu descreºterea temperaturii. Pierderea de cãldurã se datoreazã convecþiei, radiaþiei ºi evaporãrii; creºterea de cãldurã se datoreazã radiaþiei solare, dar are o valoare neînsemnatã.

TRATAREA BIOLOGICĂ ARTIFICIALĂ

►Se realizeazã în principiu prin filtre biologice ºi în bazine cu nãmol activ.

Epurarea biochimică a apelor uzate cu impurificare organică prin procedeul  cu filtre biologice.

►Filtrele biologice (biofiltre) sunt construcţii specifice în care apa uzată este tratată biologic în condiţii specifice în timpul travesării materialului filtrant, de sus în jos. Biofiltrul propriu – zis este format dintr-un turn de 1-4 metri înălţime şi un decantor secundar. Apa uzată provenită de la decantorul primar este introdusă prin partea superioară a biofiltrului şi cade liber pe umplutură, colectându-se în decantorul secundar. Există numeroase tipuri de filtre biologice, ele deosebindu-se prin modul de aerare şi funcţionare (continuă – periodică, cu reciclare, etc.), cele mai uzuale biofiltre sunt prezentate în tabelul 32.

►Stratul de material filtrant, cu o umpluturã de material inert, este caracterizat prin natura, dimensiunea granulelor ºi înãlþimea lui. Ca material filtrant se poate utiliza zgurã, cocs, rocã spartã, cãrãmidã, materiale plastice.

►Dimensiunea granulelor este diferitã ºi este situatã între 40 ºi 80 mm. Înãlþimea stratului este variabilã ºi depinde de tipul de filtru ºi de condiþiile locale de lucru. Pentru filtrele biologice cu încãrcare micã se folosesc inãlþimi ale stratului filtrant cuprinse intre 1,50 ºi 4,00 metri, filtrele de mare incãrcare au înãlþimi ale materialului filtrant de 1,00 – 1,80 metri iar filtrele biologice turn au 3 sau 4 straturi filtrante cu grosimi de 4 – 5 metri. Stratul filtrant este susþinut de un grãtar plasat pe grinzi de susþinere.

Schema unui filtru biologic este reprezentată în figura 20

►Asigurarea oxigenului necesar procesului aerob se realizeazã prin ventilaþie indepãrtându-se ºi bioxidul de carbon rezultat din mineralizarea materiilor organice. De obicei, alimentarea cu aer se obþine prin ventilaþie naturalã, care se realizeazã ca urmare a diferenþei de temperaturã între interiorul ºi exteriorul filtrului. Recircularea apei este una din operaþiile importante, deoarece astfel se mãreºte eficienþa din punct de vedere al consumului biochimic de oxigen (CBO).

 B. Epurarea biochimică a apelor uzate cu impurificare organică prin procedeul cu nămol activ.

►Principalele operaþii care au loc în procesul de epurare cu nãmol activ sunt: tratarea nãmolului activ ºi epurarea efectivã a apelor reziduale

I.   Tratarea nămolului activ

►Nãmolul activ este format din suspensiile care se sedimenteazã. Nãmolurile pot fi clasificate în funcþie de compoziþie în:

nămoluri minerale, care conţin o cantitate de materii solide minerale mai mare de 50

nămoluri organice, in care cantitatea de materii solide organice depăşeşte 50%.

►Tratarea nãmolurilor cuprinde urmãtoarele etape preliminare:

- Concentrarea

- Tratarea suplimentară cu coagulanţi

- Spălarea nămolului pentru eliminarea coloizilor şi particulelor fin dispersate

- Reducerea parţială a substanţelor organice prin tratare termică

- Reducerea totală a materiilor organice prin incinerare

- Arderea in strat fluidizat pentru nămoluri cu umidităţi mari

- Incinerarea in cuptoare rotative

- Depozitarea nămolurilor si a cenuşilor, realizată in gropi, foste cariere de nisip sau depresiuni (fără miros şi fără afectarea pânzei freatice)

►Astfel tratate, nãmolurile pot fi folosite efectiv la epurarea biologicã în bazine ºi decantoare.

II. Apa uzată – preepurată anterior mecanic în separatorul mecanic, supusă procesului fizico – chimic de epurare – se amestecă cu nămolul recirculat şi se aerează cu nămolul activ în bazinul de aerare pentru ca oxigenul dizolvat să satifacă cerinţele microorganismelor aerobe, aglomerate în flocoane, iar acestea să se menţină in suspensie.

Tehnologiile de epurare a apelor uzate în instalaţiile cu nămol activ cuprinde fluxurile prezentate în figura 21.

►Instalaþia de epurare cu nãmol activ include bazine de aerare (aerotancuri) în care se aflã nãmolul activ ºi în care apa staþioneazã 2 – 4 ore.

► În urma staþionãrii se formeazã flocoane de microorganisme care consumã substanþa organicã poluantã ºi în acelaºi timp se formeazã un material celular cu aspect de nãmol.

 ► Nămolul sedimentat în decantorul secundar este utilizat parţial pentru însămânţarea aerotancului, iar excesul este îndepărtat din instalaţia de epurare. Procesul este reprezentat în figura 22.

►Nãmolul activ este format din flocoane rezultate prin creºterea unei populaþii mixte de bacterii ºi de alte microorganisme in prezenþa apei uzate tratabilã biologic ºi a oxigenului.

► Floconul reprezintã unitatea structuralã a nãmolului activ si este format dintr-o masã gelatinoasã de bacterii în care sunt cuprinse numeroase bacterii dar ºi substanþe organice ºi anorganice inerte.

►Decantoroarele secundare constituie partea cea mai importantã a treptei de epurare biologicã ºi are drept scop reþinerea nãmolului rezultat in urma tratãrii biologice.

► Nãmolul din aceste decantoare are un conþinut mare de apã, este puternic floculat este uºor ºi intrã repede în descompunere.

► Nãmolul rezultat în urma tratãrii este fermentat anaerob, iar in urma acestui proces se obþine o scãdere a conþinutului de materii organice ºi a conþinutului de apã.

►În final se prezintã schema finalã a instalaþiei de tratare apã de la S.C. Petromidia S.A, evidenþiindu-se conexiunile dintre diferitele pãrþi componente ale procesului.

Prevenirea şi reducerea poluării marine

Flora şi fauna marină este grav afectată de cel mai periculos poluant şi anume ţiţeiul. Prezenţa acestuia in apele marine produce:

greutăţi pentru pescuit şi navigaţie

distrugeri ale vegetaţiei şi infestare a zonelor litorale

îngreunează utilizarea apei marine ca materie primă minerală

perturbă schimbul de gaze, umiditate şi căldură dintre ocean şi atmosferă

ingreunează absorbţia oxigenului din atmosferă

Toate acestea au impus o serie de metode şi mijloace de prevenire a poluării marine, şi anume:

interzicerea deversării apelor uzate in mediu marin

epurarea apelor uzate înainte de a fi deversate in apele marine

măsuri de prevenire a poluării provenite de la navele petroliere, platforme de foraj marin sau de la descărcarea materialelor din nave.

Principalele măsuri de prevenire a poluării marine sunt:

A) îmbunătăţirea condiţiilor de transport a petrolului şi derivaţilor săi, prin:

curăţirea rezervoarelor de depozitare fără a deversa deşeurile lichide in mare

dotarea navelor cu instalaţii de tratare a apelor de curăţire

B) perfecţionarea operaţiilor de pe platformele de foraj marin, prin

control asupra erupţiilor spontane

descărcarea nămolului de foraj

C) aplicarea unor tehnici moderne de intervenţie în cazul poluării accidentale, prin:

localizarea zonei

colectarea poluantului

absorbţia sau descărcarcarea poluantului colectat

D) asigurarea securităţii navelor şi instruirea personalului navelor care transportă substanţe toxice pentru flora şi fauna marină.

Legislaţie şi măsuri pentru pentru prevenirea poluării şi protejării mediului marin

În 1954 a avut loc „Conferinţa internaţională pentru prevenirea poluării mării cu petrol (OILPOL 54)” unde s-a încercat reglementarea problemelor legate de necesitatea evacuării în mare a produselor petroliere, impunându-se utilizarea la nave a unor separatoare pentru reziduurile petroliere şi amenajarea la uscat (în porturi) a unor rezervoare şi instalaţii pentru

aceste reziduuri. Convenţia nu a întrunit toate condiţiile necesare aplicării.

În anul 1973 Adunarea Generală a Organizaţiei Internaţionale Maritime (IMO - International Maritime Organization) a convocat „Conferinţa Internaţională pentru prevenirea Poluării”, care a adoptat „Convenţia internaţională pentru prevenirea poluării de către nave -1973”, ulterior modificată prin protocolul din 1978.     Convenţia din 1973 modificată în 1978 este cunoscută sub denumirea MARPOL 73/78, iar regulile impuse de aceasta sunt mereu îmbunătăţite şi completate pentru eficientizarea lor. Această convenţie este acceptată de toate ţările lumii.  România a aderat la această convenţie în anul 1993.

În 1990 SUA au adoptat o lege specială – „Oil Pollution Act” -  cunoscută sub denumirea OPA 90, care impune norme mai drastice pentru tancurile petroliere decât normele MARPOL.

Accidentele navale grave (cu poluări masive) care au avut loc au determinat îmbunătăţirea legislaţiei existente pe plan internaţional. Câteva exemple de accidente navale cu poluări masive şi urmările lor asupra legislaţiei sunt următoarele:

          - Apariţia Convenţiei MARPOL 73 a fost determinată de eşuarea şi apoi de scufundarea petrolierului „Torrey Canyon” (1967) pe coastele Marii Britanii;

          - Completarea MARPOL 73 a fost consecinţa poluării generată pe coastele Franţei de petrolierul „Amocco Cadiz” (1978);

     - SUA au ratificat „Convenţia OPA 90” după ce mii de Km de coastă au fost poluate în Alaska ca urmare a eşuării petrolierului „Exxon Valdez” (1989);

          - După scufundarea petrolierului „Prestige” în largul coastelor Spaniei, Uniunea Europeană a înăsprit reglementările comunitare prin Rezoluţia EUROPA, în 2002.

Ca urmare a aplicării legislaţiei, după anul 1980, se constată o scădere cu 65% a numărului de evenimente generatoare de poluare masivă, cauzate de exploatarea şi operarea navelor.

a) Măsuri legislative pentru prevenirea poluării şi protejarea mediului marin

Măsuri privind construcţia petrolierului

Constrângerile care derivă din legislaţia amintită se referă la renunţarea la utilizarea petrolierelor mono-corp în favoarea celor dublu-corp care prezintă multe avantaje, dintre care:

                   - gradul de risc pentru producerea poluării este redus;

                   - menţinerea flotabilităţii în urma unei coliziuni sau eşuări;

                   - stabilitatea transversală a navei pe durata operaţiilor de încărcare - descărcare;

                   - realizarea rezistenţei longitudinale şi a pescajului în condiţiile navigaţiei în balast.

Reducerea riscului producerii deversărilor accidentale

 

Reducerea riscului producerii deversării accidentale se obţine prin:

introducerea tancurilor separate de balast şi a dublului corp;

scoaterea din exploatare a navelor cu vechime mai mare de 25-30 de ani, evitând astfel producerea unor accidente datorate uzurii structurii de rezistenţă a corpului acestora;

dotarea navelor cu sisteme moderne de navigaţie care să mărească siguranţa navigaţiei reducând riscul unor accidente de tip coliziune sau eşuare;

monitorizare şi dirijare atentă de la uscat a traficului maritim derulat în apropierea coastelor;

instruirea echipajelor pentru a interveni în cazul producerii unei deversări accidentale;

dotarea navelor şi terminalelor petroliere cu materiale necesare pentru limitarea efectelor poluării accidentale;

instituirea unui sistem internaţional de control a navelor, care să verifice starea tehnică a acestora, capacitatea profesională a echipajelor, respectarea normelor privind deversările.

Limitarea posibilităţii navelor de a refula peste bord reziduurile petroliere

         Reziduurile petroliere trebuie reţinute la bord, în tancuri speciale, urmând a fi predate la cheu, în porturile în care nava acostează. În situaţiile în care reziduurile petroliere nu pot fi înmagazinate la bord în proporţie de 100 %, există reguli şi condiţii stricte în care o parte din acestea pot fi deversate în mare, în anumite zone protejate.

Metode şi echipamente pentru depoluarea mediului marin

        

Metodele pentru depoluarea mediului marin implică metode manuale sau mecanice pentru curăţirea zonelor afectate, colectarea reziduurilor  şi a materialelor infestate, cum sunt:

utilizarea barajelor flotante şi non-flotante;

înlăturarea petrolului cu mijloace mecanice;

metoda prin absorbţie;

îngroparea straturilor de sedimente contaminate;

tăierea şi înlăturarea vegetaţiei contaminate;

spălarea cu jet de apă;

metoda prin ardere la faţa locului.

Concomitent, se utilizează substanţe chimice menite să favorizeze dispersia şi colectarea produselor petroliere deversate, precum:

         -  Împrăştierea dispersanţilor.  Aceste produse chimice sunt pulverizate din avion sau de pe nave direct pe petele de petrol care plutesc la suprafaţa apei şi care nu trebuie să atingă linia ţărmului;

         - Folosirea de agenţi de tratare a emulsiilor. Metoda se foloseşte când capacitatea de stocare a reziduurilor colectate este limitată, pentru a grăbi separarea hidrocarburii de apă, astfel ca apa să fie tratată şi deversată înapoi în mare;

 

         - Metoda de implantare microbiologică. Metodaurmăreşte accelerarea procesului natural de degradare a particulelor de hidrocarburi sub acţiunea microorganismelor, prin mărirea artificială a numărului de microorganisme în unitatea de volum de apă.

b) Legislaţie şi măsuri de prevenire a poluării marine produsăde activitatea portuară

         Comunitatea internaţională este preocupată de faptul că porturile sunt localizate pe suprafeţe în care viaţa unor specii este în pericol, de legătura între dezvoltarea economică şi

protecţia mediului portuar, ca şi necesitatea ca acestea să fie complementare. De aceea se impune o dezvoltare durabilă a portului, capabilă să răspundă cerinţelor actuale, fără a compromite capacitatea generaţiilor viitoare de a răspunde de ele. Dezvoltarea durabilă a sectorului portuar (ca şi a tuturor sectoarelor economice) se bazează pe trei principii: dezvoltarea economică, protecţia mediului şi un partaj echitabil de avantaje şi costuri.

         Dezvoltarea actuală a porturilor înseamnă adoptarea anumitor strategii care pot conduce la dezvoltare economică asigurând, în acelaşi timp, conservarea resurselor umane şi naturale pentru viitor, adică presupune un compromis între performanţa portuară şi protecţia mediului portuar.

În anul 1973 a fost adoptat un act legislativ important împotriva poluării marine, când delegaţi din 71 de state s-au întâlnit la Londra  la “Conferinţa internaţională pentru prevenirea poluării cauzate de nave” – MARPOL 1973. Convenţia stabilită a fost modificată prin Protocolul MARPOL 1978.

Poluarea marină este tratată cu multă atenţie de către Organizaţia Maritimă Internaţională (IMO), Conferinţa Naţiunilor Unite pentru Comerţ şi Dezvoltare (UNCTAD), Banca Mondială etc.

Problemele de mediu sunt esenţiale pentru interesele porturilor şi pot influenţa în mod direct afacerile acestora. Tocmai de aceea problema siguranţei portului ca şi protecţia mediului portuar au devenit factori importanţi în activitatea porturilor moderne. Interesele porturilor şi ale transportului maritim în general, trebuie să fie în concordanţă cu punerea în aplicare a reglementărilor MARPOL. Porturile în care nu sunt aplicate aceste reglementări trebuie să-şi caute resurse locale pentru investiţii, sau să permită participarea unui investitor străin pentru a achiziţiona echipamentele necesare.

Chiar dacă concurenţa dintre porturi este din ce în ce mai ascuţită, în perioada actuală porturile se confruntă cu o serie de probleme comune privind siguranţa şi protecţia mediului, pentru a căror gestionare este necesar ca ele să coopereze între ele, ca şi cu organismele internaţionale şi regionale specializate.

Astfel, International Association of Ports and Harbors (IAPH) colaborează cu International Maritime Organisation (IMO) şi cu IMO Working Group on the Ship / Port Interface (SPI) pentru elaborarea reglementărilor menite a îmbunătăţi siguranţa în porturi (siguranţa intrării navelor, a trecerii mărfurilor şi pasagerilor prin port, siguranţa lucrătorilor portuari) şi a minimiza atingerile asupra mediului provocate de unele activităţi portuare obişnuite (dragarea acvatoriului portuar, managementul apei de balast provenite de la nave şi al emisiilor de praf etc.).

OMI a adoptat codul ISPS (Codul internaţional pentru siguranţa navelor şi instalaţiilor portuare) pentru a pune bazele măsurilor standardizate de siguranţă şi securitate la bordul navelor şi în porturi, care a devenit operaţional la 1 iulie 2004 şi prevede, printre altele, punerea în aplicare a planului de siguranţă şi a măsurilor de ordin tehnic pentru identificarea navelor cu ajutorul AIS (Automatic Identification System).

Legislaţia internaţională şi europeană recentă demonstrează existenţa preocupărilor în acest sens, asa dupa cum se observa in tabelul 28.

IMO elaborează reglementări privind transportul, manipularea şi depozitarea substanţelor chimice în port. Astfel, “Manualul complet de recepţie a echipamentelor portuare – IMO 597 E” constituie un ghid pentru amenajarea instalaţiilor de stocare a deşeurilor generate de nave, având ca scop să ajute autorităţile portuare şi guvernamentale în aplicarea Protocolului MARPOL 1978. Sunt detaliate aspecte legate de tratarea deşeurilor, echipamente specializate, finanţare, transport, stocare, control, precum şi un program de reciclare a deşeurilor în incinta portuară.

Organizaţiile non-guvernamentale portuare, în special marile asociaţii internaţionale, precum Asociaţia Internaţională Permanentă a Congreselor de Navigaţie (A.I.P.C.N.) şi Asociaţia Internaţională a Porturilor (A.I.P.) sunt implicate în protecţia mediului portuar. A.I.P. a elaborat un proiect legat de politica porturilor în materie de mediu. Uniunea Europeană a formulat o strategie coerentă pentru transport, activităţi portuare şi mediu.  Punerea în practică a măsurilor de protecţie a mediului şi de repartizare a pagubelor produse de poluare antrenează costuri importante.

Se pune problema acoperirii acestor costuri, de către cine, şi în ce măsură “poluanţii” ar trebui să participe.

În acest sens există două principii:

 

1-PRINCIPIUL “POLUANT PLĂTITOR”, ADOPTAT DE A.I.P., CONSTĂ ÎN A ADMITE CĂ POLUANTUL TREBUIE SĂ PARTICIPE LA CHELTUIELILE LEGATE DE APLICAREA MĂSURILOR NECESARE PENTRU PREVENIREA ŞI REPARAREA ÎN CAZ DE POLUARE A MEDIULUI, LA UN NIVEL ACCEPTABIL PENTRU AUTORITĂŢILE ŢĂRII RESPECTIVE. ACEST NIVEL NU ESTE NEAPĂRAT CEL CARE EXISTA ÎNAINTEA PRODUCERII POLUĂRII. DECI, O PARTE DIN EFECTELE NEGATIVE ALE POLUĂRII ESTE “ABSORBITĂ” DE CĂTRE COMUNITATEA PORTUARĂ, IAR CEALALTĂ TREBUIE SUPORTATĂ DE CĂTRE POLUATORI.

2-PRINCIPIUL GRATUITĂŢII SERVICIULUI SE BAZEAZĂ PE IDEEA CĂ MEDIUL VA FI MAI BINE PROTEJAT DACĂ ADMINISTRAŢIA PORTUARĂ SAU ALTE ORGANE OFICIALE FURNIZEAZĂ GRATUIT, CONFORM UZANŢELOR, TOTALITATEA SERVICIILOR ŞI INSTALAŢIILOR PENTRU PREVENIREA ACCIDENTELOR SAU POLUĂRILOR (INSTALAŢII DE RECEPŢIE A DEŞEURILOR, DE EXEMPLU). PORTUL POATE ASIGURA ACESTE CHELTUIELI PRIN MAJORAREA TAXELOR IMPUSE UTILIZATORILOR.

Costul degradării şi costul protecţiei mediului portuar.

Soluţiile existente pentru reducerea degradării mediului portuar implică capital şi/sau costuri operaţionale importante, ceea ce determină deseori întârzierea aplicării lor.  Dar degradarea apei, solului, aerului, a sănătăţii personalului, ar avea ca urmare costuri inestimabile. Calculul costurilor degradării mediului necesită diferenţierea costurilor accidentale de costurile structurale.

Costurile accidentale corespund cheltuielilor ocazionate de accidente care pot surveni în orice moment. Este vorba de evenimente nefaste, care pot avea grave consecinţe asupra mediului. Pentru că ele apar rar, este greu de evaluat costurile. Din acelaşi motiv este dificil a convinge responsabilii de luarea măsurilor şi prevederea unui buget corespunzător pentru preîntâmpinarea acestor daune posibile.

 

Costurile structurale corespund unui cost de depoluare constantă a mediului portar, ca urmare a operaţiunilor curente. Cauza o constituie evenimente a căror consecinţe sunt minore dacă se analizează individual, dar când ele apar în mod obişnuit devin tot atât de periculoase ca şi accidentele majore ocazionale.

Costurile necesare împotriva degradării mediului corespund unor cheltuieli accidentale şi structurale pe o perioadă determinată. Protecţia împotriva atingerilor aduse mediului include diverse tipuri de acţiuni care merg de la simple măsuri juridice până la programe de investiţii importante, toate acestea având un cost. Când se ia o astfel de măsură trebuie să se ţină seama de următorul principiu: costurile de producţie, investiţie  şi funcţionare trebuie să fie inferioare costului total al daunei.

Cu cât se tinde spre un nivel de poluare zero, cu atât cheltuielile vor fi mai mari. Pentru fiecare tip de poluare există un optim care indică măsurile de trebuie luate. De exemplu, în fiecare port, administraţia trebuie să definească un grad acceptabil de poluare şi anumite norme acceptabile pentru poluarea solului, apei şi atmosferei.

 În figura 25 sunt trasate cele trei curbe ale costurilor poluării pentru un tip de poluare dat:

Variaţia costurilor de prevenire a poluării ;

Variaţia costurilor atingerilor (daunelor) produse asupra mediului ;

Variaţia costului total  ca sumă a primelor două costuri.

Echipamente portuare ecologice pentru manipularea şi depozitarea mărfurilor

1. Echipamente portuare ecologice pentru manipularea  şi depozitarea mărfurilor vrac solid

Standardele europene în domeniu prevăd valorile limită admise pentru diferite substanţe poluante. Începând cu anul 1997, la iniţiativa a 25 de mari porturi europene şi cu sprijinul unor institute de cercetare, s-au pus bazele proiectului “ECOPORTS” care vizează dezvoltarea şi aplicarea unor metode comune de analiză a calităţii mediului în porturi. În acest context, echipamentele de manipulare şi depozitare ecologice sunt deosebit de importante,  constituind soluţii competitive, care satisfac cele mai ridicate standarde de manipulare şi stocare a materialelor vrac uscat.

Pentru evitarea deversărilor de marfă şi a producerii prafului în timpul încărcării-descărcării navei  se urmăreşte scoaterea din folosinţă a echipamentelor cu mai mult de 10 ani de funcţionare şi înlocuirea lor cu echipamente care lucrează mult mai curat; folosirea unor tehnologii curate, care se bazează pe carcasarea (închiderea) benzilor transportoare, folosirea depozitelor de tip dom etc.

        

Dintre acestea se va exemplifica un buncăr mobil de cheu (figura 26), care constituie o soluţie eficientă pentru eliminarea prafului care se împrăştie în atmosferă cu ocazia încărcării vracului solid în mijloace de transport auto.

Buncărul are o structură robustă şi se deplasează pe roţi cu pneuri. În vederea încărcării, mijlocul de transport auto intră prin partea inferioară a buncărului în zona de încărcare şi este poziţionat de operatorul din cabina de comandă, care foloseşte un microfon. Materialul vrac este încărcat automat, pe principiul curgerii unei mase mari la viteză mică, ceea ce reduce eliberarea prafului în mediul înconjurător. După cântărirea materialului, uşile benei se deschid şi marfa este deversată în spaţiul de încărcare.

În zona din jurul buncărului efectele negative ale eliminării prafului sunt reduse de către

sistemele speciale ale instalaţiei. Astfel, graiferul 1 se deschide în interiorul unei camere de descărcare, ceea ce reduce împrăştierea mărfurilor şi eliberarea de praf în atmosferă. Graiferul are o suprafaţă protejată împotriva lovirilor importante. Grătarul 2 are rolul de a împiedica pătrunderea obiectelor străine şi de a ajuta la mărunţirea bulgărilor de marfă. Impurităţile din aer şi praful sunt filtrate de filtre speciale, iar aerul curat este reciclat în atmosferă.

Instalaţia este mobilă, permite vehiculelor auto să intre şi să plece din zona de încărcare, iar operatorul are vizibilitate completă asupra operării, din cabina de conducere. Avantajele instalaţiei sunt: reducerea prafului generat la descărcarea vracului din graifăr până la valori admisibile; încărcarea eficientă a camioanelor deschise; aspiră praful, îl filtrează şi eliberează aerul curat în atmosferă; previne supraîncărcarea mijloacelor de transport auto.

2. Echipamente ecologice pentru depozitarea vracului uscat

Depozitarea permite acumularea de cantităţi mari de marfă şi asigură securitatea acestora. Tipul de depozit şi sistemul de recuperare a mărfurilor din depozit se aleg în funcţie de mai mulţi factori: tipul mărfurilor; cantitatea de mărfuri de depozitat; suprafaţa disponibilă de depozitare; starea solului şi cerinţele pentru fundaţie. Depozitele pentru mărfuri vrac sunt adaptate mărfurilor înmagazinate, existând silozuri pentru cereale, ciment, îngrăşăminte; depozite în aer liber pentru minereuri, cărbune, cocs etc.

Depozitarea cărbunelui în depozitele portuare în aer liber (halde) prezintă pericolul de autoaprindere, care este cu atât mai mare cu cât procentul de substanţe volatile este mai mare. Cel mai periculos din acest punct de vedere este cărbunele brun. Pentru împiedicarea autoaprinderii se realizează o înălţime redusă a haldei (8…10 m), se compactează marfa în timpul depozitării în haldă cu ajutorul compactoarelor pe pneuri şi se păstrează cărbunele în stare udă.

În perioada actuală, depozitele deschise pentru mărfurile care provoacă praf sunt considerate inacceptabile din punct de vedere a poluării mediului, în locul acestora folosindu-se tot mai mult depozitele de tip dom.

a) Domuri pentru depozitarea vracului uscat

         Domurile se folosesc pentru înmagazinarea mărfurilor vrac, precum ghips, cocs, îngrăşăminte chimice, ciment etc., constituind o alternativă eficientă la tradiţionalul siloz vertical.     

         Faţă de silozurile convenţionale (orizontale sau verticale) domurile prezintă mai multe avantaje:

sunt mai ieftine;

pot fi dotate cu sisteme automate de recuperare;

se pretează bine pentru cantităţi mari de mărfuri de acelaşi tip (ex. pentru 8000-100.000 tone ciment);

au posibilitatea ca prin pereţi despărţitori să separe între ele produsele depozitate;

au posibilitatea ca prin pereţi despărţitori să separe între ele produsele depozitate;

sunt construite din beton, pe fundaţii simple;

betonul nu arde şi nu rugineşte;

depozitul poate fi umplut aproape în întregime, acoperindu-se chiar echipamentul de recuperare;

sunt foarte rezistente;

capacitatea lor de a rezista încărcăturilor depozitate pe înălţimea pereţilor minimizează diametrul domurilor şi spaţiul pe care îl ocupă;

construcţie rapidă;

fundaţie simplă;

permite controlul temperaturii şi umidităţii;

sunt tot mai des întâlnite în porturi. 

După forma lor, domurile pot fi cu profil semisferic, numite silozuri – dom  sau cu profile joase, asa cum se observa in figura 27.

In care:

1- nava; 2-tubulatură flexibilă de absorbţie; 3-braţ basculant cu tubulatura de absorbţie;

4-mecanism de basculare a braţului; 5-structura metalică de susţinere; 6-bandă transportoare orizontală; 7-elevator cu cupe; 8-bandă transportoare de descărcare; 9-filtru recuperator;

10-rezervor tip cupolă;11-apărătoare; 12-guri de descărcare; 13-sistem de golire prin absorbţie

14- sistem de direcţionare; 15-instalaţie pneumatică de absorbţie.

Introducerea mărfurilor în dom se poate face atât de la navă cât şi de la mijloacele de transport auto sau de cale ferată, prin cădere, pe la partea superioară. Figura 27 permite urmărirea procesului tehnologic de descărcare a mărfurilor vrac de la navă şi depozitarea lor în rezervorul semisferic. Scoaterea (recuperarea) mărfurilor din dom este mai complicată şi se poate face prin diverse sisteme, folosindu-se de la încărcătoare frontale (în domuri de mici dimensiuni) până la sisteme automate de recuperare. Pentru scoaterea mărfurilor din depozit în vederea transportării la beneficiari, rezervorul semisferic este prevăzut cu un sistem de descărcare constând din gurile de descărcare 12 şi tubulatura de golire prin absorbţie 13 situate la partea inferioară a depozitului, de unde marfa este direcţionată la nivelul solului 14 şi, pneumatic, poate fi încărcată în mijloace de transport specializate auto sau de cale ferată.

Sistemul de depozitare prezentat are multe avantaje, dintre care: elimină împrăştierea mărfurilor şi producerea prafului; capacitate mare; oferă o foarte bună protecţie materialului depozitat, inclusiv împotriva umezelii; permite o recuperare de 100% a materialului depozitat şi automatizarea completă, fără personal în rezervor.

b) Domuri pentru depozitarea cimentului

Cimentul constituie o marfă ale cărei caracteristici (pulverulentă, produce mult praf la manipulare, trebuie ferită de umezeală) reclamă manipularea pneumatică prin tubulaturi speciale, instalaţii portuare de depozitare şi manipulare speciale, precum şi mijloace de transport specializate.

Cimentul este afectat negativ de umezeală, care îl supune fenomenului de tasare. De aceea, acoperişul domului este etanş pentru apă şi elimină condensul, iar izolaţia sa previne variaţia temperaturii, care poate determina degradarea produselor depozitate. Majoritatea domurilor care înmagazinează ciment sunt dotate cu filtre şi sisteme de colectare a prafului.  

Un sistem ecologic modern de depozitare a cimentului în terminalele portuare specializate îl constituie cel cu rezervoare semisferice (domuri) -  adecvat înmagazinării unui singur sortiment de marfă, în cantitate mare.

In care:

1-uşă de acces; 2-recuperator cu şurub melc;                  3-suportul podului; 4-sistemul de încărcare a domului; 5-cablu pentru ridicare; 6-plarformă de observaţie şi access; 7- coloana centrală-centrul de conducere a echipamentului ;

8-camera de comandă; 9-acces; 10-colector de praf;         11-platforma de observaţie şi mentenanţă;                  12-depozit;

13-coloana centrală; 14-centrul de rotire a coloanei;

 15-sistem pneumatic auxiliar ; 16- tunel de descărcare; 17-valve de control a fluxului de material;

18-sistem de descărcare cu bandă transportoare;

 19-transportor de descărcare; 20- guri de descărcare în caz de urgenţă

Astfel, capacitatea acestor rezervoare este cuprinsă între 2000…8000 t, dimensiunile de gabarit fiind de aproximativ 54 m diametrul şi 32 m înălţime. Pentru manipularea cimentului în interiorul depozitelor se folosesc sisteme mecanice (transportoare cu şurub melc, cu bandă, elevatoare cu cupe, gravitaţionale) precum şi sisteme pneumatice absorbante, refulante şi mixte.

Încărcarea cimentului în dom (figura 28) se face pe la partea superioară, unde ajunge prin sistemul de încărcare 4 format dintr-un transportor cu bandă.

Pentru scoaterea (recuperarea) cimentului din dom, acesta este adus în partea inferioară centrală a domului de către un recuperator mecanic cu şurub-melc 2. De aici, printr-un sistem de descărcare cu bandă situat în tunelul de descărcare 16,  marfa este deplasată în afara  domului.

Un sistem automatizat nu necesită personal în interiorul domului în timpul operaţiei de recuperare, care  se desfăşoară în trei faze:

în prima fază a ciclului de recuperare nu se utilizează şurubul–melc, căci materialul alunecă  către centrul domului;

în a doua fază materialul este recuperat printr-o combinaţie de două mişcări: sub acţiunea şurubului - melc recuperator şi a gravitaţiei;

în faza a treia, şurubul-melc trage materialul rămas către centrul sistemului de descărcare.

Sistemul de recuperare a mărfurilor depozitate poate fi cu sau fără tunel, cel din urmă prezentând câteva avantaje: elimină canalul subteran şi problemele asociate; reduce încărcările pe sol; schimbarea configuraţiei generale permite eliminarea suportului de bază, reducând costurile de echipament. Încărcarea-descărcarea domului se pot face simultan. Pentru a se asigura fluidizarea traficului în condiţii de protecţie a mediului, a apărut nevoia automatizării activităţilor ce se desfăşoară în terminalele de ciment, iar apariţia domurilor ca loc de depozitare a cimentului constituie în prezent soluţia optimă. Capacităţile mari de stocare, eficienţa în exploatare, utilizarea eficientă a spaţiului de depozitare, precum şi sistemele automatizate de introducere şi scoatere a cimentului în/din domuri, constituie avantajele acestor tipuri de depozite.