Statii intensive si extensive de epurare a

apelor uzate menajere

Dinu Gabriela

IDRD 744

Cuprins

1. Apa

2. Variante tehnologice intensive de epurare a apelor uzate municipale

3. Procedeele de epurare mecanică

4. Epurarea mecano – chimică

5. Epurarea mecano – biologică

6. Contactori biologici rotativi (Biodiscuri)

7. Câmpuri de irigare şi filtrare

8. Filtre de nisip

9. Procedeul de epurare aerob cu nămol activ, în regim continuu, cu recirculare

10. Procedeul discontinuu de operare cu nămol active

11. Procedeul de epurare biologică cu biofiltru sau aerofiltru

12. Câmpuri de infiltrare –percolare

13. Filtre cu vegetaţie cu flux vertical

14. Filtre cu vegetaţie cu flux orizontal

15. Lagune naturale (iazuri de stabilizare)

16. Iazurile biologice

17. Tipuri caracteristice de stații de epurare compacte

18. Statie de epurare de tip Resetilovs

19. Stație de epurare tip Dauser-Conara

20. Concluzii

21. Bibliografie

Apa

Apa naturală este o sursă hotărâtoare în drumul spre un viitor durabil. În ciclul

hidrologic, apa reprezintă baza producţiei de alimente, a comerţului, a necesităţilor umane şi a

nenumăratelor ecosisteme acvatice. Sursa naturală de apă este finită, în timp ce cerinţa de apă

este în permanentă creştere, datorită dezvoltării activităţii umane din ultimele decade.

Una dintre problemele majore ale omenirii o constituie, în prezent, poluarea. Este evident

că mediul natural se deteriorează încetul cu încetul şi că sistemele ecologice nu se mai pot

adaptala presiunea factorilor antropici, autoreglarea ecosferei nemaifiind posibilă.

Apa, cu formula moleculară H2O, este singura substanţă naturală care există în trei stări

de agregare: gazoasă, lichidă şi solidă, în domeniul normal de temperatură. La temperatura

camerei, apa este incoloră, inodoră şi fără gust. La presiune atmosferică normală (1 atm) fierbe

la100 ºC (212 ºF) şi îngheaţă la 0 ºC (32 ºF). Apa este un compus foarte stabil, dar poate fi

descompusă prin electroliză, cu degajare de hidrogen şi oxigen.

In general apele utilizate de om, indiferent in care din scopuri, se incarcă cu diferite

elemente fizice, chimice, biologice schimbandu-le compoziţia, rezultand fenomenul de

POLUARE.

Calităţile organoleptice ale apei potabile sunt imprimate de prezenţa in apă a unor

elemente naturale sau poluante (substanţe organice, anorganice, microorganisme).

In apă se desfăşoară o serie de reacţii chimice datorită compuşilor care pot

reacţiona. Reacţiile din mediul acvatic sunt de trei tipuri:

- oxidare şi reducere

- acid şi bază

- complecşi intre compuşi organici şi anorganici

In funcţie de prezenţa compuşilor organici şi anorganici in apă , apa poate fi

clasificată in:

- apă foarte bună rezultand apă potabilă printr-o tratare simplă;

- apă de categoria a doua rezultand apă puţin contaminată, dar care poate fi prelucrată in

vederea obţinerii apei potabile printr-un proces mai complex;

- apă inadecvată pentru obţinerea apei potabile.

Procesul de epurare constă in indepărtarea din apele uzate a substanţelor toxice, a

microorganismelor, in scopul protecţiei mediului inconjurător (emisar, in primul rand, aer,

sol); o epurare corespunzătoare trebuie să asigure condiţii favorabile dezvoltării in

continuare a tuturor folosinţelor (alimentări cu apă, piscicultură, agricultură). Evacuarea

apelor uzate neepurate in mod corespunzător poate prejudicia, printre altele, in primul

rand, sănătatea publica. Ca o primă măsură STAS 1481-76, prevede ca apele uzate sa fie

evacuate intotdeauna in aval de punctele de folosinţă. De asemenea, STAS 4706-74

stabileşte o serie de condiţii tehnice de calitate care trebuie să le indeplinească amestecul

dintre apa uzată şi a emisarului in aval de punctul de evacuare a apelor uzate, astfel incat

folosinţele in aval să nu fie afectate. Epurarea apelor uzate se realizează in staţii de

epurare; acestea fac parte integrantă din canalizarea oraşului sau industrie, mărimea lor

fiind determinată de gradul de epurare necesar, de debitele şi caracteristicile apelor uzate

şi ale emisarului, de folosinţele prezente si viitoare ale apei.

Apa este un lichid incolor, fără miros, fără gust, inodoră, insipidă, ingheaţă la

temperatura de 0oC, fierbe la temperatura de 100oC,pana la temperatura de +4oC işi măreşte

constant densitatea 1 g/cm3 , după care se micşorează(apa işi măreşte volumul la

solidificare), la 25oC, densitatea este de 0,997 g/cm3. Gheaţa pluteşte pe apă, ceea ce face

posibilă viaţa acvatică, deoarece sub stratul de gheaţă se găseşte un strat de apă, densitatea

gheţi este de 0,917 g/cm3. Omologi apei , H2S, H2Se, H2Te, sunt substanţe gazoase in

condiţii obişnuite. Apa reprezintă o serie de proprietăţi fizice care o deosebesc de celelalte

hidruri din perioada a 2-a. Aceste proprietăţi sunt cunoscute sub numele de ,,anomaliile

proprietăţilor fizice ale apei”.

In zilele noastre in ţări dezvoltate există sisteme performante de canalizare şi in mediul

rural, in schimb in mari oraşe din lumea a treia fecalele sunt in continuare depuse pe stradă,

unde sunt spălate de ploi, consumate de porci sau caini sau uscate de soare şi transformate

in praf.

Variante tehnologice intensive de epurare a apelor uzate municipale

Epurarea apelor uzate se poate realiza prin metode ce se bazează pe procese fizice,

chimice şi biologice, care diferă funcţie de tipul poluanţilor şi concentraţia lor in apa uzată.

Se poate face o clasificare a acestor metode luand in considerare tipul procesului care stă la

baza metodei de epurare:

· Epurare mecanică

· Epurare chimică

· Epurare biologică

· Epurare avansată

sau considerand operaţiile şi procesele unitare necesare pentru a realiza indepărtarea

poluanţilor, intr-un anumit stadiu al sistemului de epurare in:

· Epurare primară

· Epurare secundară

· Epurare terţiară (avansată)

Procedeele de epurare mecanică

Asigura retinerea, prin procese fizice, a substantelor poluante sedimentabile din

apele uzate, folosind in acest scop, constructii si instalatii in a caror alcatuire difera

marimea suspensiilor retinute. Astfel, pentru retinerea corpurilor si suspensiilor mari se

folosesc gratare si site; in unele situatii de scheme de epurare, aceasta operatie se numeste

epurare preliminara. Pentru separarea, prin flotare sau gravitationala, a grasimilor si

emulsiilor care plutesc in masa apei uzate, se folosesc separatoare de grasimi, iar

sedimentarea sau decantarea materiilor solide, in suspensie separabile prin decantare, are

loc in deznisipatoare, decantoare, fose septice etc. Acest procedeu de epurare este folosit

frecvent in epurarea apelor uzate menajere, constituind o etapa intermediara de realizare

totala a epurarii apelor, indeosebi pentru localitatile in care statia de epurare se construieste

simultan cu canalizarea localitatii.

Epurarea mecanică constă in reţinerea prin procedee fizice a substanţelor insolubile

care se află in apele uzate. Metoda este larg folosită in epurarea apelor uzate menajere ca

epurare prealabilă sau ca epurare unică in funcţie de gradul de epurare necesar impus de

condiţiile sanitare locale, adică după cum ea trebuie să fie urmată sau nu de alte trepte de

epurare. Se obişnuieşte insă ca la toate staţiile de epurare – indiferent de gradul de epurare

necesar – să se prevadă epurare mecanică, deoarece prin aceasta se poate realiza o

simţitoare reducere a substanţelor in suspensie şi creşterea productivităţii instalaţiilor de

epurare.

schema de epurare mecanica

Epurarea mecano – chimică constă în reţinerea substanţelor în suspensie, coloidale şi

dizolvate prin tratarea apelor uzate cu substanţe chimice (reactivi). Procedeele folosite

sunt: neutralizarea, diluarea, coagularea şi altele care reduc concentraţia substanţelor

conţinute în apele uzate. Epurarea chimică este însoţită este de obicei şi de o epurare

mecanică, aceasta fiind alcătuită din grătare, decantoare, centrifuge şi de aceea metoda

poartă denumirea de epurare mecano – chimică. La apele uzate menajere epurarea chimică

se aplică la dezinfectarea apelor epurate parţial prin alte metode, la coagularea nămolurilor,

la dezinfectarea instalaţiilor, etc. Tot printre aceste metode de epurare mecano – chimice

trebuie incluse şi metodele electrolitice. Metoda constă în trecerea unui curent electric prin

apa uzată. Ionii de electrolit care se formează se colectează în mod corespunzător spre

electrozi, care se fac din oţel, şi cu care intră în combinaţie; se formează oxizi de fier care

acţionează ca un coagulant. Epurarea chimică se face cu clor gazos sau hipoclorit de calciu,

ceea ce va duce la instalaţii diferite.

Epurarea mecano – biologică foloseşte activitatea unor microorganisme pentru oxidarea şi

mineralizarea substanţelor organice aflate in apa uzată.Epurarea biologică este precedată in

mod obişnuit de epurare mecanică, necesitatea acesteia nefiind impusă de fenomenele

biologice, ci de faptul că măreşte productivitatea intregii instalaţii de epurare.

Bacteriile folosite in epurarea biologică diferă in funcţie de tipul apei uzate. Astfel, pentru

apele uzate menajere, epurarea biologică se bazează pe bacterii aerobe care preiau din aer

sau din apă oxigenul de care au nevoie, ceea ce implică o bună aerare, capabilă să

furnizeze oxigenul necesar. Mineralizarea substanţelor organice din apele uzate se poate

realiza de asemenea in condiţii anaerobe prin procese de reducere, insă necesită mai mult

timp, se produc mirosuri neplăcute şi de aceea acest procedeu poate fi utilizat in locuri

izolate care să nu creeze folosinţelor vecine nocivităţi necorespunzătoare.

Epurarea biologică poate fi realizată prin două grupe mari de construcţii şi anume:

- Construcţii in care epurarea se petrece in condiţii apropiate de cele naturale; intre

acestea se incadrează campurile de irigaţii, iazurile biologice şi campurile de infiltraţii.

- Construcţii in care epurarea biologică se realizează in condiţii create artificial sub

acţiunea bacteriilor aerobe puternic alimentate cu oxigen şi anume: filtre biologice numite

biofiltre şi bazine cu nămol activ numite şi aerotancuri; la apele uzate menajere, această

epurare se face intr-una sau cel mult două trepte. In construcţiile din prima treaptă se

realizează o epurare foarte inaintată 99-99,5[%] astfel incat apele pot fi vărsate direct in

emisari.

Contactori biologici rotativi (Biodiscuri)

O altă tehnologie ce poate fi utilizată pentru fixarea bacteriilor este cea cu discuri

rotative. Dezvoltarea microorganismelor are loc pe aceste discuri cu formarea unui biofilm.

Discurile sunt parțial imersate, rotația acestora permițând biomasei sa fie oxigenată.

Pentru acest tip de instalație sunt necesare următoarele:creșterea graduală a vitezei de rotație

pentru a evita desprinderea biomasei de pe discuri;marime suficientă a suprafeței discurilor;

Câmpuri de irigare şi filtrare

Instalaţia de epurare completă are o treaptă fizică destinată reţinerii corpurilor şi particulelor

sedimentabile şi o alta pentru finalizarea procesului de epurare. Treapta a doua utilizează

suprafeţe de teren destinate irigării în scopuri agricole sau special pentru epurarea apelor

încărcate biologic – câmpuri de filtrare. De regulă, cele două câmpuri sunt asociate, câmpurile

de filtrare fiind utilizate în perioadele de ploaie, iarna sau atunci când nu este necesară irigarea.

Aşadar, câmpurile de irigare utilizează apele în scopuri agricole, iar câmpurile de filtrare,

asociate primelor, sunt folosite numai pentru epurare. Această tehnologie se poate folosi atunci

când zona se caracterizează prin precipitaţii scăzute şi dacă apa uzată conţine substanţe

fertilizante şi fără ioni de metale grele.

Filtre de nisip

Filtrele de nisip sunt destinate numai epurării apelor uzate. Apele uzate se scurg prin solul

nisipos cu intemitenţă lăsând posibilitatea aerisirii acestuia. Aplicarea acestei tehnologii impune

existenţa unui sol nisipos.

Conductele de apă uzată se amplasează pe digurile care înconjoară parcelele de nisip. Fiecare

parcelă se umple cu apă uzată timp de 5…15 minute, până la o înălţime de 50…100 mm, ceea ce

corespunde cu 500…1000 m3/ha, de mai multe ori pe zi. Se realizează, astfel, o încărcare

superficială de 0

-a infiltrat apa în nisip se scoate

parcela din funcţiune, se aşteaptă uscarea şi se îndepărtează nămolul format. După un timp de

exploatare de 10…15 ani stratul de nisip este complet colmatat şi se înlocuieşte nisipul sau se

abandonează filtrul.

Procedeul de epurare aerob cu nămol activ, în regim continuu, cu recirculare

Dacă apa uzată menajer sau o altă apă cu încărcare organică este aerată, după un interval de timp,

se formează flocoane brune care sedimentează în momentul întreruperii oxigenării şi agitării.

Perioada de apariţie a flocoanelor sedimentabile, de culoare galben-brun până la brun-negru,

variază de la 3…6 zile la câteva săptămâni. Apa uzată, (fig.3.7) după o decantare prealabilă, intră

într-un bazin – bazin de aerare – unde este supusă contactului cu flocoanele de nămol activ. În

prezenţa oxigenului insuflat şi a nutrienţilor se desfăşoară procesul biochimc de degradare a

substanţelor organice. Ca urmare se sintetizează un material celular nou care trebuie separat în

decantorul secundar. O parte din nămolul separat se recirculă, iar cealaltă se îndepărtează, ca

nămol în exces, din decantor la gospodăria de nămol.

Procesul de epurare biologică cu nămol activ presupune următoarele: 1. realizarea contactului

dintre nămolul activ şi apa uzată decantată în prezenţa nutrienţilor – azot şi fosfor; 2.

omogenizarea şi amestecarea continuă a amestecului polifazic pentru reducerea gradienţilor de

concentraţie şi realizarea contactului pe o perioadă de timp necesară procesului de mineralizare a

materiei organice; 3. separarea nămolului activ de soluţia apoasă şi reîntoarcerea unei părţi din

nămol în bazinul de aerare; 4. extragerea nămolului excedentar şi îndepărtarea lui din sistem

astfel ca în aerotanc să se realizeze concentraţia prescrisă de nămol. Agenţii de inhibare ai

procesului cu nămol activ sunt: petrolul, cromul, arsenul, cianurile, detergenţii. Creşterea

cantităţii de biomasă în procesul cu nămol activ permite realizarea eficienţei de epurare la

îndepărtarea substanţelor organice.

Procedeul discontinuu de operare cu nămol active

Denumit şi procedeul cu încărcare secvenţială sau procedeul cu lagună hibridă el apelează la

metoda nămolului activ în regim discontinuu. Se utilizează un singur bazin în care se introduce

apa uzată decantată şi unde vine în contact cu nămolul activ.

În raport cu procedeul de epurare biologică cu nămol activ cu alimentare continuă acesta are

următoarele avantaje: a) o mai mare flexibilitate în strategia de operare; b) se elimină necesitatea

clarificării ulterioare a efluentului şi evident dispare necesitatea staţiei de repompare a nămolului

recirculat; c) populaţia eterogenă – mixtă – din reactorul biologic poate să fie expusă la variaţii

mari ale încărcării organice. Instalaţia este simplă, uşor de exploatat şi nu conduce la obţinerea

de nămol activ în exces. Metoda conduce la un consum redus de energie (consum specific 18…5

W/m3 pentru aerare) şi are un randament foarte bun de degradare a compuşilor pe bază de

carbon, dar şi pentru denitrificare (circa 99%) şi de eliminare a fosforului (circa 70%).

Sistemul lagunei hibride funcţionează discontinuu pe cicluri (4 cicluri pe zi) cu următoarele faze

pe ciclu: a) admisia apei uzate în bazin – 0,5 ore – care conduce la ocuparea a 25% de apă şi 75%

nămol în bazin; b) aerarea şi agitarea amestecului polifazic pe o perioadă de 3 ore; c)

sedimentare 2 ore; d) evacuarea apei epurate, a efluentului, pe 0,5 ore cu descărcarea a 25% din

volumul bazinului.

Bazinul este de formă cilindro-conică cu centrul mult mai adâncit astfel încât să reţină nămolul şi

să poată să-l recircule pe verticală. Bazinul este mult mai adânc decât în cazul lagunei aerate;

adâncimea poate ajunge până la 10 m funcţie de performanţele echipamentului de oxigenare

amplasat direct în zona cea mai de jos. Forma bazinului, înclinarea pereţilor laterali şi

caracteristicile de bază ale nămolului activ permit recircularea flocoanelor.

Procedeul de epurare biologică cu biofiltru sau aerofiltru

Biofiltrul sau filtrul bacterian este un sistem utilizat curent în tehnica epurării biologice aerobe.

Biofiltrul se amplasează în schema de epurare după decantorul primar.

Biofiltrul, (fig.3.21), este alcătuit dintr-o construcţie din beton, cu înălţimea cuprinsă între 1…4

m, în care se introduce un material brut, dur, rugos, impermeabil. Materialul, cu dimensiunea

optimă între 40…80 mm (3), umple spaţiul construcţiei din beton armat (1). În zona de suprafaţă

se pot pune particule mai mici 30…50 mm, iar la fund mai mari de 60…100 mm, depuse pe un

planşeu drenant, realizat din prefabricate, care susţine materialul granular. Apa uzată, decantată

în prealabil, intră pe conducta (7) şi este repartizată uniform pe suprafaţa biofiltrului datorită

distribuitorului (2). Repartiţia apei se face intermitent astfel încât, între udări, să se permită

circulaţia aerului atmosferic în scopul oxigenării.

Procedee de epurare extensive

Procedeele extensive de epurare sunt procedee de purificare a apelor uzate care sunt foarte

apropiate de procesele naturale de purificare a apelor (procese de autoepurare) la care, după cum

s-a arătat anterior, rolul principal îl joacă microorganismele (bacteriile). În mod natural, în masa

de apă impurificată se găsesc alge microscopice care utilizează energia (radiaţia) solară pentru a

produce prin fotosinteză oxigenul necesar culturilor bacteriene, care se găsesc dispesate sau

fixate pe diferiţi suporţi în apa supusă procesului, pentru a realiza purificarea apelor printr-un

proces biologic. De aceea procedeele extensive de epurare prezintă marele avantaj că în marea

lor majoritate, nu au nevoie de un aport exterior de energie pentru desfăşurarea proceselor de

lucru, fiind astfel extrem de economice. De asemenea instalaţiile (sistemele) extensive de epurare

prezintă avantajul unor eficienţe foarte ridicate de îndepărtare a încărcărilor organice şi

nutrienţilor din apa supusă tratamentului furnizând efluenţi de foarte bună calitate, care pot fi

deversaţi fără nici un pericol în cursurile de ape naturale. Un alt avantaj, deloc neglijabil, al

sistemelor extensive de epurare a apei este acela că acestea au un aspect foarte natural (nu aspect

de instalaţie industrială), încadrându-se perfect în peisajul natural, fără a-l afecta cu nimic.

Dezavantajul principal al sistemelor extensive de epurare îl constituie faptul că acestea sunt

eficiente doar la debite reduse ale influenţilor de apă uzată procesaţi, cu încărcări poluante, de

asemenea, foarte reduse.

Astfel instalaţiile extensive cu biomasa bacteriană sub formă de peliculă biologică sunt

următoarele:

- câmpuri de infiltrare –percolare;

- filtre cu vegetaţie cu flux vertical;

- filtre cu vegetaţie cu flux orizontal.

Instalaţiile extensive cu biomasa bacteriană sub formă de nămol activ sunt următoarele:

- lagune naturale (cu microfite);

- lagune naturale cu macrofite;

- lagune aerate.

Câmpuri de infiltrare –percolare

Câmpurile de infiltrare- percolare sunt instalaţii extensive cu biomasa bacteriană aerobă sub

formă de peliculă fixată pe un mediu granular cu granulaţie mică, care realizează epurarea apelor

prin intermediul a două procese principale, şi anume:

- filtrarea superficială a apei supuse tratamentului, prin care suspensiile solide sunt înlăturate

prin reţinere la suprafaţa şi în porii patului filtrant;

- fermentarea aerobă a încărcării poluante dizolvate a apei supuse tratamentului, prin care

materia organică dizolvată precum şi azotul amoniacal şi organic sunt transformate biochimic de

către o peliculă biologică de bacterii aerobe care se formează pe suprafeţele particulelor

materialului granular al paturilor filtrante, mai ales la suprafaţa, dar şi în interiorul acestora; de

fapt paturile filtrante de material granular devin adevărate reactoare biologice care oferă o zona

de suport cu suprafaţă foarte mare pentru formarea peliculei biologice;

Un pat de infiltrare-percolare este compus din (vezi figura 7.2): sistemul de distribuţie al influentului

de apă uzată, format dintr-o reţea de conducte peforate, stratul de infiltrare din material granular

şi sistemul de colectare a apei purificate, format dintr-o reţea de conducte de drenaj plasată într-un

strat de piatră selectată plasat sub stratul de material granular. Dacă terenul de bază pe care se

construieşte patul de infiltrare este impermeabil, atunci patul de infiltrare este realizat direct pe

terenul de bază, fără nici un fel de izolaţie (vezi figura 7.2 a), în timp ce dacă terenul de bază pe care

se construieşte patul de infiltrare este permeabil, atunci patul de infiltrare se izolează faţă de

terenul de bază cu o membrană impermeabilă (vezi figura 7.2 b).

Filtre cu vegetaţie cu flux vertical

Filtrele cu vegetaţie cu flux vertical (vezi figura 7.3) sunt instalaţii extensive cu biomasa bacteriană

aerobă sub formă de peliculă fixată pe materialul granular al unor straturi succesive de umplutură

(pietriş sau nisip, de regulă cu granulaţii diferite, în funcţie de încărcarea poluantă a apei uzate

tratate), plasate într-o excavaţie neizolată, dacă este realizată în teren impermeabil, sau

impermeabilizată cu geomembrană izolatoare, dacă este realizată în sol permeabil. Pe suprafaţă

stratului granular al filtrului este plantată şi se dezvoltată o cultură de plante specifice mlaştinilor

(de exemplu: stuf, papură, etc.).

În cadrul acestui tip de instalaţie epurarea apelor se realizează printr-un complex de procese,

mecanice, chimice şi biologice şi anume:

- filtrarea apei supuse tratamentului, prin straturile de umplutură ale filtrului (proces mecanic);

- adsorbţia unor compuşi ai încărcării poluante a apelor uzate, de către mediul poros adsorbant

constituit de materialul granular al straturilor de umplutură (proces chimic);

- fermentarea aerobă a încărcării poluante dizolvate, de natură organică a apei supuse

tratamentului, produsă de biomasa bacteriană aerobă fixată sub formă de peliculă biologică pe

granulele straturilor de umplutură (proces biologic);

- sintetizarea de către vegetaţia filtrului, prin absorbţie de către sistemele radiculare ale

plantelor, a unei părţi din încărcarea poluantă a apei uzate supusă tratamentului, ca atare sau

descompusă de către pelicula biologică din umplutura filtrului, cum ar fi de exemplu: absorbţia

nutrienţilor (N, P), dar a altor compuşi poluanţi (proces biologic).

Filtre cu vegetaţie cu flux orizontal

Filtrele cu vegetaţie cu flux orizonal (vezi figura 7.5), sunt instalaţii extensive cu biomasa

bacteriană aerobă sub formă de peliculă fixată pe un material granular de umplutură, plasate tot

în excavaţii oarecum asemănătoare cu cele ale filtrelor cu vegetaţie cu flux vertical, însă cu

anumite particularităţi, şi anume: în timpul funcţionării stratul de material granular de umplutură

este permanent aproape complet saturat cu apa supusă tratamentului (adică este inundat până la

câţiva centimetri de suprafaţă); influentul de apă uzată este introdus în instalaţie pe la un capăt,

printr-un sistem de distribuţie îngropat în umplutură, care realizează o administrare uniformă a

acetuia pe întreaga secţiunea transversală a patului de umplutură, după care apa supusă

procesului de lucru al instalaţiei se deplasează gravitaţional către celălalt capăt al instalaţiei,

datorită pantei radierului, pe o direcţie practic orizontală, efluentul purifiact fiind colectat la

capătul opus al instalaţiei într-un sistem de evacuare plasat pe radierul instalaţiei, într-un canal de

drenaj umplut cu pietriş, format dintr-o gură colectoare, cuplată la o conductă care este conectată

la un sifon special, care permite ajustarea înălţimii la care se face deversarea (evacuarea)

efluentului; este evident deci, că poziţia la care se realizează deversarea efluentului determină

poziţia nivelulului apei în patul de umplutură, în aşa fel, încât acesta să fie cât mai complet

imersat în perioada de funcţionare a instalaţiei

Dimensionarea sistemelor extensive cu filtre cu vegetaţie cu flux orizonal a fost făcută pe cale

empirică pe baza rezultatelor care se aşteptată de la acest proces purificare, şi anume:

- pentru încărcări iniţiale cu materii organice ale influentului între 150 - 300 mg/l CBO5, valorile

de dimensionare pentru suprafeţele plantate sunt în jur de 5 m2/locuitor echivalent echivalent al

localităţii sau obiectivului deservite de sistemul extensiv de epurare cu filtre cu vegetaţie cu flux

orizontal;

- pentru încărcări iniţiale cu materii organice ale influentului între 300 - 600 mg/l CBO5 (valori

care corespund în mare măsură apele uzate urbane actuale), valoarea de dimensionare a

suprafeţei cultivate a filtrului este de 10 m2/locuitor echivalent (corespunzător metodei daneze

de dimensionare);

- pentru tratarea apelor provenite din precipitaţii (ape meteorice) valoarea de dimensionare a

suprafeţei cultivate a filtrului este în jur de 0,5 m2/locuitor echivalent.

Lagune naturale (iazuri de stabilizare)

La modul general, lagunele sunt instalaţii extensive în care în apa uzată supusă tratamentului este

purificată (epurată) de încărcarea poluantă organică prin acţiunea biologică a unor culturi

bacteriene, în principal, de tip aerob, care sunt dispersate în apa supusă tratamentului. Oxigenul

necesar procesului de fermentare aerobă poate proveni, în funcţie de împrejurări, din surse

naturale sau artificiale, modul de aerare dând chiar denumirea tipului de instalaţie instalaţie

extensivă, care poate fi cu lagune naturale sau cu lagune aerate. De regulă, după finalizarea

tratamentului de epurare biologică, cultura bacteriană este separată din apa purificată prin

sedimentare în bazine de decantare, de asemene naturale, denumite lagune de sedimentare.

Sistemele extensive cu lagune naturale (denumite şi iazuri de stabilizare) sunt sisteme de lagune

în care oxigenul necesar dezvoltării şi menţinerii biomasei de bacterii aerobe este produs, pe cale

naturală, prin fotosinteza de către o biomasă de alge microscopice care se dezvoltă în stratul de

apă din lagună din vecinătatea suprafeţei libere (oglinzii) a apei, care este expus radiaţiei

(luminii) solare (vezi schema din figura 7.6).

De menţionat că aceste procese biologice naturale se desfăşoară relativ lent, şi de aceea, pentru a

se obţine un grad satisfăcător de purificare al apei supuse procesului, este nevoie de un timp de

retenţie mare. De obicei sistemele extensive cu lagune naturale sunt formate din mai multe

lagune (bazine) plasate în serie prin care apa supusă tratamentului circulă succesiv. În practică,

configuraţia de sistem cu lagune naturale cel mai frecvent întâlnită este cea cu 3 bazine. Cu toate

acestea, utilizând o configuraţii ale sistemelor cu 4 - 6 bazine, pe lângă obţinerea unei purităţi

avansate a efluentului, se realizează şi o dezinfecţie mai profundă a efluentului.

În măsura în care nu dezinfectarea apei este preocuparea principală, utilizarea sistemelor cu trei

lagune, asigura un bun nivel de fiabilitate de funcţionare pentru eliminarea încărcării organice a

apei uzate. În cadrul acestor sisteme, rolurile fiecăruia dintre diferitele bazine sunt următoarele:

- primul bazin asigură, mai presus de toate, o reducere însemnată a încărcării organice a apei

uzate;

- al doilea bazin asigură eliminarea azotului şi fosforului (nutrienţilor);

- al treilea bazin rafinează (finisează) tratamentul aplicat apei uzate în bazinele anterioare şi face

sistemul fiabil, în cazul unor defecţiuni apărute la primele două bazine sau în timpul lucrărilor de

întreţinere a sistemului.

Adâncimea primului bazin al sistemului cu lagune naturale trebuie să fie astfel adoptată încât să

se respecte urmatoarele:

- evitarea creşterii şi dezvoltării în bazin a unor forme superioare de plante acvatice;

- obţinerea unui maxim de penetrare a luminii în bazin în scopul oxigenării volumului de apă;

La proiectarea bazinelor 2 şi 3 din sistemul de lagune naturale, se impune ca bazinele să aibă

dimensiuni similare, iar pentru stabilirea suprafeţei totale a celor două bazine se consideră o

valoare de dimensionare de 5 m2/locuitor echivalent al localităţii sau obiectivului deservite de

sistemul extensiv de epurare cu lagune naturale. De asemenea se impune ca adâncimea apei în

cele două bazine trebuie să fie de cca. 1 metru (± 0,2 m). Forma de ansamblu a bazinelor poate

varia în conformitate cu anumite constrângeri topografice sau pe baza recomandărilor din

certificatul de urbanism, în scopul integrării adecvate în peisaj.

În scopul unei funcţionări corespunzătoare, sistemele extensive cu lagune naturale, pe lângă

amsamblurile de bazine, sunt este dotate şi cu o treaptă preliminară mecanică compusă dintr-o

instalaţie de sitare (pentru înlăturarea suspensiilor grosiere din apa uzată supusă tratamentului).

Iazurile biologice

Iazurile biologice, denumite şi iazuri de oxidare sau lagune sunt bazine naturale sau artificiale de

mică adâncime 1…2 m şi cu suprafaţă mare în plan. Această formă geometrică conduce la

volume mari de apă care, în raport cu debitul, oferă timpi lungi de retenţie 2…30 zile. În aceste

bazine apar procese naturale de degradare a substanţelor organice, de sedimentare (limpezire), de

dezinfectare în care factorul uman intervine parţial în proces.

Înainte de a intra în iaz apa uzată trece printr-o treaptă de epurare fizică dotată cu grătare,

separator de grăsimi, deznisipator, decantor. Eficienţa treptei primare este hotărâtoare pentru

valorile gradului de epurare a apei. Funcţiile unui iaz biologic pot fi multiple:

- Asigurarea epurării apelor uzate – el există ca instalaţie unică de purificare;

- Treaptă secundară sau terţiară într-o instalaţie care are şi o parte fizică de epurare;

- Bazin de egalizare uniformizare a concentraţiilor şi debitelor;

- Bazin de sedimentare suplimentară pentru finisarea clarificării.

În funcţie de caracterul procesului care se desfăşoară în iaz se poate face următoarea clasificare a

bazinelor:

- Iazuri aerobe – procesul de degradare se desfăşoară în întregul volum de apă din bazin,

caracterizat prin adâncime mică;

- Iazuri facultativ aerobe/anaerobe în care apar concomitent procese de degradare în regim de

oxidare a substanţelor organice şi de fermentaţie (lacuri cu adâncime mare);

- Iazuri aerobe de mare încărcare în care se realizează o stabilizare aerobă completă a

materiilor organice.

Alegerea se face în funcţie de teren (cost şi amplasare) şi de performanțele solicitate.

Din punctul de vedere al modului cum se asigură oxigenarea lagunelor acestea pot fi: a) lagune

naturale la care apar procese de reaerare naturală; b) lagune aerate – oxigenarea se realizează cu

echipamente mecanice.

Factorii care influenţează procesul sunt: forma şi adâncimea iazului, condiţiile climatice

(temperatura, precipitaţiile, vântul, stratul de gheaţă de la suprafaţă, luminozitatea etc.),

compoziţia şi concentraţia apei etc.

Tipuri caracteristice de stații de epurare compacte

Stațiile de epurare compacte s-au dezvoltat în următoarele condiții:

- necesitatea reducerii suprafețelor de teren ocupate;

- asigurarea condițiilor pentru preuzinare, execuție rapidă, automatizare și centralizare;

- îmbunătățirea calității execuției;

Schemele tehnologice cuprind : treaptă de pre – epurare : degrosisare, decantoare

primare; tehnologia cu peliculă fixată (filtre biologice percolatoare, cu discuri, submersate);

tehnologia cu peliculă în suspensie (BNA, cu/ fără nitrificare – denitrificare , cu/ fără aerare

prelungită); tehnologii cu operare secvențială (SBR) în care se elimină decantoarele secundare;

Schemele tehnologice pentru stațiile de epurare compacte se completează în funcție de:

- prelevarea apelor uzate de la sistemele de fose septice; se prevăd bazine speciale de

preluare a volumelor din fosele septice și sisteme de preluare în stații de epurare care

să evite supraîncărcarea influentului;

- influenți cu variații mari de încărcări;

- descărcarea apelor uzate epurate după o prealabilă dezinfecție (în general UV) impusă

de condițiile de calitate ale receptorului sau de soluția de reutilizare a apelor

epurate.

Avantajele stației de epurare compacte tip Resetilovs :

· permite ape uzate cu încărcări organice cu variații mari ( ± 10 % variații zilnice,

± 20 % variații orare );

· asigură elimnarea compușilor fosforului și azotului;

· cantitatea de nămol redusă ( de câteva ori mai redusă față de epurarea cu nămol activ –

BNA );

· execuție în perioade scurte;

· înlăturarea mirosurilor la evacuarea aerului, acesta fiind trecut prin filtru de

dezodorizare;

Dezavantajele stațiilor de epurare Resetilovs:

· consumuri energetice spre limita superioară admisă ( 0,7 – 1 kWh/m3 apă epurată );

· pentru gama de debite mari ( > 2.000 m3 /zi ) ocupă spații mari;

Stație de epurare tip Dauser-Conara

Schema tehnologică prezentată în figura asigură epurarea biologică într-un reactor

cu membrane submersate ( UF ).

Stația de epurare cuprinde:

- modul compact de degrosisare: grătar des și deznisipator – separator de grăsimi;

- bazin de omogenizare ( volum 20 % din Quz,zi,max );

- reactorul biologic cu pachete de membrane prevăzut în amonte cu zonă anaerobă

(anoxică) pentru nitrificare – denitrificare;

Concluzii:

Folosirea staţiilor de epurare compacte este impusă de necesitatea rezolvării problemei

în folosinţe cu un număr mic de l.e. cum sunt: şcoli, tabere, campinguri, hoteluri, moteluri,

hanuri, cabane, case particulare, parcuri industriale, localităţi până la 10.000 locuitori şi care

nu sunt încorporate unei aglomerări care dispune de o staţie de epurare. În categoria staţiilor

de capacitate mică sunt cuprinse două categorii: staţii de epurare foarte mici: Qu zi max < 5 l/s şi

staţii de epurare mici: Qu zi max = 5 l/s....50 l/s.

Pentru stabilirea performanţelor staţiilor de epurare compacte am urmărit funcţionarea

staţiilor compacte cu peliculă fixată, folosite pentru epurarea apelor uzate în aplicaţii diferite:

• epurarea apelor uzate rurale;

• epurarea apelor uzate din Parcurile industriale;

• epurarea apelor uzate de la o fabrică de ţigarete unde modului biologic

cu peliculă fixată este folosit ca treaptă de epurare avansată.

Sunt prezentate normele tehnice, hotărârile şi standardele naţionale ce reglementează

condiţiile de descărcare în mediul natural a apelor uzate epurate.

Epurareabiologică în toate staţiile compacte prezentate se realizează fie cu masă biologică în

suspensie(nămol activat) fie cu masă biologică fixată (peliculă biologică). În treapta de epurare

biologică se urmăreşte îndepărtarea substanţelor organice şi a azotului prin procese denitrificare

– denitrificare şi a fosforului prin procese chimice. Unele staţii de epurare compacte nu au

prevăzută decantarea secundară (Resetilovs) deoarece în treapta de epurare biologică se produce

o cantitate foarte mică de masă biologică în exces, altele prevăd decantor secundar clasic (Bio

Cleaner, Adipur).

Bibliografie:

-Blitz E. – Epuarea apelor uzate menajere şi orăşeneşti, Editura Tehnică Bucureşti, 1966.

-Chiriac V. – Instalaţii pentru epurarea apelor uzate reziduale, Editura Tehnică, Bucureşti, 1966.

-Dima. M. – Epurarea apelor uzate urbane, Editura Junimea Iaşi, 1998.

-Ghederim V. – Condiţionarea nămolurilor, în protecţia, tratarea şi epurarea apelor, Editura

Tehnică, Bucureşti, 1975.

-Neculescu M. – Epurarea apelor uzate orăşeneşti, Editura Tehnică,Bucureşti, 1974.

-Robescu Dan, Robescu Diana, Lanyi S., Ionel C. – Tehnologii, instalaţii şi echipamente pentru

epurarea apei, Editura Tehnică, Bucureşti,2000.

-Robescu Dan Robescu Diana. – Instalaţii şi ehipamente pentru epurarea apei, Curs Lito, U.P.B.,

1995.

-Robesen D. – Tehnologii, instalaţii şi echipamente pentru epurarea apei, Editura Tehnică,

Bucureşti, 2000.

-Rojanschi V., Ognea T. – Cartea operatorului din staţiile de tratare şi epurare a apelor, Editura

Tehnică, Bucureşti, 1989.