Managementul deseurilor de tip namoluri

UNIVERSITATEA PETROL GAZE PLOIETI

FACULTATEA TEHNOLOGIA PETROLULUI I PETROCHIMIE

SPECIALIZAREA: INGINERIA PROTECIEI MEDIULUI

MODALITATI DE RECICLARE A NAMOLURILOR DE LA STATIILE DE EPURARE

TEHNICI DE RECICLARENDRUMTOR PROIECT:

STUDENT:

Dr. Ing. STANICA D. STOICA CLAUDIA-CATALINA

ANUL I; MASTER; GRUPA B;

2009 - 2010

I. INTRODUCERE Atat industria cat si consumatorii casnici sunt generatori de cantitati insemnate de ape uzate care necesita tratamente specifice pentru indepartarea poluantilor, pana la nivelele admise de reglementarile privind protectia mediului in vederea deversarii in apele receptoare (emisari).

Procesul de epurare consta in indepartarea din apele uzate a substantelor toxice, a microorganismelor etc., in scopul protectiei mediului inconjurator (emisar in primul rand, aer, sol etc.); o epurare corespunzatoare trebuie sa asigure conditii favorabile dezvoltarii in continuare a tuturor folosintelor (alimentari cu apa, piscicultura, agricultura etc.).

Epurarea apelor uzate se realizeaza in statii de epurare; acestea fac parte integranta din canalizarea orasului sau industriei, marimea lor fiind determinata de gradul de epurare necesar, de debitele si caracteristicile apelor uzate si ale emisarului, de folosintele prezente si viitoare ale apei etc.

Produsul final al epurarii este apa uzata epurata; iar ca subproduse se obtin gazul metan si namolul. Gazele produse prin fermentare sunt folosite de obicei pentru incalzirea bazinelor de fermentare, a locuintelor sau pentru producerea de forta; rareori sunt folosite drept carburant. Energia obtinuta ca urmare a folosirii gazului este in general suficienta pentru exploatarea unei statii de epurare biologica.

Namolul poate foarte bine inlocui in agricultura balegarul; daca insa distanta de transport este mare, rentabilitatea sa scade. Uneori este mai avantajos sa se fabrice chiar in statia de epurare un ingrasamant uscat, indeosebi atunci cand valoarea de fertilizare este mare, urmand a fi transportat ulterior. Prepararea si folosirea unui ingrasamant bogat in humus, rezultat al amestecului namolului fermentat cu gunoi menajer, este de asemenea o forma avantajoasa de valorificare a namolului. Deoarece namolul, la fel ca si apa uzata, contine organisme patogene, se impune un control sanitar permanent, ori de cate ori se recurge la valorificarea namolului. Din namolurile active se produce vitamina B-12, penicilina si alte antibiotice.

II. LEGISLATIA NATIONALA SI EUROPEANA

- directiva cadru privind deeurile este 75/442/EEC amendat cu 91/156/EEC, transpus n legislaia romneasc prin Legea 42/2001 - " Legea deeurilor;

- directiva 86/278/CCE privind protectia mediului si in special a solurilor, cind se utilizeaza namoluri de la statiile de epurare a fost transpusa prin OM 49/2004 pentru aprobarea Normelor Tehnice privind protectia mediului si in special a solurilor cind se utilizeaza namoluri de epurare in agricultura. Acest ordin a fost modificat in luna octombrie 2004 prin ordinul 334/2004 privind protectia mediului si in special a solurilor, cind se utilizeaza namoluri de la statiile de epurare.Obiectivele Directivei sint urmatoarele: Reglementeaza utilizarea namolurilor de epurare in agricultura in asa mod incat sa seprevina efectele nocive asupra solurilor, vegetatiei, animalelor si omului, incurajand utilizarea lor corecta. Stabileste valori limita obligatorii pentru metalele grele (cadmiu, cupru, nichel, plumb,zinc, mercur) in namoluri si in sol. Utilizarea namolurilor trebuie interzisa cand concentratia acestor metale in sol depaseste valorile limita. Incurajeaza valorificarea namolurilor de epurare in agricultura cu conditia ca ele sa fie utilizate in mod corect, tinand seama de faptul ca utilizarea lor nu trebuie sa dauneze calitatii solului si productiei agricole. Limiteaza cantitatea de metale grele adaugate la solul cultivat, fie prin stabilirea unor cantitati maxime ale aportului de namoluri utilizate pe an, fie avand grija ca valorile limita ale concentratiei de metale grele in namolurile utilizate sa nu depaseasca valorile limita pentru cantitatile de metale grele ce pot fi adaugate pe sol pe baza unei medii de 10 ani. Stabileste obligativitatea ca namolurile sa fie tratate inainte de a fi utilizate inagricultura. Pot fi autorizate in anumite conditii utilizarea namolurilor netratate, fara riscpentru sanatatea omului si sanatatea animalelor, daca ele sunt injectate sau ingropate in sol. Utilizarea namolurilor trebuie sa fie efectuata in conditii care garanteaza protectia solului, apelor de suprafata si subterane. Necesitatea controlarii calitatii namolurilor si solului peste care sunt folosite si astfel sa se faca analiza lor.Ordinul 344/2004 are ca rol valorificarea potentialului agrochimic al namolurilor de epurare, prevenirea si reducerea efectelor nocive asupra solurilor, apelor, vegetatiei, animalelor si omului, astfel incit sa se asigure utilizarea corecta a acestora.Acest ordin stabilieste: Valorile pentru concentratiile de metale grele (cadmiu, cupru, nichel, plumb, zinc simercur) in solurile pe care se aplica namoluri, concentratiile de metale grele din namolurisi cantitatile maxime anuale ale acestor metale grele care pot fi introduse in solurile cu destinatie agricola. Interzicerea utilizarea namolurilor atunci cand unul sau mai multe metale grele din soluri depaseste valorile limita pe care le stabilesc si necesitatea de a lua masuri pentru asigurarea ca aceste valori limita sa nu fie depasite ca urmare a utilizarii namolurilor. Obligativitatea de reglementare a utilizarii namolurilor in asa fel incat acumularea demetale grele in soluri sa nu conduca la o depasire a valorilor limita. Astfel se vor stabili:cantitatile maxime de namoluri exprimate in tone materie uscata care poate fi aplicata pesol pe unitatea de suprafata si pe an, in acelasi timp cu respectarea valorilor limita pentru concentratia de metale grele in namoluri. Este necesar sa se respecte valorile limita pentru cantitatile de metale introduse in soluri pe unitatea de suprafata si pe unitatea de timp. Obligativitatea ca namolurile sa fie tratate inainte de a fi utilizate in agricultura. Obligativitatea producatorilor de namoluri de epurare de a furniza utilizatorilor toate informatiile mentionate. Interzicerea utilizarii de namoluri sau livrarea de namoluri in vederea utilizarii lor: pe pasuni sau pe culturi furajere in anumite conditii pe culturile de legume si fructe in timpul perioadei de vegetatie pe solurile destinate culturilor de legume si fructe care sunt in contact direct cu solul. Obligativitatea utilizatorilor de namoluri de a tine cont de necesitatile nutritionale ale plantelor astfel incat sa nu fie compromisa calitatea solurilor, apelor de suprafata si subterane.

Inregistrarea cantitatilor de namoluri produse, compozitia si caracteristicile namolurilor,tipul de tratament efectuat, precum si numele si adresele destinatarilor de namoluri silocurile de utilizare a namolurilor. Aceste registre sunt la dispozitia autoritatilorcompetente.Cooperarea intre institutiile implicate, intre producatori si utilizatori de namoluri privind tratarea apelor reziduale, gestiunea deseurilor si agricultura, in vederea atingerii scopurilor propuse prin actul normativ.Alte directive naionale privind managementul deeurilor sunt:

HG 162/2002 privind depozitarea deeurilor;

HG 128/2002 privind incinerarea deeurilor;

HG 123/2003 privind aprobarea Planului National de Gestionare a deeurilor;

HG 6856/2002 privind evidena gestionrii deeurilor.III. SURSE DE DESEURIDeeurile apar ca rezultat al activitii omului, iar reciclarea, tratarea i depozitarea lor reprezint una dintre cele mai actuale probleme economice i ecologice ale societii contemporane. Dezvoltarea economic i social durabil fr deteriorarea calitii mediului impune un management adecvat al deeurilor fr epuizarea resurselor naturale.

Gestionarea corect a deeurilor, care prin natura lor reprezint att o surs de poluare, ct i un izvor de materii prime seculare, trebuie realizat n mod integrat, cu nelegerea consecinelor pe termen lung a deciziilor adoptate. n legtur cu aceasta, tendinele actuale privind abordarea problemei deeurilor trebuie s in cont de urmtoarele aspecte:

- micorarea cantitii de deeuri;

- evitarea polurii mediului.

Nmolurile rezultate din statiile de epurare orsenesti sunt considerate deseuri si intr sub incidenta reglementrilor referitoare la deseuri. Acestea provin din diferite etape ale proceselor de epurare.

Din punct de vedere fizic, nmolurile provenite din epurarea apelor uzate se consider sisteme coloidale complexe, cu compoziii eterogene, coninnd particule coloidale (d < 1 ), particule dispersate (d = 1 - 100 ), agregate, material n suspensie etc., avnd un aspect gelatinos i coninnd foarte mult ap. Din punct de vedere tehnologic, nmolurile se consider ca faz final a epurrii apelor, n care sunt nglobate produse ale activitii metabolice, materii prime, produi intermediari i produse finite ale activitii industriale.Apele uzate contin materii organice si minerale in suspensie, coloidale si in solutie, de asemenea organisme, in special bacterii si protozoare, care constituie sursa principala de energie care este pusa la dispozitia transformarilor de natura biochimica a materiilor organice. Unele bacterii insa, prin prezenta lor in apa uzata, constituie un continuu pericol, putand provoca imbolnaviri grave. Indepartarea sau stabilizarea materiilor nocive de tot felul din apa uzata se realizeaza in instalatiile statiei de epurare in care au loc procesele mentionate.

Schemele tehnologice aplicate pentru epurarea apelor uzate industriale i oreneti, din care rezult nmoluri se pot grupa n trei mari categorii: epurarea mecanica, epurarea mecano-chimic i cele privind epurarea mecano - biologic. n fig. 1,2,3 si 4 se prezint principalele surse de nmol n cadrul schemelor de epurare menionate.Procedee de epurare mecanica (figura 1)

Aceste procedee au ca scop:

- retinerea corpurilor si suspensiilor mari, realizata in gratare, site, cominutoare, dezitegratoare etc.;

- flotarea (separarea) grasimilor si uleiurilor, realizata in separatoare de grasimi si in decantoare cu dispozitive de retinerea grasimilor si uleiurilor;

- sedimentarea sau decantarea materiilor solide in suspensie separabile prin decantare, realizata in deznisipatoare, decantoare, fose septice etc.;

prelucrarea namolurilor rezultate.

Fig 1 - Schema epurrii mecanice a apelor uzate

Procedee de epurare mecano-chimica (figura 2)

Aceste procedee se bazeaza indeosebi pe actiunea substantelor chimice asupra materiilor solide in suspensie separabile prin decantare, bacteriilor etc. si au ca scop:

- coagularea materiilor solide in suspensie, realizata in instalatii de coagulare (camere de preparare si dozare, amestec si reactie);

- epurarea mecanica dupa cum s-a aratat mai inainte;

clorarea apelor uzate, realizata in statii de clorare si bazine de contact.

Fig. 2 - Schema epurrii mecano - chimice a apelor uzate

Procedee de epurare mecano-biologice (figura 3 si figura 4)

Aceste procedee se bazeaza pe actiune comuna a proceselor mecanice, chimice si biologice si au ca scop:

- epurarea naturala a apelor uzate si namolurilor, realizate in modul urmator: pentru apele uzate, pe campuri de irigare si filtrare, iazuri biologice etc.; pentru namoluri, in bazine deschise pentru fermentarea namolului;

epurarea artificiala a apelor uzate si namolurilor realizata: pentru apele uzate in filtre biologice de mare si mica incarcare, in bazine cu namol activ de mare si mica incarcare, in aerofiltre, filtre biologice scufundate, filtre biologice turn etc.; pentru namoluri, in fose septice, concentratoare (ingrosatoare) de namol, bazine pentru fermentarea namolului, platforme pentru uscarea namolului, filtre presa, filtre cu vacuum, centrifuge, incineratoare de namol etc.

Fig. 3 - Schema epurrii mecano - biologice a apelor uzate

Fig. 4 - Schema epurrii mecano - biologice artificiale a apelor uzate

Retinerea corpurilor si suspensiilor mari este cunoscuta sub numele de epurare preliminara; indepartarea materiilor solide in suspensie separabile prin decantare, cu sau fara ajutorul substantelor de coagulare, prin flotare, sedimentare, coagulare, constituie epurarea primara sau mecanica; indepartarea materiilor solide in solutii si in special a celor organice este cunoscuta sub numele de epurare secundara sau biologica; combinatia intre epurarea primara si secundara este cunoscuta sub numele de epurare complexa.

In ce priveste eficienta randamentul diferitelor instalatii, el este de obicei exprimat prin posibilitatea acestora de a reduce materiile organice (exprimate prin CBO5), materiile in suspensie separabile prin decantare si bacterii (tabel 1).

Tabel 1 Eficienta constructiilor de epurare

Procedee de epurare si constructiile respectiveEficienta [%]

CBO5Materii solide in suspensie separabile prin decantareBacterii

Mecanice:

Gratare, site, etc.

Deznisipatoare, decantoare5-10

25-405-20

40-7010-20

25-75

Mecano-chimice:

Instalatii de coagulare + decantoare

Statii de clorare (apa bruta sau decantata)

Idem (apa epurata biologic)50-85

15-30

-70-90

-

-40-80

90-95

98-99

Mecano-biologice naturale:

- decantoare + campuri de irigare si filtrare etc.90-9585-9595-98

Mecano-biologice artificiale:

Decantoare primare si secundare + filtre biologice de mare incarcare etc.

Idem + filtre biologice de mica incarcare etc.

Idem + bazine cu namol activ de mare incarcare etc.

Idem + bazine cu namol activ de mica incarcare etc.65-90

80-95

50-75

75-9565-92

70-92

75-85

85-9570-90

90-95

70-90

90-98

Valorile din tabel depind de numerosi factori, dintre care se mentioneaza:

- supraincarcarea instalatiilor, care conduce la scaderea eficientei;

- incarcarea cu materii solide in suspensie separabile prin decantare, care conduce atunci cand incarcarea este mare la eficiente mari in decantoare si mici in instalatiile de epurare biologica;

- incarcarea si cantitatea de ape care se intorc in statie, rezultate de la bazinele de fermentare a namolului, platformele de uscare a namolului etc.

Daca se ia drept baza caracteristicile apelor uzate si eficientele medii inscrise in tabel, dupa epurarea completa, apa uzata trebuie sa aiba urmatoarele caracteristici: CBO5 15-20 mgf/dm3; materii in suspensie separabile prin decantarea 20-30 mgf/dm3.

V. COMPOZITIA CHIMICA A NAMOLURILORCompoziia medie a nmolurilor este urmtoarea:

Substan uscat

28 - 47%

Substan organic

37 - 74%

Azot total

1.7 - 3.5%

P2O5

1.1 - 2.7%

K2O

0.05 - 0.7%

CaO

2.6 - 6.3%

In ceea ce priveste compozitia namolurilor folosite in agricultura, provenite de la statiile industriale, acestea sunt prezentate in tabelul de mai jos.Tabel 2. - Compozitia si unele caracteristicile ale namolurilor de la separatoarele API

CARACTERISTICIEmulsii de suprafata

(cu suspensii solide) *Namol depus pe fundul bazinului

Compozitia

(substanta anhidra)C: 56,3 72,9 % gr.

H: 9,8 12,1 % gr.

S: 0,3 0,7 % gr.

Cenusa: 0,3 10,5 % gr.C: 24,3 67,8 % gr.

H: 2,56 10,2 % gr.

S: 0,4 1,2 % gr.

Cenusa: 46,0 48,0 % gr.

Umiditatea40 80 % vol.37,2 65 % vol.

Puterea calorica inferioara1967 4512 kcal/kg1260 3670 kcal/kg

Densitatea 930 971 kg/m31095 1120 kg/m3

* Emulsiile colectate la separatorul API contin in multe cazuri suspensii solide fine (particule de cocs, praf de catalizator, mal, etc.), aceasta impune arderea lor in incineratoarele de namol.

Tabel 3. - Compozitia si unele caracteristicile ale namolurilor de la flotatia cu aer dizolvat

CARACTERISTICINamol flotatie (amestec

material plutitor + namol

depus pe fundul bazinului)**

Compozitia

(substanta anhidra)C: 44,8 52,3 % gr.

H: 3,2 5,3 % gr.

S: 0,9 1,0 % gr.

Cenusa: 45,00 50,1 % gr

Umiditatea94,2 96,8 % vol.

Puterea calorica 1026 1220 kcal/kg

Densitatea1010 1030 kg/m3

** Namolurile colectate de la flotatia cu aer dizolvat sunt alcatuite din material plutitor (cca 17 20 %) si namol depus pe fundul bazinului (cca. 80 83 %).

Tabel 4. Compozitia si unele caracteristicile ale namolurilor rezultate din treapta de tratare biologica

CARACTERISTICINamol biologic

Compozitia

(substanta anhidra)C: 44,8 52,3 % gr.

H: 3,2 5,3 % gr.

S: 0,9 1,0 % gr.

Cenusa: 45,00 50,1 % gr

Umiditatea98,6 99,2 % vol.

Puterea calorica inferioara33 66 kcal/kg

Densitatea1003 1004 kg/m3

VI. Caracteristicile namolurilor

VI.1. Caracteristicile generale ale namolurilorPrincipalele tipuri de nmol ce se formeaz n procesele de epurare a apelor uzate sunt:- nmol primar, rezultat din treapta de epurare mecanic;

- nmol secundar, rezultat din treapta de epurare biologic;

- nmol mixt, rezultat din amestecul de nmol primar i dup decantareasecundar, obinut prin introducerea nmolului activ n exces n treaptamecanic de epurare;- nmol de precipitare, rezultat din epurarea fizico-chimic a apei prinadaos de ageni de neutralizare, precipitare, coagulare - floculare.Dup stadiul lor de prelucrare n cadrul gospodriei de nmol, se pot clasifica: nmol stabilizat (aerob sau anaerob);

nmol deshidratat (natural sau artificial);

nmol igienizat (prin pasteurizare, tratare chimic sau compostare);

nmol fixat, rezultat prin solidificare n scopul imobilizrii compuilortoxici; cenu, rezultat din incinerarea nmolului;

Namolurile provenite din decantoarele primare sunt de culoare cenusie deschis si au un miros aproape insensibil. Materii fecale, hartii, plastice, resturi vegetale etc sunt prezente in acestea. Namolul nu-si pierde umiditatea usor si este lipicios; poate fi uscat daca este intins in straturi subtiri pe pltforme asezate in aer liber, producand insa mirosuri neplacute. Apa rezultata din namol este tulbure si miroase urat. Aceste namoluri fermenteaza repede in bazinele de fermentare a namolului sau in decantoarele cu etaj (Imhoff). Daca fermentarea a fost bine facuta, namolul este negru are aspect granular si are numai un usor miros, care nu este prea suparator; pH este in jur de 7. Namolul fermentat se usuca mai repede decat cel nefermentat, daca este asezat pe platforme de nisip in aer liber. Dupa 15 zile, chiar si mai putin, in functie de temperatura exterioara, daca straturile de namol nu au fost mai groase de 15-20 cm, namolurile devin manipulabile cu lopata. Daca este intins intr-un vas plat alb, emailat, se observa la suprafata namolului o serie de linii albe; este apa din namol care isi cauta un drum spre exteriorul probei de namol. Acesta este un test simplu privind drenabilitatea si stadiul de fermentare a namolului.

Namolurile provenite din decantoarele dupa precipitarea chimica imprumuta de obicei culoarea de la substantele chimice folosite. Mirosul, datorita substantelor chimice, este mai putin pronuntat in comparatie cu cel al namolului rezultat de la decantarea primara; in rest are in general aceleasi caracteristici.

Namolurile provenite din decantoarele secundare dupa filtrele biologice este de culoare maronie si floculent. Namolurile din filtrele biologice de mica incarcare, care contin numerosi viermi morti si are un miros puternic, isi pierde greu apa si de aceea trebuie sa fie intotdeauna fermentat. Practica actuala de a fermenta acest namol impreuna cu namolul din decantoarele primare este aplicata aproape in toate statiile de epurare, rareori se trimite la fermentare numai namolul din decantoarele secundare. Namolurile provenite din decantoarele secundare dupa bazinele cu namol activ sunt la fel de floculente ca si cele din filtrele biologice si de asemenea se deshidrateaza greu in aer liber, chiar daca sunt intinse in straturi subtiri. Namolul provenit din bazinele cu namol activ in care epurarea s-a desfasurat in conditii bune, este de culoare maronie-galbuie si are miros de pamant. Se descompune usor daca temperatura este ridicata; se poate descompune si singur, in bazinele de fermentare a namolului, insa de obicei este amestecat cu namolul din decantoarele primare.VI. 2. CARACTERISTICI FIZICO CHIMICEPentru caracterizarea nmolurilor se apeleaz la:

indicatori generali (umiditate, greutate specific, pH, raport mineral volatil, putere caloric etc.); indicatori specifici (substane fertilizante, detergeni, metale, uleiuri igrsimi etc.) n funcie de proveniena apei uzate industriale.

Datorit naturii complexe a nmolurilor, indicatorii generali i specifici se completeaz cu ali parametri ce caracterizeaz modul de comportare a nmolurilor la anumite procese de prelucrare (fermentabilitate, filtrabilitate, compresibilitate, flotabilitate).

Principalele caracteristici fizico-chimice ale nmolurilor care prezint interes n tehnologia de prelucrare i evacuare sunt analizate n cele ce urmeaz.

Umiditatea sau coninutul de ap

Aceasta variaz n limite foarte largi, n funcie de natura nmolului (mineral sau organic), de treapta de epurare din care provine (primar, secundar, de precipitare etc.).Umiditatea sau continutul de apa al namolurilor, in %, este de mare importanta pentru adoptarea procedeelor de prelucrare (fermentare, deshidratare etc.) si transport. Umiditatea se determina prin stabilirea pierderii in greutate a namolului, ca urmare a evaporarii lui in etuva, la temperatura de 105oC, pana la completa uscare. In acest caz :

Umiditatea [%] = ;Astfel materialele grosiere reinute pe grtare i site au umiditate de 60%, nmolul primar proaspt 95-97%, nmolul activ n exces 98-99,5% i nmolul de precipitare 92-95%. n practica prelucrrii nmolului este important a cunoate modul de legare a apei i energia necesar pentru ndeprtare.

De cele mai multe ori se obisnuieste ca in loc de umiditate sa se dea continutul in materii solide totale (in suspensie si dizolvate) ale namolului.

Greutatea specific a nmolului

Aceasta depinde de greutatea specific a substanelor solide pe care le conine, de umiditatea lor i de proveniena nmolului n cadrul staiei: nmolul primar brut are o greutate specific de 1,004-1,010 t/m3, nmolul activ excedentar are valori mai mici, n jur de 1,001 t/m3, iar dup ngroare 1,003 t/m3.Mineral i volatil n substan uscat

Acesta este un criteriu de clasificare a nmolurilor (nmol organic n care M / V < 1 i nmol anorganic n care M/V > 1)i un criteriu de selecie a procedeelor de prelucrare, ntruct un nmolul organic este putrescibil i se are n vedere mai nti stabilizarea sa mai ales pe cale biologic (fermentare anaerob, stabilizare aerob), pe cnd nmolul anorganic se prelucreaz prin procedee fizico-chimice (solidificare, extracie de componente utile etc.).

Culoarea si mirosul. Aceste doua caracteristici sunt bine de a fi discutate impreuna, deoarece furnizeaza in general primele informatii asupra starii namolului. Namolurile proaspete au o culoare cenusie-deschis sau galbuie. Namolurile care au fermentat complet au o culoare neagra (datorita sulfurilor de fier) si miros de gudron. Namolurile stabilizate aerob (in bazine cu namol activ cu oxidare totala) au o culoare maronie si miros de humus; ele pot fi deshidratate in aer liber in circa doua saptamani fara a produce miros.

Rezistena specific la filtrare i compresibilitate

Aceti parametrii reprezint unii dintre cei mai importani parametri pentru deshidratarea nmolurilor i instrumente de apreciere a condiionrii nmolurilor. Rezistena specific la filtrare se caracterizeaz cu relaia:

r = (2 b P A)/ (c );n care: r - rezistena specific la filtrare, n cm/g;

P - diferena de presiune aplicat, n dyn/cm2;

A - suprafaa de filtrare, n cm2;

-vscozitate dinamic a filtratului (la temperatura probei), n g/cm s;

b - panta dreptei din reprezentarea grafic a raportului t/v v, n s/cm6;c - concentraia de solide n turb, n g/cm3.Pentru determinarea experimentale a rezistenei specifice la filtrare se msoar volumele de filtrat scurse la anumite intervale de timp ntr-o instalaie special de laborator, prin filtrare la diferen de presiune negativ sau pozitiv.

Puterea caloric a nmolului

Puterea calorica poate fi determinata in mod aproximativ in functie de materiile solide totale organice, uscate (numite si materii volatile), continute in namol, conform tabelului 5.

Tabelul 5 - Valorile aproximative ale puterii calorice a namolului continand diferite procente de materii solide totale organice, uscate.

Materii solide totale

Organice, uscate

%Puterea calorica, in kcal/kgf materii solide totale organice uscate pentru namolurile provenite de la :

Sedimentarea primaraSedimentarea secundara dupa bazinele cu namol activ

100

90

80

70

60

50

40

306650

5850

5100

4300

3600

2800

2150

14005650

5050

4450

3850

3300

2650

2050

1500

Dupa cum se va vedea mai departe, namolurile provenite din decantoarele primare contin ( 70% materii solide totale organice, uscate, ceea ce corespunde la o putere calorica de 4300 kcal/kg. Dupa fermentare, cand continutul de materii solide totale organice, uscate, scade la ( 40%, puterea calorica se reduce la aproximativ jumatate.

In ceea ce priveste namolul provenit din decantoarele secundare dupa filtrele biologice, acesta, in general, are o putere calorica asemanatoare namolurilor provenite din bazinele cu namol activ.

Orientativ puterea calorica se determina cu relaia:PCn=SV-44,4, unde::

PCn - puterea caloric net;

SV - coninutul n substane volatile.Alte caracteristici fizice. Se determina uneori granulozitatea (construindu-se curbele granulometrice respective), compresibilitatea si viscozitatea care este deosebit de importanta la pomparea namolului.Caracteristicile chimice sunt indicatorii semnificativi ai procesului de fermentare a namolului si in masura mai mica ai celui de deshidratare.

Valoarea pH. In timpul procesului de fermentare pH trebuie sa se mentina in jur de 7; valori peste 8,5 sau sub 6,0 indica o inrautatire a procesului.

Substante fertilizante. Valoarea fertilizanta a namolului rezulta din continutul de azot, potasiu si fosfor. In general fosforul si azotul se gasesc in cantitati suficiente pentru necesitatile agriculturii; de obicei potasiul este insuficient. Experientele facute in legatura cu utilizarea namolului in agricultura au aratat ca o tona de namol fermentat si deshidratat contine o cantitate de azot echivalent cu 60 kg sulfat de amoniu si o cantitate de calciu echivalent cu 150 kg carbonat de calciu.

Fermentabilitatea. Fermentabilitatea namolului se masoara in mod conventional prin analiza fermentarii unui amestec de namol proaspat cu namol bine fermentat in aparatul din figura 5 are constata dintr-un vas in care se introduce namolul ce trebuie cercetat, un colector de gaz si un gazometru. Experientele trebuie sa se desfasoare la o temperatura constanta de 20o, si pe o perioada de cel putin o luna. Se folosesc doua parti de namol proaspat si o parete de namol bine fermentat, definite in materii solide total organice.

Conditiile de fermentare a namolului sunt determinate de cantitaea gazului, de raportul dintre substantele solide totale organice si minerale , de cantitaea de acizi volatili etc. Astfel, daca se introduce in vas namol proaspat din decantoarele primare, productia de gaz trebuie sa fie de 500-700 ml/g materii solide totale organice. Gazul trebuie sa contina ( 70% metan si 30% bioxid de carbon, in volum. Proportia intre materiile solide totale organice si cele minerale, dupa fermentare, trebuie sa fie de ( 1/3. Cantiatea de acizi volatili trebuie sa fie de ( 500 mgf/dm3 (sub 2000 mgf/dm3 si peste 300 mgf/dm3, calculate in acid acetic). In vas trebuie sa se gaseasca intotdeauna minimum 100 mgf/dm3 azot, in caz contrar acesta trebuie adaugat.

Pentru a conduce experientele in conditii ma apropiate de cele din practica, din vas se poate extrage la fiecare 10 zile o anumita cantitate de namol, care se inlocuieste apoi cu una dubla de namol proaspat. Experientele pot fi facute si cu namol proaspat, provenit din decantoarele secundare dupa filtrele biologice sau dupa bazinele cu namol activ; cantitatile de gaz vor fi insa mai mici ca cele indicate mai inainte.

Alte caracteristici chimice. Substantele toxice ca sarurile de cupru, cianurile, arsenul sau sarurile metalice pot da informatii utile asupra mersului fermentarii; cantitati importante duc la inhibarea procesului.

Grasimile, la fel ca si detregenti, in cantiati mari impiedica procesul de fermentare. Grasimi in cantitate de 7-35% din materiile solide totale sunt normale in namolul din decantoarele primare.

Acizii volatili sunt un indicator important al fermentarii.

Gazele rezultate la fermentare au o deosebita importanta.

VI.3. Caracteristici biologice i bacteriologiceNmolurile proaspete (primare i secundare) prezint caracteristici biologice i bacteriologice asemntoare cu cele ale apei supuse epurrii, cu meniunea c diminuarea lor n faz apoas se traduce cu o concentrare n faza solid.Diferitele procedee de prelucrare a nmolului, conduc i la diminuarea potenialului microbiologic al nmolului i n mod deosebit al potenialului patogen. n cadrul unor procedee de prelucrare se creeaz condiii de dezvoltare a microorganismelor capabile s transforme unele substane prezente din nmol n substane utile sau neutre n raport cu mediul nconjurtor. Astfel, n bazinul de fermentare anaerob se dezvolt microorganisme capabile de mineralizarea materiilor organice care realizeaz i o reducere relativ a potenialului patogen. n procesul de compostare, prin procese biochimice complexe se produce o humificare a materiei organice, iar datorit temperaturii se produce i o dezinfecie a nmolului. Nmolurile rezultate din epurarea unor ape uzate industriale cu potenial patogen ridicat (ferme de animale, tbcrii, abatoare etc) trebuie prelucrate n mod corespunztor. Unele categorii de ape uzate ce nu prezint un mediu prielnic de via pentru microorganisme (pH acid, prezena unor metale toxice etc) conduc la formarea de nmoluri fr potenial patogen.

Namolurile proaspete din decantoarele primare au in general aceleasi caracteristici biologice si bacteriologice ca si apele uzate. In timpul fermentarii, o parte din bacterii dispar, ramanand o cantitate importanta de bacterii patogene.

In ceea ce priveste namolul din decantoarele secundare, caracteristicile acestuia din punct de vdere biologic si bacteriologic sunt asemanatoare namolului proaspat.

In cadrul proceselor anaerobe care conduc la fermentarea namolurilor, bacteriile au o contributie importanta: - bacteriile de denitrificare dezintegreaza oxigenul legat de azot din nitriti si nitrati ; - bacteria metanului ajuta la formarea metanului si la distrugerea bacteriilor patogene etc. Bacilul tuberculozei nu este distrus prin fermentare ; - la fermentarea termofila (550) sunt distruse majoritatea bacteriilor si ouale de helminti.

VII. Procese i procedee de prelucrare a nmolului

Procesele de prelucrare a nmolurilor sunt multiple i variate, n funcie de proveniena i caracteristicile lor, dar i n funcie de modul final de evacuare. Clasificarea proceselor de prelucrare se poate face dup diferite criterii, cum ar fi reducerea umiditii, mineralizarea componentei organice etc.Nmolurile rezultate din statiile de epurare contin, att compusi cu valoare agricol (materii organice, azot, forfor, potasiu si n cantitti mici calciu, sulf si magneziu), ct si poluanti ca: metale grele, substante organice toxice si agenti patogeni. Caracteristicile nmolurilor depind de gradul de poluare si natura poluantilor din apele uzate supuse epurrii si de metodele de tratare a nmolurilor.

nainte de valorificare sau eliminare, nmolurile trebuie s fie supuse tratrii, cu scopul de a reduce continutul de ap, propriettile de fermentare si prezenta agentilor patogeni. Unele operatii de tratare se fac n statia de epurare, de exemplu ngrosarea, stabilizarea, deshidratarea, dezinfectia sau uscarea termic.

n tabelul 7. se prezint o grupare a procedeelor de prelucrare sugernd posibilitatea alegerii unei scheme tehnologice convenabile fiecrui tip de nmol i condiiilor specifice locale.Tabelul 7 - Procedee de prelucrare a nmolurilorProcedeede prelucrare a nmolului

Tip dengroareFermentareCondiionareDeshidratareUscareOxidareEvacuare

nmolOmoge-Igienizaretotalfinal

nizare

Gravita-FermentareeChimicPlatforma pt.VetreIncine-ngrmnt

ionalanaerobuscareaetajaterareagricol

PRIMARnmoluluirotative

Depozitare

FermentareTermicFiltru pres

aerobMateriale

Vacuumconstrucii

filtruAtomi-

FlotareStabilizarenghearezareOxid.Agent de

chimicCentrifugumed

SECUNDARcondiio

Tratare termicCu material inertFiltru bandConcentrator rotativUscare solarPiroliznarea solului

Centrifu-Evacuare n

gareCompostareLagunsubteran sau

DE LAren

TRATAREmediu marin

CHIMIC

VII. 1. ngroarea nmoluluiAceast metod constituie cea mai simpl i larg rspndit metod de concentrare a nmolului, avnd drept rezultat reducerea i ameliorarea rezistenei specifice la filtrare. ngroarea se poate realiza prin decantare, flotare sau centrifugare, gradul de ngroare depinznd de mai multe variabile, dintre care mai importante sunt: tipul de nmol, concentraia iniial a solidelor, temperatur, utilizarea agenilor chimici, durata de ngroare etc.

Prin ngroare, volumul nmolului se poate reduce de circa 20 de ori fa de volumul iniial, dar ngroarea este eficient tehnico-economic pn la o concentraie de solide de 8-10%.

ngroarea gravitaional se realizeaz n instalaii convenionale de tipul decantoarelor circulare, avnd radierul cu pant spre centru, dotate cu echipamente mecanice de amestec lent, pentru a favoriza dirijarea nmolului spre centru, de unde se extrage, apa separat evacundu-se pe la partea superioar.Timpul mediu de reinere a solidelor n ngrotor este de 0,5-2 zile. Se utilizeaz n mod frecvent ngrotoare cu funcionare continu, instalaiile calculndu-se la o ncrcare hidraulic de 0,6-1,2 m3/m2 h. ncrcarea cu solide este de 1,5-6,0 kg/m2h, n funcie de caracteristicile nmolului (tabelul 8).Tabelul 8 - ncrcarea i concentraia n solide la ngrotoare gravitaionale

Tipul de nmolncrcarea n solide kg/m2hConcentraia de solide n ngroat%

Nmol primar4-68-10

Nmol activ1-1,22,5-3,0

Pelicul

biologic1,5-2,07-9

Nmol primar + activ1,0-2,05-8

Nmol primar + pelicul biologic2,0-2,47-9

ngroarea prin flotare se aplic pentru suspensii care au tendina de flotare i sunt rezistente la compactare prin ngroare gravitaional.

Procesul de flotare cu aer se poate realiza prin: flotarea cu aer dispersat, flotare cu aer dizolvat sub presiune, flotare cu aer la presiune negativ i flotare biologic. Cel mai larg utilizat este procesul de flotare cu aer dizolvat sub presiune, care prin destindere la presiunea apropiat de cea atmosferic elimin bule fine (d 80 ), care se ataeaz sau se nglobeaz n flocoanele de nmol i le ridic la suprafa. Pentru asigurarea unei concentraii convenabile de materii n suspensie la alimentare, se practic recircularea unei fraciuni de efluent.

Principalii parametri ce influeneaz procesul de ngroare prin flotare sunt: presiunea, raportul de recirculare, concentraia de solide la alimentare, durata de retenie, raportul aer / solide, tipul i calitatea nmolului, ncrcarea hidraulic n solide, utilizarea agenilor chimici.

ngroarea prin centrifugare se aplic n general pentru nmolul activ n exces, atunci cnd nu se dispune de spaiu pentru alte instalaii mai puin compacte.

Utiliznd centrifuga cu transportor elicoidal se poate atinge o concentrare de solide de circa 4% i un grad de reinere a solidelor de 90%, la ngroarea nmolului activ cu adaos de floculani. innd seama de viteza de rotaie mare a echipamentului (6000 rot/min), consumul de floculani este mai mare datorit fragilitii i ruperii flocoanelor, deci costurile de exploatare sunt mai mari dect n cazul altor procedee.n tabelul 9. se prezint date comparative asupra diferitelor procedee de ngroare a nmolului.Tabelul 9 - Date comparative ntre diferite procedee de ngroare a nmoluluiTehnologiaConinut de substan uscat obinut (%)Consum de energie, kWh/m3 nmolCaracteristici

ngroare gravitaional4 - 60,1 - 0,3Simpl: costuri sczute de exploatare; necesit spaiu mare, costuri de construcii ridicate; nu este afectat de solidele prezente n nmol

ngroare prin centrifugare50,7 - 2,5Convenabil pentru nmoluri biologice (fr substane abrazive); spaiu redus i cost de construcie sczut

ngroare prin flotare4 - 60,3 - 0,6Spaiu redus; costuri de construcie mici; tehnologie sofisticat; costuri de exploatare ridicate

VII.2. Fermentarea nmolului

Fermentarea nmolului, n vederea unei prelucrri ulterioare sau a depozitrii se poate realiza prin procedee anaerobe sau aerobe - primele fiind cel mai des folosite. n procesul de fermentare, materialul organic este mineralizat, iar structura coloidal a nmolului se modific. Nmolul fermentat poate fi mai uor deshidratat, cu cheltuieli mai mici dect n cazul nmolului brut.

Produse finale ale fermentarii sunt : - materiile solide totale mai mult sau mai putin stabile, deoarece acestea mai contin inca materii organice ; -apa de namol incluzand materii solide coloidale ; -gazele de namol.Fermentarea anaerob a nmoluluiCinetica fermentrii anaerobe se desfoar sub influena a dou grupe principale de bacterii:-facultativ anaerobe, acido-productoare, care transform substaneleorganice complexe (hidrai de carbon, proteine, grsimi) n substane organice mai simple (acizi organici, alcooli, cetone etc) cu ajutorul enzimelor extracelulare;

-anaerobe, metano-productoare, care utilizeaz ca hran moleculele maisimple de substane organice i cu ajutorul enzimelor intracelulare sunttransformate n compui simpli: ap, bioxid de carbon i metan.

Viteza de reacie global este dat de faza cea mai lent, cea de gazeificare, datorit vitezei de multiplicare redus a bacteriilor i de marea sensibilitate la condiiile de mediu. Aa cum este cunoscut, din procesul de fermentare anaerob rezult gazul de fermentare combustibil (biogaz) utilizat ca surs neconvenional de energie.Factorii care influeneaz procesul de fermentare se pot grupa n dou categorii:-caracteristicile fizico-chimice ale nmolului supus fermentrii:concentraia substanelor solide, raportul mineral / volatil, raportul dintrecomponenta organic i elemente nutritive, prezena unor substane toxice sauinhibitoare etc;-concepia i condiiile de exploatare ale instalaiilor de fermentare:temperatura, sistemul de alimentare i evacuare, sistemul de nclzire, derecirculare, de omogenizare, timpul de fermentare, ncrcarea organic etc.

n afara acestor factori legai de calitatea materialului i parametrii instalaiilor, mai sunt o serie de factori la nivelul celulei, legai de echipamentul enzimatic, mult mai dificil de sesizat i dirijat, necesitnd metode de investigare deosebit de complexe.Se vor analiza civa dintre factorii de influen asupra procesului, ce pot fi dirijai n sensul dorit.

Concentraia substanelor solide din nmol trebuie s fie astfel aleas nct s asigure apa fiziologic necesar bacteriilor. Se recomand concentraii de 5-10% materii solide. Concentraii mai ridicate ale materialului, peste 12% creeaz dificulti la pompare i omogenizare.

Componenta organic a fazei solide prezint, de asemenea, importan n procesul de mineralizare i n producia gazului. Se apreciaz c o reducere minim de 50% a componentei organice asigur o stabilitate relativ a nmolului. Compoziia gazului nu este influenat de gradul de descompunere al materiei organice, ci de componentele organice.Principalele grupe de substane organice prezente n componenta volatil, cu implicaie asupra cantitii i compoziiei gazului de fermentare sunt: hidraii de carbon, proteinele i grsimile. n tabelul 10 se prezint producia specific i compoziia gazului la cele trei grupe de substane organice.

Tabelul 10 - Producia i compoziia gazului pe principalele grupe de substane organice din nmol

GrupaProducia de gaz, cm3/g substanCompoziia gazului%

Hidrai de carbon79050 CH4+50 CO2

Grsimi125068 CH4+32 CO2

Proteine70471 CH4+29 CO2

Cercetri efectuate arat c fermentarea anaerob se poate aplica pentru majoritatea substanelor organice, excepie fcnd lignina i uleiurile minerale.

Componenta mineral , n special srurile de azot i fosfor prezint importan n fermentarea anaerob. Sunt stabilite anumite rapoarte optime ntre carbon organic, azot i fosfor, o producie bun de gaz obinndu-se la raportul Corg/ Norg = 13 - 14. O serie de cationi ( Ca2+, Mg2+, Na+, K+, NH+) produc inhibarea fermentrii anaerobe la concentraii peste 10 g/l. Srurile de sodiu sunt relativ toxice fa de bacteriile metanice, astfel c n cazul de neutralizare a nmolului supus fermentrii este indicat s se evite hidroxidul de sodiu.

Influena substanelor toxice ca: nichel, crom (tri- i hexavalent), zinc, cupru, plumb etc. au efect de inhibare i dereglare a procesului de fermentare anaerob. Limitele de inhibare i dereglare a procesului sunt uneori controversate, influena toxic a metalelor fiind strns corelat cu prezena sulfurilor care produc, cu ionii metalici, complexe netoxice pentru bacterii.

n tabelul 11 se indic limitele de concentraii pentru unele substane cu efecte toxice n procesul de fermentare.

Tabelul 11 - Limitele de concentraie pentru unele substane cu influen asupra procesului de fermentare

SubstanaConcentraia mg/lSubstanaConcentraia mg/l

Sulfuri200Calciu2000-6000

Metale grele solubile1Magneziu1200-3500

Sodiu5000-8000Amoniu1700-4000

Potasiu4000-10000Amoniu liber150

O alt categorie de substane cu caracter inhibitor sau toxic sunt i unele substane organice, n concentraie mare, cum ar fi alcool metilic, etilic, propilic, izoamilic, benzen, toluen, peste 1 g/l; alcooli superiori peste 0,1 - 0,2 g/l; substane tensioactive peste 20 mg/l ,nmol. De asemenea pesticidele, n special cele organo-clorurate, produc dereglri n procesul de fermentare.

Influena pH-ului . Fermentarea anaerob se desfoar n condiii optime la pH = 6,8 - 7,6, interval n care producia i compoziia gazului sunt normale. Modificarea pH-ului apare la modificarea calitii nmolului de alimentare sau la exploatarea incorect a instalaiei

Influena temperaturii. n general, fermentarea anaerob se poate realiza ntr-un interval larg de temperatur, ntre 4 i 60C, cu aclimatizarea microorganismelor n anumite zone de temperatur. Viteza de mineralizare este influenat de temperatur, n sensul creterii duratei de mineralizare cu scderea temperaturii.

Din punct de vedere termic, procesele de fermentare anaerob se pot clasifica n trei categorii:- fermentare criofil (fr nclzire) la temperatura mediului ambiant;

- fermentare mezofil (32-35C);- fermentare termofil (55C).n practic este larg aplicat fermentarea mezofil.Fermentarea termofil, dei prezint unele avantaje, ca reducerea duratei de fermentare i deci a volumului instalaiilor, este totui rar utilizat, ntruct implic consumuri suplimentare de energie caloric (mai ales n perioada de iarn) i formeaz cruste i spume n bazine.Microorganismele care particip la procesul de fermentare i, ndeosebi, cele metanice, sunt foarte sensibile la variaii de temperatur chiar de 2-3C, intervalul de temperatur i meninerea ei ntr-un regim constant reprezentnd factori importani ai procesului. nclzirea rezervoarelor de fermentare la temperaturile proiectate se face, n principal, cu schimbtoare de cldur exterioare, care asigur i o omogenizare a nmolului, precum i o prenclzire a nmolului brut.Amestecul - recircularea - inoculare are ca scop principal amestecul nmolului fermentat de la baza rezervorului de fermentare cu cel de la suprafa, prin aceasta obinndu-se o mai rapid degradare a substanei organice, respectiv o mai rapid terminare a fermentrii.Cercetri recente asupra mecanismelor de degradare i conversie a materiei organice din nmol au pus n eviden ci de stimulare a procesului de fermentare prin factori exogeni. Astfel, adaosuri de medii nutritive pentru bacterii, adaosuri de vitamine i ali factori de cretere au condus la sporirea produciei de gaz de fermentare cu 10-15%.

Fermentarea aerob a nmoluluiAcest proces const, ca i fermentarea anaerob, dintr-un proces de degradare biochimic a compuilor organici uor degradabili.

Fermentarea aerob se realizeaz n practic prin aerarea separat a nmolului (primar, secundar sau amestec) n bazine deschise. Echipamentul de aerare este acelai ca i pentru bazinele de nmol activ. Fermentarea aerob a nmolului se recomand mai ales pentru prelucrarea nmolului activ n exces, cnd nu exist treapt de decantare primar, sau cnd nmolul primar nu se preteaz la fermentare anaerob. Avantajele procedeului sunt:- exploatare simpl;- lipsa mirosurilor neplcute;-igienizarea nmolului (reducerea numrului de germeni patogeni) ireducerea cantitii de grsimi.

Dintre dezavantaje se semnaleaz, ca mai importante, consumul de energie pentru utilajele de aerare proprii, comparativ cu fermentarea anaerob care produce i gaz de fermentare.

Un nmol se consider fermentat aerob cnd componena organic s-a redus cu 20-25%, cantitatea de grsimi a ajuns la maximum 6,5 % (fa de substana uscat), activitatea enzimatic este practic nul, iar testul de fermentabilitate este negativ.Instalaiile de fermentare aerob se dimensioneaz, de regul, pentru durata de retenie de 8-15 zile, n funcie de caracteristicile nmolului, n care se include i o perioad de aclimatizare la condiiile aerobe (nmol primar).

Comparnd cele dou sisteme de stabilizare biologic a nmolului organic, apare net avantajos procedeul de stabilizare anaerob, mai ales sub aspectul energetic.n tabelul 12. se dau date comparative ale celor dou procedee.Tabelul 12 - Date comparative privind fermentarea anaerob i aerob

MetodaPerioada de retentie

zile Consum de energie

KWh/m3 nmol Caracteristici

Fermentare8-155-10Simpl; cost sczut de

aerobinvestiie; consum mare de

energie

Fermentare15-200,2 - 0,6Cost de exploatare ridicat; cost

anaerobde investiie ridicat; consum

mic de energie; producie de

gaz (surs de energie)

VII.3. Condiionarea SAU COAGULAREA nmolului

Aducerea nmolurilor primare, secundare sau stabilizate n categoria nmolurilor uor filtrabile se realizeaz, n principal, prin condiionare chimic sau termic. Se pot obine, teoretic, rezultate satisfctoare i prin adaos de material inert (zgur, cenu, rumegu etc.), dar acest procedeu prezint dezavantajul de a crete considerabil volumul de nmol ce trebuie prelucrat n continuare.

Condiionarea chimicCondiionarea nmolului cu reactivi chimici este o metod de modificare a structurii sale, cu consecin asupra caracteristicilor de filtrare. Agenii de condiionare chimic a nmolului se pot grupa n trei categorii:

- minerali: sulfat de aluminiu, clorhidrat de aluminiu, clorur feric, sulfat feros ,oxid de calciu, extracte acide din deeuri;- organici: polimeri sintetici (anioni, cationi sau neionici), produi de policondensare sau polimeri naturali;

- micti: amestec de polimeri sintetici cu sruri minerale sau amestec decoagulani minerali.Reactivii anorganici cei mai des utilizai pentru condiionarea nmolului sunt clorura feric i varul, fiecare avnd un cmp de aciune propriu. Sulfatul feros este mai economic, dar are o aciune corosiv. Srurile de aluminiu, n special clorhidratul de aluminiu, sunt eficiente, mai puin corosive, dar costul este mai ridicat.Dintre polimerii organici, cei cationici se pot utiliza singuri, iar cei anionici i neionici, n asociere cu ali coagulani minerali. n general, dozele de polimeri organici sunt mult mai reduse dect la cei minerali, dar costul este nc ridicat. Alegerea coagulantului i doza optim se fac pe baza ncercrilor experimentale de laborator, ntruct alegerea depinde de proveniena nmolului, compoziia sa chimic, gradul de dispersie, tehnologia de deshidratare ce urmeaz a se aplica etc.Pentru fiecare tip de nmol i pentru fiecare coagulant, floculant sau amestec, se stabilete doza optim pe cale experimental.

Condiionarea termicAcest mod de condiionare se realizeaz la temperaturi de 100-200C, presiuni de 1-2,5 atm i durate de nclzire pn la 60 min, depinznd de tipul i caracteristicile nmolului i de procesul utilizat. Prile principale ale unei instalaii de condiionare termic sunt: reactorul, n care se realizeaz tratarea nmolului la temperaturi menionate mai sus; schimbtorul de cldur, n care nmolul proaspt este prenclzit de nmolul tratat; boilerul pentru prepararea aburului necesar ridicrii temperaturii n reactor i decantorul de nmol tratat.

Avantajele principale ale condiionrii termice sunt: lipsa mirosurilor neplcute n timpul condiionrii, condiionare fr adaos de substane chimice i sterilizarea nmolului.Alte procedee de condiionareCondiionarea prin ngheare produce un efect similar cu condiionarea termic. La temperaturi sczute, structura nmolului se modific, iar la dezgheare cedeaz cu uurin apa.Condiionarea cu material inert trebuie analizat pentru anumite tipuri de nmol i surse de materiale inerte locale, fie pentru creterea puterii calorice a nmolului (n cazul incinerrii), fie pentru valorificarea nmolului (agricol, ameliorarea solului, redare n circuitul agricol).

VII.4. Deshidratarea nmolului

Deshidratarea namolului se realizeaza in scopul prelucrrii avansate sau eliminrii finale, din necesitatea reducerii coninutului de ap din nmol pentru diminuarea costurilor i volumelor de manipulat.n cazul staiilor mici de epurare (debite mici de nmol), deshidratarea se poate realiza prin procedee naturale (platforme pentru uscarea nmolurilor sau iazurilor de nmol) n cazul n care se dispune de spaiu i sunt asigurate condiiile de protecie ale mediului nconjurtor (protecia apelor subterane, aezrilor umane, aerului etc).Metodele mecanice de deshidratare sunt larg aplicate pentru diferite tipuri de nmol (nmol brut, fermentat, de precipitare etc). Pentru a obine o separare eficient a fazelor se impune condiionarea prealabil a nmolului.Deshidratarea natural pe platforme de uscare a nmolului este larg utilizat, avnd n vedere simplitatea construciei i costul redus de exploatare.Platformele de uscare sunt suprafee de teren ndiguite n care se depoziteaz nmolul. Dimensiunile platformelor de uscare sunt alese n funcie de metoda adoptat pentru evacuarea nmolului deshidratat. Cnd evacuarea nmolului se face manual, limea patului nu trebuie s depeasc 4 m; evacuarea cu mijloace mecanizate permite o lime de pn la 20 m. Lungimea platformelor de uscare este determinat, n principal, de panta terenului i nu trebuie s depeasc 50 m. Platformele pot fi aezate pe un strat de baz permeabil sau impermeabil. Stratul de drenaj permeabil se execut din zgur, pietri sau piatr spart cu o grosime de 0,2-0,3 m (stratul de susinere), peste care se aeaz un strat de nisip sau pietri mai fin, cu o grosime de 0,2 - 0,6 m. n stratul de susinere se ngroap tuburile de drenaj pentru colectarea apei drenate.Grosimea stratului de nmol ce se trimite pe paturi depinde de caracteristicile materialului i de climatul zonei respective. n general, o nlime de circa 0,20 m este recomandabil pentru o clim temperat.Determinarea duratei de deshidratare a nmolului pe platformele de uscare presupune cunoaterea proprietilor fizico-chimice ale nmolului i regimului climatic al zonei respective. n general, n climat temperat, durata de deshidratare este cuprins ntre 40 i 100 zile, ceea ce nseamn c, n total, se poate conta pe o grosime de nmol ce se rspndete pe platform de 1,5 - 2,0 m pe an, respectiv o productivitate de 80-100 kg substan uscat/m2an.Deshidratarea mecanic pe vacuum-filtre este procedeul tehnic cel mai larg utilizat n prezent pentru drenajul artificial al apei. Forma constructiv a vacuum-filtrelor poate fi diferit (cu disc, taler sau tambur), vacuum-filtrele cu tambur fiind cele mai utilizate pentru deshidratarea nmolurilor provenite din epurarea apelor uzate. Productivitatea vacuum-filtrelor la deshidratarea namolurilor provenite din epurarea apelor variaza in limite largi 5- 10 kg/m2h pentru namol activ proaspt i fermentat, 20 - 25 kg / m2 h pentru nmol amestecat fermentat i circa 30 kg/m2h pentru nmolul primar fermentat.Deshidratarea nmolurilor pe vacuum-filtre prezint avantajul funcionrii continue (spre deosebire de filtrele pres) i a capacitii mari de filtrare. Dintre avantaje se pot semnala degradarea relativ rapid a pnzelor filtrante, umiditatea destul de ridicat a turtei (70-80%) i consum de energie mai mare dect al filtrelor pres.Deshidratarea mecanic pe filtre presCaracteristica principal a acestor utilaje este concentrarea unei mari suprafee de filtrare ntr-un echipament de dimensiuni reduse.

Filtrele pres pot fi adaptate pentru o gam larg de suspensii. Exist multe variante constructive de filtre pres, deosebirile principale constnd n forma i modul de funcionare a elementelor filtrante.

n aceste instalaii, nmolul ngroat sau condiionat este pompat cu pompe speciale n camerele filtrului pres. Dup umplerea camerelor se face deshidratarea prin creterea presiunii, n final rmnnd n camer o turt cu umiditate redus, chiar sub 40%. Consumul de energie electric este de circa 3 kWh/m3nmol.Durata de deshidratare a nmolurilor pe filtre de pres se calculeaz pe baza a dou componente eseniale i anume tipul de deshidratare propriu-zis sau timpul de presare i durata de ncrcare i descrcare a filtrului sau timpul auxiliar. Timpul auxiliar poate fi egal cu timpul de presare n cazul filtrelor pres cu ncrcare i descrcare manual sau mai redus 10-15 min, la instalaiile moderne.

esturile filtrante, la filtrele de pres, pot fi naturale sau artificiale, iar alegerea condiiile de exploatare ale instalaiei trebuie s se fac n funcie de tipul de nmol, timpul de deshidratare propriu-zis pentru filtrare i condiiile impuse filtratului. Timpul de deshidratare pentru nmolurile rezultate din epurarea apelor uzate variaz ntre 1 i 6 h, depinznd de caracteristicile nmolului, gradul de condiionare, presiunea de lucru, etc.

Principalele avantaje ale filtrelor - pres sunt capacitatea mare de filtrare, consum redus de energie, umiditatea sczut a turtelor. Dintre dezavantaje se semnaleaz consum mare de material filtrant, consum ridicat de reactivi pentru condiionare, consum mare de manoper.

n tabelul 13 se prezint date asupra duratei de presare pentru diferite tipuri de nmol.

Tabelul 13 - Timpul de presare a unor nmoluri industriale

Tipul de nmolUmiditatea iniial,%Rezistena specific la filtrare x 1010 cm/gTimpul de presare (h)Presiunea de lucru, at

Celuloz i hrtie97-9811-551,87-8

Vscoza95-9625-350,63-5

Preparaii de crbune67 -5927-792,1 -1,67,7

Deshidratarea mecanic prin centrifugareUtilizarea centrifugelor pentru deshidratarea nmolului rezultat din epurarea apelor uzate i-a lrgit aplicabilitatea n ultimii ani, prin realizarea de utilaje cu performane ridicate i eficiena bun de deshidratare, mai ales datorit utilizrii polimerilor organici ca ageni de condiionare.

Deshidratarea prin centrifugare poate fi definit ca o decantare accelerat sub influena unui cmp centrifugal, mai mare de dou ori dect fora gravitaiei. Factorii care influeneaz sedimentarea centrifugal sunt aceiai ca i la sedimentarea convenional. Deshidratarea centrifugal este influenat i de o serie de parametri ai echipamentului, parametri constructivi ce trebuie alei n funcie de scopul urmrit.Tendina actual se manifest ctre utilizarea centrifugelor cu rotor compact i funcionare continu. Aceste echipamente se pot grupa n trei categorii, cu domenii specifice de aplicare:- centrifuge cu rotor conic, care produc o bun deshidratare i centratlimpede, dar neadecvate pentru solide fine;

- centrifuge cu rotor cilindric, care produc, n general, un centrat limpede;-centrifuge cu rotor cilindro-conic, care produc i turte bine deshidratatei centrat limpede.Pentru realizarea unui grad nalt de recuperare a solidelor din nmol (centrat limpede) se poate aciona prin descreterea debitului de alimentare, creterea consistenei nmolului, creterea temperaturii i creterea dozei de coagulant. Creterea gradului de deshidratare a nmolului se poate realiza prin scderea debitului de alimentare sau creterea temperaturii, chiar i fr adaos de coagulani. n general, turte bine uscate dau centrat mai puin limpede dac nu se are n vedere o condiionare corespunztoare a nmolului.

Deshidratarea mecanic pe filtru pres cu bandAcesta este un echipament construit i introdus recent pentru deshidratarea nmolului. n general, se obin performane bune, cu nmoluri avnd o concentraie iniial n solide de circa 4%.

Parametrii de exploatare care influeneaz performanele echipamentului sunt debitul de nmol, viteza bandei, presiunea i debitul apei de splare.

n tabelul 14 se prezint performanele filtrului pres cu band pentru diferite tipuri de nmol.

Tabelul 14 - Performane la deshidratarea pe filtru pres cu band

Tipul de nmolConcentraie n solide la alimentare%Solide n turt%Doz de condiionare kg/t

Nmol primar brut3-1025- 140,6 - 4,5

Nmol activ proaspt0,5-412-321,0 - 6,0

Amestec de nmol primar+ activ n exces3-620-350,6 - 5,0

Nmol fermentat aerob1-812-300,8 - 5,0

Nmol fermentat anaerob3-918-341,5 - 4,5

Nmol condiionat termic4-638-50-

VII.5. Uscarea

Reducerea avansat a umiditii nmolului se poate realiza prin evaporarea forat a apei, pn la o umiditate de 10-15%, n instalaii speciale i cu aport de energie exterioar.Principalele tipuri de instalaii utilizate pentru uscarea termic a nmolului sunt: usctoare cu vetre etajate, usctoare rotative i usctoare prin atomizare. Pentru calculul necesarului de cldur ce trebuie furnizat sistemului trebuie s se in seama, n principal, de necesarul pentru evaporarea apei din nmol, prenclzirea materialului, dezodorizarea gazelor rezultate etc. ntruct randamentul termic al instalaiilor nu depete, de regul, 50%, s-a calculat c pentru uscarea unui nmol cu umiditate d circa 80%, pn la umiditate de circa 10%, sunt necesare circa 4500 kcal/kg substan uscat. Pentru reducerea necesarului de cldur se recomand deshidratarea prealabil a nmolului, prenclzirea aerului admis n sistem i recuperarea cldurii reziduale. Dei procedeul este costisitor i puin aplicat, are totui o serie de avantaje legate, mai ales, de valorificarea agricol a nmolului: produce nmol steril, reduce considerabil volumul de material datorit ndeprtrii apei, necesit suprafee de depozitare mici, este practic neinfluenat de prezena substanelor toxice sau inhibatoare.Cercetri recente viznd utilizarea energiilor neconvenionale n deshidratarea nmolului au pus n eviden posibilitatea utilizrii energiei solare, mai ales pentru surse de nmol cu emisie intermitent (de exemplu din industrializarea sfeclei de zahr) i zone cu insolaie prelungit. Captatorii solari (realizai de ICPGA n colaborare cu Institutul Politehnic Cluj), de tip aer-aer, furnizeaz aer nclzit la temperatura de 75...85 C, ce se trimite pe un usctor tip band (acoperit), pe care circul nmolul n prealabil deshidratat .

Pentru cantiti mici de nmoluri cu coninut de metale, pentru reintroducerea n circuitul economic, prin ntreprinderile de prelucrarea minereurilor, s-a utilizat tehnologia de uscare cu energie solar cu instalaie de uscare cu platouri suprapuse. Aerul cald obinut de la captatorii solari poate fi utilizat pentru uscarea nmolului i pe platforme de uscarea nmolului nchise i cu ventilaie forat.VII.6. Incinerarea nmolului

Dac nmolurile rezultate din epurarea unor ape uzate industriale conin compui organici i/sau anorganici toxici ce nu permit valorificarea agricol, depozitarea pe sol sau aplicarea procedeelor de recuperare a substanelor utile, se face apel la incinerare ca singura alternativ acceptabil. n timpul incinerrii compuii organici sunt oxidai total, iar compuii minerali sunt transformai n oxizi metalici ce se regsesc n cenu.Pentru incinerare se recomand reducerea prealabil a umiditii nmolului brut i evitarea stabilizrii aerobe sau fermentrii anaerobe, care diminueaz puterea caloric a materialului supus incinerrii.

Prelucrarea nmolului nainte de incinerare trebuie s conduc la autocombustie. innd cont de un necesar de 2,6 MJ/kg pentru evaporare i pierderi de energie de minimum 10%, se recomand o umiditate a nmolului la alimentare de circa 50%. Dac umiditatea este mai mare sau dac temperatura de combustie trebuie s fie mai mare de 750C, pentru a evita degajarea mirosurilor neplcute apare necesitatea combustibilului suplimentar.

Toate instalaiile de incinerare trebuie echipate cu instalaii de splare sau filtrarea gazelor de ardere, pn la obinerea unui coninut de suspensii (cenu) la evacuare de 150-200 g/m3. Incinerarea nmolului semiplastic, cu putere caloric mic i coninut ridicat de ap impune echipament special, pentru a menine un raport adecvat suprafa/volum n timpul combustiei. n acest scop, pentru incinerarea nmolului se utilizeaz cuptoare rotative cilindrice, cu vetre multiple sau cu pat fluidizat.

Cuptorul rotativConst dintr-un cilindru cptuit cu material refractar, cu axul puin nclinat fa de orizontal. Nmolul este injectat la captul amonte i, n timp ce este ars, este transportat la cealalt extremitate prin micarea de rotaie a cilindrului. Pentru a asigura o bun funcionare a cuptorului este necesar s se mruneasc materialul, nainte de alimentare, pentru a obine o suprafa suficient de mare i a asigura o distribuie uniform a acestuia.

Cuptorul cu pat fluidizatConst dintr-un cilindru vertical, echipat cu dispozitive de injectare a aerului la partea inferioar i un suport pentru susinerea stratului de nisip fin care este fluidizat cu ajutorul aerului insuflat. Nmolul se introduce la partea superioar. Instalaia de incinerare cu strat fluidizat cuprinde urmtoarele faze: pregtirea nmolului (reinerea corpurilor grosiere, mrunirea sub 10 mm, deshidratarea mecanic) i combustia propriu-zis a materialului la o temperatur de 600....800C. Apa din nmol se evapor, n timp ce substana combustibil se gazeific i arde cu adaos, uneori, de combustibil convenional. Energia necesar unui astfel de proces este de circa 260 kWh/t material solid.

Cuptorul cu vetre multipleSe compune, n esen, dintr-un cilindru vertical din oel cptuit cu crmid refractar i un ax central, care se rotete cu 1 rotaii/minut i pe care se monteaz braele de agitare. Prile axului i agitatorului din zona de combustie trebuie s fie confecionate din materiale rezistente la temperaturi ridicate. n acest tip de instalaie se creaz trei zone de combustie: zona de uscare, zona de combustie i zona de rcire. Nmolul este injectat la partea superioar i este injectat la partea inferioar datorit braelor de agitare, care asigur i repartizare pe vetre, pentru a se obine o suprafa de contact ct mai mare. Aerul necesar combustiei este introdus la partea inferioar; aerul rece este prenclzit n prenclzitor, unde cenua cald evacuat transfer cldur aerului.

Alte tipuri de instalaiiPentru incinerarea nmolului sau altor reziduuri industriale apoase se mai utilizeaz instalaii de oxidare umed, instalaii de piroliz, incinerare prin automatizare etc.Este avantajos ca incinerarea nmolului s se realizeze mpreun cu gunoaiele menajere i alte reziduuri industriale, alegndu-se tipul de instalaie n corelaie cu caracteristicile materialelor. La incinerarea n comun cu gunoaiele menajere, nmolul trebuie deshidratat pn la o umiditate apropiat de a gunoiului i adugat n proporie de 10-15% (fa de gunoi); cele mai multe instalaii de ardere sunt dotate cu echipamente pentru recuperarea cldurii.

VIII. METODE DE reciclre a namolurilorLa fel ca si apele uzate epurate, namolurile brute, deshidratate sau cenusa rezultata din arderea lor, trebuie indepartate din statia de epurare. Namolul poate fi depozitat in gropi, foste cariere de nisip sau caramida, sau in depresiuni, cu conditia sa nu produca miros neplacut in apropierea depozitului sau sa nu impurifice apele subterane. In ceea ce priveste depozitarea cenusei, inconvenientele de mai inainte nu apar. Raspandirea pe terenurile agricole, atat a namolurilor brute si in special a celor fermentate si deshidratate, aduce o serie de avantaje, despre care se va vorbi in continuare.

Evacuarea in mare la distante de cativa zeci de kilometri este practicata de multe orase; astfel, orasele Manchester, Glasgow, Liverpool etc din Marea Britanie evacueaza cu regularitate si in intregime namolul fermentat, din statiile de epurare (namolul se transporta cu vase speciale pe canale, estuare si mare, pana la locul de evacuare). Cantitatile de namol din aceste orase sunt chiar marite de namolul altor orase mai mici, care prelucreaza namolul din statiile lor de epurare in bazinele de fermentare ale oraselor mai mari. Studii ecologice numeroase, au aratat ca influenta namolurilor evacuate asupra calitatii apei de mare se resimte pe o raza destul de mica, in jur de ( 1 km. Se pare insa ca acumularea in timp a unor metale grele de catre fauna si flora marina ar putea da loc la unele deranjamente in desfasurarea normala a vietii acvatice.Compostarea(fermentarea) permite diferite niveluri de amenajare tehnic de la simpla depozitare controlat pn la instalaiile perfecionate, de mare productivitate, n care se realizeaz prelucrarea mecanic (mrunirea) i fermentarea intensiv n flux continuu cu culturi speciale de bacterii. Compostul obinut este comerciabil. Astfel de instalaii s-au dovedit competitive cu incineratoarele, cptnd rspndire n Italia, Elveia,Frana. Compostarea amestecului de deeuri solide cu nmoluri de la staiilede epurare a apelor uzate este o idee promitoare, concretizat n instalaia ,,Biostabilizator (fig.1.) unde, sub aciunea unor culture speciale de bacterii, se instaleaz fermentarea aerob timp de 24 ore la temperaturi pn la 70-80C. n aceste condiii sunt distrui germenii patogeni, iar compostul dup maturizare n halde timp de 20-30de zile poate fi folosit fr nici un pericol. Acesta reprezint un amendament echilibrat dup coninutul elementelor nutritive de potasiu, fosfor i azot.

Fig. 1 . Schema de compostare nmolurilor de la staiile de epurare a apelor uzate de tip ,,Biostabilizator.

Construirea de rezevoare de fermantare a namolului (RFN) cu structura moderna, tip para, dotarea cu echipamente cu randament ridicat si fiabile, corelate cu o deznisipare RFN- corespunzatoare a apelor uzate vor contribui la ficientizarea fermentarii namolurilor . Cantitatile semnificative de biogaz obtinute vor putea fi utilizate ca sursa de energie iar namolurile stabilizate corespunzator pot fi folosite in agricultura dupa deshidratare namolurilor.

Fig. 2 .Rezevoare de fermantare a namolului

Rezervoarele de gaz moderne sunt sferice, sunt realizate din membrana din elastica din cauciuc special. Exploatarea este simpla si aparent mai putin periculoasa.

Fig. 3 .Rezervoare de gaz sferice din membran elasticNamolurile fermentate produc mai putin miros in locurile de evacuare, in comparatie cu cele nefermentate. Crustele de namol impiedica raspandirea mirosului.

Namolul fermentat poate fi valorificat in diferite moduri: de cele mai multe ori este utilizat in agricultura, desi valoarea lui ca ingrasamant este destul de redusa. Proportiile intre N : P : K pentru namol proaspat sunt de 1 : 0,5 ; 0,11, iar pentru namolul fermentat 1 : 0,67 ; 0,22 acestea fiind in general nesatisfacatoare in comparatie cu cele necesare solului. Inainte de a decide asupra utilizarii namolului in agricultura, este necesar a analiza daca acesta nu contine substante toxice care pot fi daunatoare plantelor.

Azotul (N), fosforul sub forma de acid fosforic (P2O5) si potasiul sub forma de oxid de potasiu (K2O) au actiune fertilizatoare; in plus, namolul furnizeaza solului substante organice. Azotul este esential pentru dezvoltarea frunzelor si tulpinei, fosforul pentru radacini, iar potasiul pentru formarea clorofilei. Impreuna, fosforul si potasiul fac sa creasca rezistenta plantelor la diferite boli si de ele depinde maturizarea produselor. Humusul format de substantele organice mareste capacitatea solului de a retine apa, de a rezista la eroziune si de a constiutui un substrat pentru bacterii.

Valoarea fertilizatoare a namolului variaza in functie de procesul de tratare a acestuia. Namolul proaspat nefermentat, in afara de faptul ca produce miros neplacut in zonele de raspandire, contine numeroase organisme patogene. El trebuie sa fie folosit numai pentru culturile de furaje si dupa raspandire trebuie sa fie arat imediat. Continutul de azot al namolului proaspat, in greutate uscata variaza, pentru namolul din decantoare intre 0,8 si 5%, pentru cel din filtrele biologice intre 1,5 si 5% iar pentru cel din bazinele cu namol activ intre 3 si 10%. Continutul de acid fosforic, in general, variaza intre 1 si 3%, iar de potasiu intre 0,1 si 0,3%. In comparatie cu aceste valori, cele corespunzatoare, de exemplu, altor substante fertilizatoare sunt : pentru balegar 1 4% azot si aproape aceeasi cantitate de fosfor si potasiu; pentru purilul de la animale, sange, resturi de peste 5 13% azot si 0,5 14% fosfor. In S.U.A. compostarea namolului proaspat se aplica in numeroase statii, cu rezultate bune.

Namolul fermentat contine ( 40 50% mai putin azot decat namolul proaspat, insa prezinta alte avantaje in comparatie cu acesta. Dupa raspandirea pe terenurile agricole, acestea trebuie arate imediat. De asemenea, este interzisa raspandirea namolului in perioada de crestere a recoltei, folosirea ca ingrasamant pentru plantele cu frunze aproape de nivelul terenului sau ale caror radacini se consuma ca aliment etc., desi concentratia in bacterii este mult mai redusa prin fermentare.

Inainte de raspandire, turtele de namol trebuie zdrobite si maruntite pentru o cat mai buna amestecare a lor cu solul.

Namolurile deshidratate prin tratare termica sau prin oxidare umeda sunt mai putin periculoase din punct de vedere sanitar si in consecinta pot fi folosite in agricultura fara prea multe masuri de precautie.

Folosirea compostarii pentru namolul fermentat cat si pentru cel proaspat conduce in final la obtinerea unui namol cu calitati fertilizatoare mult superioare; la acesta se adauga si productia de metan. La compostarea namolului trebuie sa se adauge materii uscate, spre deosebire de deseurile urbane unde se adauga apa, acestea favorizand trecerea aerului prin stratul de compost. In acest scop se realizeaza un amestec de namol (0,50 m3) si de turba (75 kgf). Se poate adauga eventual un amestec de 10 kgf carbonat de calciu si 5 kgf potasiu. Namolul se preteaza mult mai bine la compostare daca este amestecat cu gunoi menajer. Parte din umiditatea namolului este trecuta gunoiului menajer; in final se tinde spre realizarea unui amestec a carui umiditate sa fie de 40 50%. Gunoiul asigura amestecului o proportie favorabila intre carbon si azot de ( 15 : 1, furnizand carbonul care este lipsa in namol.

In ceea ce priveste namolurile provenite din filtrele biologice sau bazinele cu namol activ, este mai avantajos, in loc de a le introduce in bazinele de fermentare, de a le amesteca in stare proaspata cu namolurile primare fermentate, a le deshidrata in filtre presa si apoi a le composta impreuna cu gunoiul menajer. In acest fel, desi productia de gaz metan este mica, continutul mai mare in substante organice al namolului proaspat decat al celui fermentat, imbogateste produsul compostarii in humus.compostarea naturala se realizeaza in gramezi-depozite de dimensiuni adecvate suprafetei de care se dispune pentru compostare. In interiorul acestor gramezi temperatura se ridica spontan la ( 70oC. in timpul fermentarii scade si continutul de apa, iar germenii sunt distrusi; astfel germenii de pesta mor la temperatura de 45oC, cei de tuberculoza la 55oC, cei de tenia la 65oC. Uneori compostarea artificiala este preferata; astfel, amestecul mentionat mai inainte este introdus intr-un tambur biostabilizator, unde este tinut timp de 1 zi la temperatura de 120o C. Materialul rezultat este maruntit si asezat in gramezi de 1,50 m inaltime, unde dupa alte cateva zile de fermentare anaeroba poate fi folosit ca ingrasamant.n prezent, n Romnia, estimrile asupra cantittilor viitoare de compost, ca si asupra sanselor de desfacere si cstig pentru compost si produsele din compost, nu sunt posibile, din cauza lipsei de experient n acest domeniu.n ceea ce priveste utilizarea n agricultur, n mod practic, n prezent, nmolurile de epurare nu se folosesc n acest scop. Sunt preluate de fermele agricole sau agricultori particulari doar nmolurile prelucrate din statiile de epurare a apelor uzate din zootehnie (rezultate de la cresctoriile de animale). n rest, nmolurile sunt depozitate n diferite locuri, pe platforme de deshidratare sau alte terenuri apartinnd statiei de epurare, de unde periodic, se transport la depozitele de deseuri municipale. Referitor la gestionarea nmolurilor de la statiile de epurare municipale, n tabelul 15. se prezint modalittile utilizate si cantittile gestionate.

Tabel 15. Cantitti de nmoluri utilizate, de la statiile de epurare municipal

Modalitti de gestionareCantitti (tone)

Depozitate pe depozite de deseuri12.630

Incinerare0

Depozitare n stoc propriu125.737

Alte forme de eliminare0

Folosite n agricultur282

Sursa: Agentia National pentru Protectia Mediului

Datorit continutului su n nutrienti si materie organic, nmolul odat aplicat pe teren poate substitui fertilizantii minerali si poate mbuntti propriettile fizice ale solului. Dar prezenta metalelor grele, a compusilor organici, precum si a agentilor patogeni, limiteaz utilizarea nmolului pe terenurile agricole. Pentru a identifica cele mai viabile optiuni de gestionare a nmolului generat n statiile de epurare, este necesar elaborarea unei strategii nationale si regionale de gestionare a nmolului provenit de la statiile de epurare orsenesti, n concordant cu legislatia national si cu cea a Uniunii Europene.

Pentru a ncuraja reciclarea nmolului n agricultur, trebuie s fie luat n considerare urmtorul aspect: dezvoltarea reciclrii nmolului n agricultur depinde, n linii mari, de posibilittile de mbunttire a calittii nmolului si de cresterea ncrederii n calitatea nmolului. Acesta implic prevenirea la surs a polurii apei uzate, prin reducerea surselor posibile de metale grele sau compusi organici, la intrarea n sistemul de canalizare si mbunttirea metodelor de tratare a nmolului, precum si asigurarea monitorizrii calittii nmolului. Aceste solutii tehnice cer investitii majore companiilor de tratare a apei uzate sau autorittilor locale pentru schimbrile n metodele de tratarea a apei uzate.

O alt practic utilizat pentru gestionarea nmolurilor este incinerarea. n prezent, aproximativ 15% din cantitatea de nmol generat n Europa este eliminat pe aceast cale. Cum utilizarea n agricultur a nmolului, prin aplicarea direct, precum si depozitarea acestuia, sunt subiectul unor restrictii din ce n ce mai mari, se asteapt ca incinerarea s ia amploare n urmtoarea perioad. De la simple instalaii de incinerare(fig.5 ) s-a ajuns ca n prezent s existe n lume peste 1000 de instalatii moderne de ardere a reziduurilor menajere.

Fig. 4 .Schema instalaiei de incinerareIncinerarea nmolului se poate realiza n incineratoare special construite pentru acest scop sau n incineratore pentru deseuri municipale sub anumite conditii specifice.

O alt optiune este coincinerarea nmolului n cuptoarele de ciment deorece acestea, dup o prealabil uscare, au o valoare caloric nalt. Industria cimentului din Romnia are n lucru un studiu pentru utilizarea nmolurilor rezultate din statiile de epurare ca materie prim alternativ n cuptoarele de clincher, pentru nlocuirea unei prti din argil. Studiul se realizeaz pentru judetele limitrofe fabricilor de ciment, acesta cuprinznd referiri la calitatea nmolului si cantitatea ce va putea fi utilizat n acest proces.

n conformitate cu ierarhia deseurilor, depozitarea este considerat ca ultim optiune ntre metodele utilizate pentru gestionarea nmolurilor, fiind recomandat doar n cazul n care nu exist alt cale de eliminare sau de valorificare a nmolului.

Pn nu demult, depozitarea nmolului a fost calea cea mai utilizat de eliminare a nmolului, n special si datorit costului sczut a acestei metode. Exist dou alternative de eliminarea nmolului prin depozitare: monodepozite, unde este depozitat numai nmolul rezultat din statiile de epurare municipale, si depozite mixte n care nmolul de epurare este depozitat mpreun cu alte deseuri municipale.

n Romnia, n agricultur, nmolul de epurare s-a utilizat doar n cteva proiecte experimentale, a cror rezultate sunt, mai mult sau mai putin, cunoscute. n plus, literatura de specialitate este destul de srac n Romnia, n domeniul tratrii si valorificrii nmolului rezultat din statiile de epurare a apelor uzate orsenesti. Prin urmare, n prezent, nu exist informatii suficiente legate de productia de nmol si nu exist experint n aceast practic pentru a lua o decizie n ceea ce priveste alegerea sa ca alternativ de gestionare a nmolului.

In ceea ce priveste valorificarea namolurilor, trebuie mentionate de asemenea: producera proteinelor din namol sub forma unor turte de namol cu 10% umiditate, pentru hrana pasarilor si a altor animale; fabricarea drojdiei furajere; producerea vitaminei B 12; realizarea de brichete pentru incalzire etc.

Reducerea chimic i biologic a namolurilor sau transformarea lor n energie a acestora const n conversia materiilor organice (celuloz, amidon .a.) n etanol sau biogaz (metan). Datorit simplitii tehnologiei de baz se apreciaz c intr-un viitor apropiat prin conversia materiilor biologice (alge) i a compusilor organici se vor putea alimenta centrale electrice cu puteri cuprinse ntre 100-1000 MW.n acest scop Uniunea European efectueaz studii i experimentri pentru a gsi noi metode de producie a substanelor chimice prin procedee fotochimice i fotobiologice precum i sisteme sintetice bazate pe cunoaterea aprofundat a proceselor biologice de fotosintez. Tehnologiile biologice de producere a gazelor combustibile, folosite n prezent n multe ri de pe glob, in s dezvolte aciunea unor microorganisme cu scopul de a se obine o biomas bogat, convertibil n metan, denumit i biogaz.

Biogazul este un produs al fermentrii anaerobe a produselor organice. El se produce pe cale natural pe fundul blilor i lacurilor, ieind la suprafa sub form de bule de CH 4 , de aceea n popor el mai poart denumirea de gaz de balt sau gaz de deseuri, deoarece se formeaz i n timpul fermentrii deseurilor. Metoda de fermentare biotermic a namolurilor la nceput s-a folosit la valorificarea reziduurilor animaliere de la fermele zootehnice i apoi la reziduurile menajere. Aceast metod este destul de veche i se aplic cu succes n rile cu populaii mari din Asia (China, India).

Prin amestecarea reziduurilor menajere cu namolurile de la staiile de epurare a apelor uzate se pot obine 400-600 m3N de biogaz la 1 t de acest amestec, cu o putere caloric de 2500-4500 kcal/m3 N. Instalaiile pentru valorificarea complex a reziduurilor menajere mpreun cu nmolul de la staiile de epurare a apelor uzate (fig.7,8) nu sunt foarte complicate i pot fi executate n ntregime de ctre uzinele din ara noastr. Cercetrile existente arat c folosindu-se aceast metod reziduurile pot fi valorificate n totalitate, practic devenind o surs important de materii prime i a unei ramuri noi de producere a energiei, deoarece n afar de biogaz, dup terminarea fermentrii rezult i un produs solid care n cazul arderii are o putere caloric de 2500-3500 kcal/kg, deci superioar lihniilor inferiori, folosii n cea mai mare parte n centralele electrice.

Fig. 7 . Scheme ale unor instalaii de producere a biogazului n mediul rural.

Dup ultimele statistici, n etapa actual omenirea consum anual aproximativ 9000000000 t combustibil convenional, din care consumul de petrol, crbune i gaze se menine nc la 84 %. Din acest calcul sumar rezult c pentru a asigura consumul actual de combustibil pe tot globul este suficient transformarea n gaz metan a doar circa 5% din cantitatea de biomas anual.

Fig. 8 . Vedere general asupra unei instalaii moderne de producere a biogazului din nmolurile decantate de la apele menajere.

Deocamdat construirea unor asemenea instalaii necesit investiii nsemnate, dar orict de mari ar fi acestea ele sunt inferioare celor care se fac pentru construirea centralelor nucleare i nu prezint pericol posibil pentru omenire ca acestea. Un alt avantaj este c aceast biomas se regenereaz n fiecare an, pe cnd combustibilul nuclear orict de lung durat ar avea n exploatare el este totui epuizabil.

Pentru cantitatea de nmoluri generate de statiile de epurare orsenesti, s-a luat n considerare populatia racordat la sistemele de alimentare cu ap si canalizare, si s-a prognozat o crestere medie de 25% pe an a populatiei racordate, n acest fel crescnd proportional si cantitatea de nmol generat.

BIBLIOGRAFIE

1. Mircea Negulescu - "Epurarea apelor uzate industriale" - Editura Tehnic Bucureti - 1989;

2. Mircea Negulescu - "Epurarea apelor uzate oreneti" - Editura Tehnic Bucureti - 1978;

3. GH. Brebeanu - "Note de curs - Managementul deeurilor" - Universitatea Petrol Gaze - Ploieti;

4. Antoniu R. , Negulescu C. - "Protecia mediului nconjurtor" - Editura Tehnic Bucureti - 1995;

5. Negulescu M., Antoniu R. - "Protecia calitii apei" - Editura Tehnic Bucureti - 1982;

6. Rojanschi V. - "Cartea operatorului din staii de tratare a apelor" - Editura Tehnic Bucureti - 1996;

7. Rojanschi V., Ozman Th. - " Cartea operatorului din staii de epurare a apelor uzate" - Editura Tehnic Bucureti - 1977;

8. Rojanschi V., Bran Fl. - "Protecia i ingineria mediului" - Editura Economic Bucureti - 1997;

9. Studiu de soluie privind retehnologizarea i modernizarea instalaiilor de tratare ape reziduale din cadrul rafinriilor de petrol din ar n vederea respectrii normelor de protecie a mediului nconjurtor" - realizat de IPIP S.A. - decembrie 1997;

10. Legislaie naional i european.222

_1325693769.unknown