Stanescu Ioana - Rezumat

22
UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE CONSTRUCŢII BUCUREŞTI Studii şi cercetări privind procesele fizico-chimice şi biologice pentru reducerea fosforului din apele uzate TEZA DE DOCTORAT REZUMAT Doctorand: Ioana Stanescu Coordonator stiintific: Prof. Univ. Dr. ing. Marin Sandu Bucureşti, 2012

description

epurare ape uzate

Transcript of Stanescu Ioana - Rezumat

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE CONSTRUCŢII BUCUREŞTI

Studii şi cercetări privind procesele fizico-chimice şi biologice pentru reducerea fosforului din apele uzate

TEZA DE DOCTORAT

REZUMAT

Doctorand:

Ioana Stanescu

Coordonator stiintific:

Prof. Univ. Dr. ing. Marin Sandu

Bucureşti, 2012

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

2

CUPRINS

Capitolul 1. Date generale. Fosforul şi influenţa sa în eutrofizarea apelor 1

1.1 Ciclul fosforului in natura 2

1.2 Politici de reducere a poluarii apelor cu nutrienţi 5

Capitolul 2. Elemente teoretice privind îndepărtarea biologică a fosforului din apele

uzate

8

2.1 Mecanismul de reducere biologica a fosforului 8

2.2. Modele biochimice 16

2.2.1 Faza anaerobă a procesului 19

2.2.2 Faza aerobă a procesului 25

2.3 Microroganisme implicate în procesele de reducere biochimică a fosforului 27

Organisme acumulatoare de fosfor (PAOs) 27

2.3.1 Acinetobacter 27

2.3.2 Microlunatus Phosphovorus 27

2.3.3 Accumulibacter subclasa 2 28

2.3.4 Organisme acumulatoare de glicogen (GAOs) 29

2.4 Factorii care influenţează procesul biologic 30

2.4.1 Tipul sursei de carbon organic 30

2.4.2 pH-ul 30

2.4.3 Temperatura 31

2.4.4 Cationii metalici 31

2.4.5 Acceptorii de electroni (nitrat, oxigen) 32

2.5 Cinetica procesului de eliminare a fosforului pe cale biologică 33

2.5.1 Modelul Comeau - Wentzel 33

2.5.2 Modelul Mino 34

Capitolul 3. Tehnologii de îndepărtare a fosforului din apele uzate. Stadiul actual 38

3.1 Principiile proceselor de eliminare a fosforului 38

3.2. Procedeul A/O 42

3.3. Procedeul PHOSTRIP 43

3.4. Procedeul cu bazine cu funcţionare secvenţială (Sisteme SBR, ICEAS, C-TECH) 44

3.5 Tehnologii de îndepărtare biologică combinată a azotului şi fosforului 47

3.5.1 Procedeul A2/O 47

3.5.2 Procedeul BARDENPHO 48

3.5.3 Procedeul UCT 49

3.6 Date de proiectare pentru eliminarea fosforului prin procese biologice 50

Capitolul 4. Precipitarea chimică a fosforului din apele uzate 54

4.1 Schema cu pre-precipitare 54

4.2 Schema cu co-precipitare 55

4.3 Schema cu post-precipitare 55

4.4 Precipitarea fosforului cu var 56

4.5 Precipitarea fosforului cu aluminiu 56

4.6 Precipitarea fosforului cu fier 58

4.7 Filtrarea 59

Capitolul 5. Studii şi cercetări experimentale 60

5.1. Studii experimentale pe instalaţia pilot Laborator Epurarea Apelor Uzate –

Facultatea de Hidrotehnică – Universitatea Tehnică de Construcţii

60

5.1.1 Descrierea instalaţiei pilot 60

5.1.2 Program experimental 64

5.1.2.1 Date experimentale 65

5.1.2.2 Interpretarea rezultatelor 70

5.1.2.2.1 Încadrarea calităţii influentului în NTPA 002 - 2002 70

5.1.2.2.2 Calitatea efluentului şi eficienţele instalaţiei pilot de epurare 70

5.1.3 Concluzii privind operarea staţiei de epurare prin procesul biologic 76

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

3

5.2 Studii privind eliminarea fosforului prin precipitare chimică 78

5.2.1 Studiul experimental 78

5.2.2 Precipitarea chimică a fosforului 79

5.2.2.1 Precipitarea fosforului cu săruri de aluminiu 79

Determinarea dozei optime de precipitare a fosforului cu Aluminiu 80

5.2.2.2 Precipitarea fosforului cu săruri de fier 81

Determinarea dozei optime de precipitare a fosforului cu fier 82

Concluziile testelor de stabilire a dozei optime de reactiv de precipitare 83

5.3 Rezultatele testelor de precipitare a fosforului realizate pe staţia pilot de epurare 4

– 6 L.E.

84

5.3.1 Precipitarea fosforului cu clorura ferică ( FeCl3) 87

5.3.2 Precipitarea fosforului cu sulfat feric (Fe2 (SO4)3) 88

5.3.3 Precipitarea fosforului cu policlorura de aluminiu PAX 18 89

5.3.4 Precipitarea fosforului cu sulfat de aluminiu 90

5.4 Eficienţa instalaţiei de epurare 92

5.5 Costuri de operare pentru precipitarea chimică a fosforului 95

5.6. Concluzii privind reducerea pe cale biologică şi prin precipitare chimică a

fosforului din apele uzate

96

Capitolul 6. Studiu de caz. Staţia de epurare ape uzate Focşani. Jud Vrancea 97

6.1 Date generale 97

6.1.1 Pre-epurarea 98

6.1.2 Decantarea primară 98

6.1.3 Epurarea biologică 98

6.1.4 Decantare secundară 98

6.1.5 Acumulare în rezervor natural (laguna) 98

6.1.6 Linia nămolului 98

6.2 Procesul biologic 99

Caracteristicile procesului 103

6.3 Decantor secundar 104

6.4 Reactorul biologic 104

6.4.1 Sezonul cald 105

6.4.2 Sezonul rece 105

6.5 Îndepărtarea chimică a fosforului 105

6.6 Vârsta nămolului 109

6.7 Factori care influenţează nitrificarea 109

6.8 Factori care influenţează denitrificarea6.9 Procesul biologic de eliminare a

fosforului (BioP)

112

6.10 Date experimentale la Staţia de Epurare Focşani 113

6.10.1 Calitatea influent/efluent iulie – noiembrie 2011 113

6.10.2 Calitatea influent/efluent pentru perioada de ianuare – februarie 2012 119

6.11 Eficienţa globală a staţiei de epurare Focşani 122

Capitolul 7. Concluzii generale 126

7.1 Conţinutul lucrării 126

7.2 Elemente de originalitate. Contribuţia autorului 128

7.3 Perspective de dezvoltare în domeniu 129

Bibliografie 131

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

- 1 -

1. Date generale. Fosforul şi influenţa sa în eutrofizarea apelor.

Apa este considerată o resursă naturală foarte importantă. Calitatea apei şi politica de

exploatare a resurselor de apa în Europa sunt afectate de desfăşurarea sectoarelor de activitate

majore; apele subterane şi de suprafaţă au, de multe ori, destinaţii importante în industrie,

agricultură, transport, în industria minieră şi, evident, reprezintă sursa de apă potabilă.

Extinderea sistemelor de canalizare fără staţii de epurare sau fără un tratament adecvat al

apelor evacuate, încărcările reziduale din apele uzate au devenit atât de mari încât au depăşit

capacitatea de autoepurare a celor mai multe cursuri de apă, ceea ce a condus la degradarea

acestora. Fenomenul s-a datorat dezvoltării economice intensive din perioada 1950-1989.

Pericolele care ameninţă ecosistemul Mării Negre sunt: nutrienţii transportaţi de apele fluviilor şi

râurilor care se varsă în aceasta, practicile agricole necorespunzătoare şi apele reziduale

neepurate.

Directiva europeană pentru epurarea apelor uzate municipale transpusă în legislaţia

românească prin HG 188/ 2002 pentru aprobarea unor norme privind condiţiile de descărcare în

mediul acvatic a apelor uzate defineşte eutrofizarea apelor de suprafaţă ca fiind procesul de

dezvoltare accelerată a algelor şi a speciilor vegetale superioare, cauzată de îmbogăţirea apei cu

elemente nutritive, în special compuşi ai azotului şi/sau ai fosforului, şi care produce o perturbare

a echilibrului organismelor prezente, precum şi a calităţii apei respective.

Fosforul, ajuns în apă, este poluant mai ales prin efectele sale indirecte: el determină o înmulţire

rapidă a fitoplanctonului şi favorizează eutrofizarea apelor.

Fosforul este prezent în ecosistemele acvatice sub formă de compuşi organici sau anorganici;

ionul PO43-

se găseşte în cantităţi neglijabile, deoarece compuşii solubili ai P din apă formează

rapid compuşi greu solubili [78].

În România, cadrul legal general este redat prin legea apelor 107/ 1996, modificată şi

completată prin legea 310/2004 pentru alinierea la Directiva Cadru a Apei 60/2000/EC a UE.

Legea prevede gospodărirea durabilă a apei şi atingerea stării bune a apelor până la sfîrşitul

anului 2015. În domeniul apelor uzate, în transpunerea Directivei UE privind epurarea apelor

urbane reziduale 91/271/ CEE (modificată prin Directiva 1998/15/CE ), cea mai importantă

reglementare este HG 188/2002, modificată prin HG 352/2005, care aprobă Normele Tehnice

NTPA -011/2002 privind colectarea, epurarea şi evacuarea apelor uzate orăşeneşti, NTPA-

002/2002 privind condiţiile de evacuare a apelor uzate în reţelele de canalizare ale localităţilor şi

direct în staţiile de epurare şi NTPA -001/2002 privind stabilirea limitelor de încărcare cu

poluanţi a apelor uzate industriale şi orăşeneşti la evacuarea în receptorii naturali

De asemenea, evacuările din staţiile de epurare a apelor uzate orăşeneşti în zonele sensibile

supuse eutrofizării, trebuie să respecte prescripţiile din tabelul 1.

Tabelul 1. Prescripţii referitoare la evacuarea din staţiile de epurare a apelor uzate urbane în

zonele sensibile supuse eutrofizării (confom HG nr. 352 din 2005)

Indicatori/

Parametrii de calitate Concentraţii Procentul minim de reducere

P total 2 mg/l (10.000 – 100.000 l.e.)

80% 1 mg/l (peste 100.000 l.e.)

N total 15 mg/l (10.000 – 100.000 l.e.)

70 – 80% 10 mg/l (peste 100.000 l.e.)

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

- 2 -

2. Elemente teoretice privind îndepărtarea biologică a fosforului din apele

uzate

Eliminarea pe cale biologică a compuşilor pe bază de fosfor presu-

pune încorporarea ortofosfaţilor, polifosfaţilor şi a fosforului legat organic în ţesutul celular.

Eficienţa îndepărtării biologice a fosforului se bazează pe expunerea microorganismelor la

condiţii de mediu alternativ anaerobe - aerobe. Această expunere la condiţii de mediu alternante

determină suprasolicitarea microorganismelor, depăşindu-se limitele normale ale capacităţii lor

de adsorbţie. Fosforul nu este utilizat numai pentru supravieţuire, sinteză şi energie, ci este stocat

şi folosit ulterior de către microorganisme.

Mecanismul de reducere biologică a fosforului

Reducerea biologică a fosforului necesită bazine în care sunt create condiţii anaerobe, şi

bazine care lucrează în condiţii aerobe. Expunerea la condiţii anaerobe / aerobe conduce la o

utilizare competitivă a substratului şi la selectarea microorganismelor care stochează fosforul.

Organismele implicate în reducerea biologică a fosforului aparţin speciei Acinetobacter [53],

[100]. În condiţii anaerobe şi în prezenţa acizilor graşi volatili existenţi în apa uzată influentă,

aceste microorganisme eliberează fosforul pe care l-au stocat.

Acizii graşi volatili reprezintă un substrat solubil rapid biodegradabil important pentru

Acinetobacterii, în competiţia cu bacteriile heterotrofe. În flocoanele biologice existente în zona

anaerobă, se înmagazinează produşi de tipul carbohidraţilor, cel mai cunoscut fiind

polihidroxibutiratul (PHB), care se formează în celule în condiţii anaerobe din acetoacetat, acesta

servind drept acceptor de hidrogen. Asimilarea şi stocarea sunt realizate datorită energiei

eliberate prin hidroliza polifosfaţilor stocaţi în perioada de anaerobie. Polifosfaţii stocaţi asigură

energia pentru transportul activ al substratului şi formarea acetoacetatului, care este transformat

apoi în PHB. În zona aerată sunt consumaţi produşii stocaţi, fosforul solubil fiind preluat, iar

cantităţile în exces sunt stocate ca polifosfaţi. Ca rezultat al utilizării substratului, sporeşte

populaţia de bacterii acumulatoare de fosfor[23],[24]. Reprezentarea schematică a mecanismului

de eliminare biologică a fosforului este redată în figura de mai jos:

Figura 2.2 Reprezentarea schematica a mecanismului de eliminare a fosforului pe cale biologica

PHB – polihidroxibuterat, P – fosfor [88]

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

- 3 -

Procesele bioenergetice se realizează în strânsă corelaţie cu participarea unui grup de

biomolecule specializate denumite compuşi macroergici, care contribuie la dinamica fluxurilor

de energie în cadrul celulei vii. Aceşti compuşi se caracterizează printr-un înalt potenţial

energetic, conţinând o mare cantitate de energie ce se eliberează prin transformarea lor chimică.

Hidroliza compuşilor macroenergetici este însoţită de o descreştere în energia liberă (ΔG) [83].

Scăderea în energie liberă se produce în cursul hidrolizei compuşilor macroergici deoarece

produşii sunt semnificativ mai stabilii decât reactanţii.

Adenozintrifosfatul (ATP) este principalul acumulator şi furnizor de energie al materiei vii.

Sistemul ATP-ADP poate fi considerat ca fiind materialul purtător al mesajului energetic specific

organismelor vii, [88].

Adenozindifosfatul (ADP) este capabil să accepte o grupare fosforil (Pi, fosfat anorganic) , în

reacţiile la care participă, cât şi alţi compuşi bogaţi în energie, şi astfel să se transforme în

adenozintrifosfat (ATP). ATP-ul format funcţionează ca un compus macroergic generator de

energie pentru reacţii de biosinteză şi ca sursă primară de energie pentru realizarea diferitelor

activităţi fiziologice (mişcare, secreţie, absorbţie).

Conversia ATP la ADP este un proces exergonic în care se eliberează o mare cantitate de energie

chimică util ΔG = -7300 calorii/ mol:

PiADPOHATPazaATP

2 (2.1)

Energia generată prin reacţia exergonică (cu eliberare de energie) de hidroliză a ATP este cuplată

cu reacţia endergonică de formare a ATP, care serveşte ca o sursă de energie chimică pentru alte

reacţii biochimice ATP – dependente:

OHATPPiADP 2 (2.2)

3. Tehnologii de îndepărtare a fosforului din apele uzate. Stadiul actual

Îndepărtarea fosforului din apele uzate urbane se poate realiza prin următoarele metode:

procese biologice;

precipitare chimică;

procese biologice completate cu precipitarea chimica (pre-precipitare sau post –

precipitare).

3.1 Tehnologii de îndepărtare biologică combinată a azotului şi fosforului

Cele mai multe tehnologii de îndepărtare combinată a azotului şi fosforului sunt

îmbunătăţiri ale sistemelor cu nămol activat, care implică combinaţii de zone anaerobe, anoxice

şi aerobe, sau compartimente special destinate eliminării azotului şi fosforului. O parte dintre

aceste sisteme au fost iniţial destinate eliminării individuale a fosforului sau azotului; ulterior

însă au fost îmbunătăţite pentru a elimina concomitent atât azotul, cât şi fosforul.

Principalele tehnologii utilizate pentru eliminarea simultană a azotului şi fosforului sunt:

- procedeul A2/O;

- procedeul BARDENPHO în cinci trepte;

- procedeul UCT.

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

- 4 -

3.1.1 Procedeul A2/O

Procedeul A2/O (Anaerob/Anoxic/Oxic) este reprezentat schematic în Figura 3.6:

Figura 3.6 Sistemul de eliminare a azotului şi fosforului, A2/O [72]

Avantajele acestui procedeu sunt:

- nămolul rezultat, cu un conţinut ridicat în fosfor (3-5 %) are valoare fertilizantă;

- capacitatea de denitrificare este mai bună decât cea a sistemului A/O.

Dezavantajul procedeului este că în perioadele cu temperaturi scăzute eficienţele de

reţinere a nutrienţilor se reduc considerabil.

3.1.2 Procedeul BARDENPHO

Procedeul Bardenpho este un procedeu patentat de către EIMCO, U.S.A. [117] iar reprezentarea

sa schematică este redată în figura 3.7. Procedeul reprezintă o modificare a unui sistem elaborat

pentru reţinerea azotului, modificarea constând în adaptarea sa pentru reducerea fosforului.

Aceasta s-a realizat prin introducerea unei a cincea trepte - un compartiment cu mediu anaerob.

Figura 3.7 Sistemul de eliminare a azotului şi fosforului, Bardenpho

[72]

Sistemul cuprinde o succesiune de zone anaerobe, anoxice şi aerate destinate eliminării

azotului, fosforului şi oxidării substanţelor organice. O a doua zonă anoxică este destinată

denitrificării suplimentare, utilizând nitratul produs în zona aerobă ca electron acceptor şi

carbonul organic endogen ca electron donor. Zona finală aerobă este utilizată pentru striparea

azotului gazos din soluţie şi pentru a minimiza eliberarea fosforului în decantorul final.

Amestecul din prima zonă aerată este recirculat în zona anoxică. In sistemul BARDENPHO în

cinci trepte timpul de retenţie a flocoanelor biologice este mai mare (10 – 40 zile) [33], [72],

[117], asigurându-se astfel o mai bună capacitate de oxidare a substanţei organice. Azotul gazos

este eliberat în atmosferă, în zona anoxică.

Avantajele acestui procedeu sunt:

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

- 5 -

- procedeul conduce la cea mai mică cantitate de nămol, dintre toate sistemele cu reducere

biologică a fosforului;

- nămolul în exces are valoare fertilizantă;

- azotul total este redus la concentraţii mai scăzute decât în orice alt procedeu;

- alcalinitatea sistemului este refăcută, fără adaos de reactivi chimici;

Dezavantajele procedeului includ:

- creşterea considerabilă a energiei de pompare şi a necesităţilor de întreţinere, datorită

recirculării interne;

- necesită volume de bazin mai mari decât procedeul A2/O;

- necesită valori ridicate ale raportului CBO5/P (peste 25 mg CBO5/mg P).

3.1.3 Procedeul UCT

Procedeul UCT are la bază procedeul A2/O, cu două modificări: nămolul activat

recirculat este introdus în zona anoxică şi nu în zona anaerobă, iar recircularea internă se face din

zona anoxică în zona anaerobă. Reprezentarea schematică a unui procedeu UCT este redată în

figura 3.8.

Prin recircularea nămolului activat în zona anoxică, se evită introducerea nitratului în

zona anaerobă, îmbunătăţindu-se eliberarea fosforului în această zonă. Recircularea interna a

amestecului asigură o mai bună utilizare a substanţei organice în zona anaerobă, deoarece

amestecul din zona anoxică conţine substanţă organică solubilă în cantităţi considerabile şi puţin

nitrat. Recircularea amestecului denitrificat asigură condiţii optime pentru fermentare în zona

anaerobă. Azotul gazos este eliberat în atmosferă în zona anoxică.

Figura 3.8. Sistemul de eliminare a azotului şi fosforului, UCT [91]

Avantajele acestui procedeu sunt:

- recircularea amestecului denitrificat din zona anoxică elimină recircularea nitraţilor şi asigură

mediul anaerob de eliminare a fosforului;

- necesită volume mai mici decât procedeul Bardenpho.

Dezavantajele procedeului includ:

- creşterea energiei de pompare şi a costurilor de întreţinere datorită recirculării interne;

- necesită valori ridicate ale raportului CBO5/P (15 – 20 mg CBO5/mg P);

- influenţa temperaturii puţin cunoscută.

4. Precipitarea chimică a fosforului din apele uzate

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

- 6 -

Epurarea avansată a apelor uzate, precipitarea chimică implică adaosul de reactivi chimici

pentru alterarea formei fizice a substanţelor coloidale şi în suspensie şi îmbunătăţirea reducerii

lor prin sedimentare. În anumite situaţii, distrugerea particulelor coloidale este lentă iar reducerea

este împiedicată chiar prin blocarea coagulantului într-un precipitat voluminos. Reactivii cei mai

des utilizaţi în precipitarea chimică sunt: sulfatul de aluminiu hidratat [Al2(SO4)3·18H2O şi

Al2(SO4)3·14H2O], clorura ferică [FeCl3], sulfatul feric [Fe2(SO4)3 şi Fe2(SO4)3·3H2O], sulfatul

feros [Fe(SO4)·7H2O] şi varul [Ca(OH)2].

Pentru aplicaţiile epurării avansate, precipitarea chimică este folosită pentru îndepărtarea

compuşilor pe bază de fosfor din apa uzată. Eliminarea fosforului din apa uzată prin utilizarea

reactivilor chimici constă în încorporarea fosfatului în interiorul flocoanelor şi reţinerea

ulterioară a acestora. Fosforul poate fi încorporat fie în suspensii biologice (microorganisme) fie

în precipitaţi chimici. Sunt uzuale trei scheme posibile de adaos al reactivilor chimici pentru

precipitarea fosforului [72]:

schema cu pre - precipitare

schema cu co - precipitare

schema cu post – precipitare.

Precipitarea chimică a fosforului se realizează prin adaos de săruri ale ionilor metalici

multivalenţi, care conduc la formarea de precipitaţi ai fosfaţilor puţin solubili. Cei mai utilizaţi

ioni metalici polivalenţi sunt Ca2+

, Al3+

şi Fe3+

. Mecanismul chimic de precipitare a fosfaţilor cu

calciu diferă de cel al precipitării cu aluminiu sau fier.

5. Studii şi cercetări experimentale 5.1. Studii experimentale pe instalaţia pilot Laborator Epurarea Apelor Uzate – Facultatea

de Hidrotehnică – Universitatea Tehnică de Construcţii Bucuresti

5.1.1 Descrierea instalaţiei pilot

În Laboratorul de Alimentări cu Apă şi Canalizări al Departamentului de Inginerie Hidrotehnică

din Complexul Colentina a fost pusă în funcţiune o instalaţie pilot de epurare cu următoarele

caracteristici:

Debit influent 0.8 – 1.4 m3/zi;

Locuitori deserviţi : 4-6 L.E.;

Într-un recipient cu pereţi despărţitori şi sisteme hidraulice se realizează zone distincte

caracteristice procesului convenţional de epurare: zone de denitrificare, nitrificare şi decantare

secundară. Figurile 5.1 şi 5.2 prezintă fotografii ale instalaţiei de epurare iar schema tehnologică

este prezentată în figura 5.3.

Procesul tehnologic de epurare se realizează astfel (conform fig. 5.3):

Apa uzată este admisă în zona de denitrificare (2), concentraţia de oxigen dizolvat fiind

menţinută sub 0.5 mg/L; amestecul apei brute cu nămolul recirculat se realizează cu

difuzori cu bule medii (6); volumul zonei de denitrificare reprezintă 30% din volumul

total al staţiei;

Amestecul de apă – nămol trece în zona de nitrificare (3) unde se formează nămolul

activat cu o biocenoză aerobă, concentraţia în oxigen dizolvat fiind menţinută la 2.5

mg/L; aerarea se realizează cu difuzori cu bule fine (7);

În decantorul vertical (4) apa este evacuată prin deversare (8) iar nămolul este recirculat

în zona de denitrificare printr-un sistem air – lift;

Nămolul de recirculare este asigurat de un dispozitiv hidroejector cu aer (fig. 5.3, pct.5)

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

- 7 -

Figura 5.3. Instalaţia pilot de epurare – schema tehnologică

Legenda:

1 – grătar coş 6 – difuzori cu bule medii

2 – zonă de denitrificare 7 – difuzori cu bule fine

3 – zonă de nitrificare 8 – deversor apă epurată

4 – decantor secundar 9 – eliminare plutitori

5 – conductă recirculare nămol 10 – perete submersat

5.1.2 Program experimental

1

Instalaţia pilot de epurare a funcţionat continuu în două perioade distincte: ianuarie 2010 – iunie

2010 (perioada in care s-a urmarit reducerea biologica a fosforului) şi septembrie 2011 –

noiembrie 2011 (perioada in care s-au efectuat teste pentru reducerea fosforului prin precipitare

chimica), timp în care s-au urmărit:

Variaţiile calităţii influentului şi efluentului;

Eficienţele în îndepărtarea suspensiilor;

Eficienţele în îndepărtarea substanţelor organice;

Eficienţele în îndepărtarea compuşilor pe bază de azot;

Eliminarea biologică a fosforului;

Precipitarea fosforului cu diferiţi reactivi chimici;

1 Programul experimental a fost elaborat şi lucrat împreună cu Minescu A. [71]

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

- 8 -

Stabilitatea în timp a proceselor de epurare.

În ambele perioade de funcţionare ale instalaţiei de epurare s-au făcut determinări privind

calitatea influentului şi efluentului şi s-au efectuat analize pentru indicatorii:

1. Temperatura şi pH-ul (SR –ISO 10523:2009);

2. Conţinutul de materii totale în suspensie (SR EN 872:2005);

3. Consumul chimic de oxigen (CCO-Cr, SR – ISO 6060 : 1996)

4. Consumul biochimic de oxigen (CBO5, SR EN 1899-2 : 2003);

5. Conţinutul de azot amoniacal (metoda fotometrică); Hach DR 3800

6. Conţinutul de azot din azotaţi; metoda fotometrică : Hach DR 2010

7. Conţinutul de ortofosfaţi; metoda fotometrică – teste cuvetă – Hach DR 3800

8. Sedimentul Imhoff (indexul volumetric al nămolului);

Pe toată perioada de funcţionare s-a măsurat debitul influent, acesta fiind menţinut la o valoare

de 1.2 m3/zi; măsurătorile s-au efectuat prin metoda volumetrică. Figura 5.13 descrie eficienta de

reducere biologica a fosforului in perioada ianuarie – iunie 2010:

Figura 5.13. Eficienţa de reducere biologică a fosforului în funcţie de raportul CCO/P

5.2 Studii privind eliminarea fosforului prin precipitare chimică

Studiul experimental

Cercetările experimentale efectuate de autorul lucrării pentru eliminarea fosforului pe instalaţia

pilot s-au desfăşurat în perioada septembrie – noiembrie 2011 şi au constat în studii de eliminare

a ortofosfaţilor prin procese chimice de precipitare. În procesele de precipitare s-au folosit mai

mulţi reactivi chimici: clorura ferica, sulfat feric sulfat de aluminiu si policlorura de aluminiu

PAX 18. Stabilirea dozelor optime de reactivi s-a realizat prin cercetări de laborator, stabilind

cantitatea necesară de reactiv pentru reducerea fosforului la valori inferioare de 1 mg P/l. Pe baza

rezultatelor de laborator şi a testelor de precipitare, s-au dozat pe rând reactivii chimici analizaţi

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

- 9 -

urmărind zilnic variaţia indicatorilor de calitate a apei influente/ efluente pentru a determina atât

eficienţele de eliminare prin procese biologice cât şi chimice ale instalaţiei pilot de epurare.

5.3 Rezultatele testelor de precipitare a fosforului realizate pe staţia pilot de epurare 4 – 6

L.E.

5.3.1 Precipitarea fosforului cu clorura ferică ( FeCl3).

Testele de precipitare cu clorura ferică au urmărit eliminarea fosforului total la diferite doze, pe

baza valorii P-total din influent, determinându-se doza optimă la un raport masic egal sau mai

mare faţă de cel stabilit prin reacţie, stoichiometric. Conform acestei reacţii raportul FeCl3: P =

5.2. Soluţia de clorură ferică folosită pentru precipitare a avut o concentraţie de 8.2 % (soluţia

iniţială stoc a fost diluată din 41% pentru a se putea încadra în domeniul de dozare al pompei) şi

o densitate de 1.44 g/cm3. Dozarea a început cu un exces de 20%, urmând 50% şi respectiv 75%

faţă de acest raport, astfel că rapoartele masice între clorura ferică şi P – total au fost de : 6.24;

7.8 si 9.1.

În figura următoare se prezintă variaţia concentraţiei PT în precipitarea cu clorura ferică.

Fig. 5.15 Variaţia concentraţiei PT în influent şi efluent – co-precipitare cu FeCl3.

Observaţii:

1. Se observă că la început există o perioadă cu eficienţă redusă datorată perioadei de

amorsare a staţiei, fiind necesar un timp de retenţie de cel putin 24h.

2. Dozarea zilnică de FeCl3 s-a realizat pentru obţinerea unui efluent cu o concentraţie de 1

mg P/l. Datorită variaţiilor mari zi/noapte ale concentraţiei influentului, valorile sunt uşor

depăşite faţă de CMA conform NTPA 001-2002.

3. Se observă eficienţe bune pentru dozele corespunzătoare unui raport masic 7.8 g FeCl3/ g

P redus ( un exces de 50%). Pentru acestea s-au obţinut eficienţe de 75 – 78% şi valorile

PT în efluent de 1.03 ... 1.15 mg/l.

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

- 10 -

5.3.2 Precipitarea fosforului cu sulfat feric (Fe2 (SO4)3).

Testele de precipitare cu sulfat feric au urmărit eliminarea fosforului total la diferite doze, pentru

care s-a stabilit valoarea PT din influent, determinându-se doza optimă la un raport masic egal

sau mai mare faţă de cel stabilit prin reacţie, stoichiometric (a se vedea reacţia 5.7). Conform

acestei reacţii raportul Fe2(SO4)3: P = 6.4. Dozarea a început cu un exces de 15% (corespunzător

rezultatului testelor pentru stabilirea dozei optime) apoi exces de 70% şi respectiv 100% faţă de

raportul 6.4, astfel că rapoartele masice între sulfatul feric şi PT au fost de : 7.36, 10.8 si 12.8.

Soluţia de sulfat feric folosită pentru dozare a fost o soluţie de concentraţie 42% şi densitate 1.53

g/cm3. Figura 5.16 descrie variaţia concentraţiei PT înainte şi după precipitarea cu sulfat feric.

Figura 5.16 Variaţia concentraţiei P – total în influent şi efluent, precipitare cu Fe2(SO4)3

Observaţii:

1. S-au obţinut eficienţe medii cuprinse între 60.9 – 69% pentru probele 1, 2 şi 3

(insuficiente pentru respectarea NTPA 001/2002) pentru care s-au considerat rapoarte

masice Fe2(SO4)3 : P = 7.36 ( un exces de 15%).

2. Probele 4, 5 şi 6 corespund unor rapoarte masice cu exces de 70 % ( 4 si 5 ) şi respectiv

76.5% pentru proba 6. În acest caz eficienţele ating valori medii de 77%. Astfel, se

constată că la creşterea dozei la rapoarte masice sulfat feric: PT de 10.8 – 12.8 se obţin

eficienţe mai bune cu 11 – 25%.

5.3.3 Precipitarea fosforului cu policlorura de aluminiu PAX 18.

Testele de precipitare cu policlorura de aluminiu PAX 18 au urmărit eliminarea fosforului total la

diferite doze, pentru valoarea PT din influent, determinându-se doza optimă la un raport masic

egal sau mai mare faţă de cel stabilit prin reacţie, stoichiometric. Produsul PAX 18 conţine un

procent de 9% Al şi conform reacţiei 6.2 1 mol de aluminiu reacţionează cu un mol de fosfat

conducând la un raport masic Al : P = 0.87 : 1. Dozarea s-a realizat cu un exces de 50%

corespunzător unui raport masic Al : P = 1.3 : 1 (conform rezultatului testelor pentru stabilirea

dozei optime de precipitare). Produsul PAX 18 a avut o densitate de 1.356 g/cm3. În figura

următoare se descrie variaţia concentraţiei fosforului înainte şi după precipitarea cu PAX 18.

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

- 11 -

Figura 5.17. Variaţia concentraţiei P-total în influent şi efluent, precipitare cu PAX 18.

Observaţii:

1. Reducerea fosforului cu PAX 18 a condus la eficienţe medii de eliminare cuprinse între

66 şi 88.7%.

2. În urma precipitării cu PAX 18, s-a determinat valoarea aluminiului rezidual pentru

efluent. Aceasta are valori sub 0.05 mgAl3+

/l.

3. Cele mai multe valori pentru PT se încadrează în limita impusă prin NTPA 001/2002.

5.3.4 Precipitarea fosforului cu sulfat de aluminiu

Testele de precipitare cu sulfat de aluminiu au urmărit eliminarea fosforului total la diferite doze,

pentru valoarea PT iniţial din influent, determinându-se doza optimă la un raport masic egal sau

mai mare faţă de cel stabilit prin reacţie, Al2(SO4)3 18 H2O: P = 10.7:1. Dozarea s-a realizat cu

un exces de 40% deci un raport masic Al2(SO4)3 18 H2O : P = 15 : 1. Concentraţia soluţiei de

sulfat de aluminiu hidratat cu 18 molecule de apă a fost de 10%. Figura 5.18 descrie variaţia

concentraţiei PT înainte şi după precipitarea cu sulfat de aluminiu.

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

- 12 -

Figura 5.18. Variaţia concentraţiei P total în influent şi efluent precipitare cu sulfat de aluminiu

Observaţii:

1. Precipitarea cu sulfat de aluminiu a dus la eficienţe medii de eliminare a fosforului între

65 – 74%.

2. Calitatea efluentului în ceea ce priveşte concentraţia în suspensii a fost redusă.

5.4 Eficienţa instalaţiei de epurare

Figura 5.19 descrie eficienţele de eliminare a fosforului prin precipitare cu utilizarea celor patru

tipuri de reactivi chimici: clorura ferică, sulfat feric, policlorura de aluminiu PAX 18 şi sulfat de

aluminiu.

Figura 5.19 Eficienţele de eliminare a P – total .

Observaţii: Toţi cei patru reactivi chimici folosiţi au dus la eficienţe acceptabile pentru diferite

doze stabilite experimental. Sărurile de fier au redus fosforul cu eficienţe medii de 60 – 70% iar

sulfatul de aluminiu a dus la eficienţe bune cu observaţia apariţiei unor suspensii în efluentul

staţiei. În cazul utilizării policlorurii de aluminiu, PAX 18, deşi variaţiile parametrului de calitate

P-total din influent au fost mari, efluentul a prezentat valori medii constante, apropiindu-se cel

mai mult de concentraţia maxim admisă prin NTPA 001- 2002 ( 1 mg/l).

5.5 Costuri de operare pentru precipitarea chimică a fosforului

S-au luat în considerare costurile reactivilor:

Sulfat de aluminiu hidratat cu 18 molecule de apă, granulat : 262 Euro/tonă;

Sulfat feric 42% , ρ = 1.53g/cm3 : 200 Euro/tonă;

Cloură ferică, 41% , ρ = 1.44 g/cm3 : 200 Euro/tonă;

PAX 18, 9% Al3+

, ρ = 1.356 g/cm3 : 180 Euro/tonă.

Dozele stoichiometrice au fost suplimentate cu 50% aşa cum a rezultat din studiile

experimentale.

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

- 13 -

Tabelul 5.6 Estimarea costurilor reactivilor de precipitare a fosforului.

6. Studiu de caz. Staţia de epurare ape uzate Focşani. Jud Vrancea. 6.1 Date generale

Staţia de epurare ape uzate a Municipiului Focşani deserveşte 100.000 locuitori

echivalenţi şi a fost modernizată în anii 2006 - 2009 printr-un program ISPA.

Tabel 6.1. Parametrii de calitate impuşi efluentului conform NTPA 001-2002: Parametri UM Valoare maxima

CBO5 mg O2/l 25

CCO mg O2/l 125

Materii în suspensie mg/l 35

Azot total mg/l 15

Fosfor total mg/l 2

6.2 Procesul biologic

Procesul biologic de epurare are la bază procesul ISAH (Institut für Siedlungswasserwirstschaft

und Abfalltechnik Hannover – Institutul pentru gospodărirea apelor şi tehnologia apelor uzate,

Hanovra) - epurare cu nămol activat. În bazinul cu nămol activat procesul de epurare biologică

are loc prin trecerea apei în cascadă din zonele neaerate în zonele aerate. Efluentul BNA este

trimis în decantoarele secundare. În decantoarele secundare se asigură limpezirea apei iar

nămolurile recirculate sau eliminate cu nămolul în exces. Nămolul decantat este pompat înapoi în

BNA. Procesul ISAH este folosit vara, atunci când vârsta necesară bacteriilor nitrificante din

nămolul aerat este mică. Ca urmare, volumul din bazin necesar pentru nitrificare poate fi redus şi

folosit pentru procesul de eliminare biologică a fosforului. În diagrama de mai jos (Fig. 6.2) este

prezentat fluxul reactoarelor biologice în timpul verii:

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

- 14 -

Fig. 6.2 Fluxul tehnologic - Treapta de epurare biologică SEAU-Focsani – perioada de vară

În perioadele de iarnă, vârsta bacteriilor nitrificatoare din nămolul aerat creşte, ca urmare trebuie

aerată o fracţie mai mare din volumul total al bazinului, pentru a fi disponibil pentru nitrificare;

nu se desfăşoară procesul propriu-zis de eliminare biologică a fosforului, fosforul fiind eliminat

prin precipitare cu săruri de Fe. În Fig.6.3 este prezentată funcţionarea în timpul iernii.

Fig. 6.3 Flux tehnologic epurare biologica – SEAU Focşani – perioada de iarnă

6.3. Rezultatele experimentale la Statia de epurare Focsani

6.3.1. Rezultate experimentale pentru perioada de vara – toamna (2011)

Calitatea influent SEAU Focşani:

CCO-Cr : o singură valoare din 28 de probe (3.5%) depăşeşte concentraţia maxim admisă

conform NTPA 002 – 2002;

CBO5: 3.5% din valori depăşesc CMA = 300 mg/l, conform NTPA 002 – 2002;

NH4+ : 46% din valori depăşesc CMA = 38.5 mg/l conform NTPA 002 – 2002;

P – total : 32% din valorile influente depăşesc CMA = 5 mg/l;

MTS : toate valorile se încadrează în NTPA 002 – 2002 , cu valori < 350 mg/l.

Calitatea efluent SEAU Focşani:

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

- 15 -

Toate valorile pentru CCO-Cr, CBO5 se situează sub concentraţia maxim admisă conform

NTPA 001 – 2002;

NH4+ - 10 % din valori se situează sub CMA = 2 mg/l (NTPA 001 – 2002);

P- total : 75% din valorile efluente se încadrează în concentraţia maxim admisă conform

NTPA 001 – 2002;

MTS – toate valorile de încadrează în CMA conform NTPA 001 – 2002.

Graficul din figura 6.9 prezintă variaţia calităţii influentului/efluentului în timp (valori

instantanee) şi curbele de durată, care urmăresc depăşirea concentraţiilor maxime admisibile

pentru concentratia fosforului in efluent impuse de NTPA 001 – 2002.

Figura 6.9 Variaţia PT în timp (proces biologic)

1. P-PO43-

influent variază între 3.6 mg/l şi 7 mg/l cu o medie de 4.5 mg/l.

2. Valorile efluent pentru acest indicator variază între 0.1 mg/l şi 1.9 mg/l, şi reţinerea

biologică a fosforului se realizează în 80% din cazuri. În fig. 6.9 se observă o creştere a

valorii fosforului din bazinul anaerob, unde are loc hidroliza ATP-ului cu eliberare de

energie şi formare de noi grupări fosfat.

6.3.2 Rezultate experimentele pentru perioada de iarna ( ianuare – februarie 2012)

In această perioadă eliminarea fosforului s-a realizat prin precipitare chimică cu adaos de clorură

ferică. Dozele au fost variabile: de la 1.8 gFe3+

/g P la 2 g Fe3+

/g P. Graficul din figurile 6.10 –

6.13 prezintă variaţia calităţii influentului/efluentului în timp (valori instantanee) şi curbele de

durată, care urmăresc depăşirea concentraţiilor maxime admisibile pentru efluent impuse de

NTPA 001 – 2002 în perioada de iarna ianuarie-februarie 2012.

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

- 16 -

Figura 6.13 –Variaţia indicatorului P-total, perioada ian- feb 2012

Observaţii:

1. Concentraţiile P-PO43-

variază între 3 mg/l şi 6.4 mg/l, cu o medie de 4 mg/L. 25% din

valorile prezentate nu se încadrează în NTPA 002.

2. Încadrarea P-total efluent se realizează în 100% din cazuri, respectând valoarea impusă

prin NTPA 001, respectiv 2 mg/l.

7. Concluzii generale

Lucrarea este dezvoltată în 7 capitole cuprinse în 130 pagini, conţine 60 relaţii, 68 figuri,

16 tabele şi se bazează pe o bibliografie de 120 titluri şi cercetări personale desfăşurate în

Laboratorul de Epurarea Apelor Uzate din Facultatea de Hidrotehnică – UTCB.

7.1 Conţinutul lucrării

Fosforul şi influenţa sa în eutrofizarea mediilor acvatice este prezentată în Capitolul § 1. Se

prezintă ciclul fosforului în natură, formele fosforului în apele uzate, sursele antropice de poluare

a apelor şi aportul de fosfor în mediile acvatice.

Capitolul § 2 analizează elementele teoretice privind îndepărtarea biologică a fosforului din apele

uzate. Se prezintă:

- Mecanismul de reducere biologică a fosforului prin expunerea apelor uzate la condiţii

anaerobe/aerobe; aceasta conduce la utilizarea substratului şi selectarea

microorganismelor care stochează P; figura2.2 redă schema mecanismului de eliminare a

fosforului pe cale biologică;

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

- 17 -

- Metodele biochimice bazate pe cele două tipuri de metabolisme microbiene: parte din

fosfat este îndepărtat prin procesul de creştere microbiană şi stocarea intracelulară sub

formă de polifosfat;

- Factorii care influenţează procesul biologic: sursa de carbon organic, pH-ul, temperatura,

cationii metalici, timpul de retenţie a solidelor, timpul de retenţie hidraulică, acceptorii de

electroni (nitrat, oxigen);

Tehnologiile de îndepărtare a fosforului din apele uzate sunt prezentate în Capitolul 3. Se

sintetizeaza principalele tehnologii de reducere a fosforului si azotului cat si valorile uzuale ale

parametrilor de proiectare pentru procedeele biologice de retinere a N si P (tabel 3.1)

Precipitarea chimică a P din apele uzate este prezentată în Capitolul 4. Se analizează schemele de

adaos a reactivilor chimici: pre – precipitare, co – precipitare şi post – precipitare (figurile 4.1,

4.2 şi 4.3); Sunt prezentate reacţiile chimice referitoare la utilizarea reactivilor: var, sulfat de

aluminiu, aluminat de sodiu, sărurile de fier.

Capitolul § 5 cuprinde studiile şi cercetările experimentale pe instalaţia pilot din dotarea

Laboratorului de Epurarea Apelor Uzate – Facultatea de Hidrotehnică. Instalaţia este o staţie de

epurare ce deserveşte un număr de 4 – 6 LE, cu un debit Q = 0.8 – 1.4 m3/zi şi este prezentată în

figura 5.3. Un program de experimentare este prezentat în § 5.1.2.

În subcapitolul § 5.2 se prezintă studiul privind eficienţa reţinerii P prin utilizarea reactivilor:

sulfat de Aluminiu, clorură ferică, sulfat feric şi policlorură bazica de aluminiu (PAX 18); cele

mai bune rezultate au fost obţinute cu PAX 18 unde valorile fosforului în efluent s-au încadrat în

100% din cazuri în CMA = 1 mg/l, conform NTPA 001/2002. Capitolul § 6 analizează un studiu

de caz : Staţia de Epurare Focşani; se pun în evidenţă:

- Elementele tehnologice privind reţinerea P pe cale biologică;

- Dozele de FeCl3 pentru reţinerea P prin precipitare chimică (iarna); se constată că dozele

sunt aproximativ egale cu cele stoichiometrice necesare.

Se pun în evidenţă rezultatele favorabile în perioada de vară pentru reţinerea biologică a

fosforului. Aceste rezultate sunt posibile datorită schemei tehnologice adoptate (tehnologia

ISAH) care permite variaţia debitelor şi secţiunilor de descărcare pentru nămolul de recirculare

internă, fracţionarea debitului influent al reactorului şi variaţia debitului şi secţiunii de injecţie

pentru nămolul activat de recirculare (recircularea externă).

7.2 Elemente de originalitate. Contribuţia autorului.

În lucrarea “Studii şi cercetări privind procesele fizico-chimice şi biologice pentru

reducerea fosforului din apele uzate “ autorul prezintă:

O sinteză completă din literatura naţională şi internaţională cu privire la procesele

biologice şi chimice de reducere a fosforului din apele uzate, cu 120 de titluri;

Cercetările proprii derulate pe o perioadă mare de timp, “in situ”, pe o instalaţie compactă

de 0.8 – 1.4 m3/zi din dotarea Laboratorului de Epurarea Apelor Uzate – Facultatea de

Hidrotehnică; instalaţia este alimentată cu ape uzate din reţeaua de canalizare ApaNova

Bucureşti.

Rezultatele obţinute arată că:

Indicele volumetric al nămolului IVN nu influenţează direct eficienţa reactoarelor

biologice;

Eliminarea fosforului pe cale biologică este redusă în instalaţia compactă din laborator şi

se asigură eliminarea a 0.9 – 1.0 g P/m3 apă uzată;

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

- 18 -

Utilizarea policlorurii bazice de aluminiu poate asigura eficienţe ridicate în eliminarea

fosforului prin precipitare chimică la costuri rezonabile: 0.05 lei/m3 apă uzată pentru o

reducere de fosfor de 4 g P/m3 apă uzată;

Operarea staţiei compacte pilot în perioade îndelungate ( > 60 zile) cu doze de reactiv

chimic pentru precipitarea fosforului echivalente cu 1.5 mol reactiv/ 1 mol fosfor, poate

conduce la afectarea biomasei din reactorul biologic.

Studiile “in situ” pe instalaţia pilot şi în Staţia de epurare Focşani au arătat că pentru obţinerea

unor eficienţe crescute în reţinerea biologică a fosforului (proces complex) este important de

realizat:

- Monitorizarea caracteristicilor de calitate ale apei uzate; în special determinarea

fracţiunilor CCO (solubil, insolubil, biodegradabil, non-biodegradabil), concentraţia

nitratului pe fluxul tehnologic: decantor primar, bioreactor, decantor secundar, nămol de

recirculare);

- Realizarea unei scheme tehnologice cu fiabilitate corespunzătoare care să permită

adaptarea permanentă a procesului prin variaţia debitelor (încărcărilor), a secţiunilor de

injecţie (anaerob-anoxic) astfel încât procesul complex de eliminare biologică a

fosforului să se încadreze în parametrii optimi recomandaţi;

- Analiza modului de funcţionare a SEAU Focşani, după procedeul ISAH (Institut für

Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik Hannover – Institutul pentru gospodărirea

apelor şi tehnologia apelor uzate, Hanovra), arată influenţa temperaturii în eliminarea

fosforului: vara, la temperaturi peste 20 ⁰C se poate realiza eliminarea fosforului numai

pe cale biologică, la temperaturi scăzute (sub 18 – 20 ⁰C) se confirmă rezultatele obţinute

pe instalaţia pilot: trebuie realizată defosforilarea chimică.

Bibliografie selectivă

[3] Barajas G.M., Escalas A., Mujeriego R. – Fermentation of a low VFA wastewater in an activated

primary tank, Water SA, vol.28, No.1, January 2002

[4] Barak Y., van Rijn J. – Atypical Polyohosphate Accumulation by the Denitrifying Bacterium

Paracoccus denitrificans. Applied and Environmental Microbiology, vol. 66. No.3, p. 1209-1212,

March 2000

[5] Barnard, J.L. 2006. Biological Nutrient Removal: Where We Have Been, Where Are We Going?

In WEFTEC 2006.

[9] Bordace K., Chicsa S.C. – Carbon flow patterns in enhanced biological phosphorus

accumulating activated sludge culture. Wat. Sci. Tech., 21, p. 387-396, 1989

[10] Barnard, J.L. (1984) - Activated Primary Tanks for Phosphorus Removal -, Water (South Africa),

vol. 10, p 121.

[23] Erdal U.G. – An investigation of the biochemistry of biological phosphorus removal system-

dissertation, Virginia Polytechnic Institute, 2002

[24] Erdal, U.G. – The effects of temperature on system performance and bacterial community

structure in a biological phosphorus removal system. Ph.D. Thesis, Virginia Institute and State

University, Blacksburg, Virginia USA, 2002a

[27] Erdal Z.K., Erdal U.G., Randall C.W. – Biochemistry of EBPR and anaerobic COD stabilization,

paper ID 117600, IWA 4th World Water Congress, Marrakech, Sept. 2004

[33] Grady. C.P., L.Jr., G.T. Daigger and H.C. Lim (1999) Biological Wastewater Treatment, 2nd

ed.

Marcel Dekker. New York.

[37] Hao X.D., Dai J., van Loosdrecht – Enhancing bio-P removal by phosphate recovery from

anaerobicsupernatant, Water Sci. Technol., vol. 6. No.6, p.11-18, 2006

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

- 19 -

[45] Kuba T., Wachtmeister A., Loosdrecht M., Heijnen J.J. – Effect of nitrate on phosphorus release

in biological phosphorus removal systems. Wat. Sci. Tech., 30(6), p.263-269, 1994

[53] Liu W.T., Mino T., Nakamura K., Matsuo T. – Glycogen accumulating population and its

anaerobic uptake in anaerobic-aerobic activated sludge without biological phosphorus removal.

Wat. Res. 30(1), p.75-82, 1996a

[54] Liu W. T., Mino T., Nakamura K., Mtasuo T. – Biological phosphorus removal process – effect

of pH on anaerobic substrate metabolism, Wat. Sci. Tech., 31(1/2), p.25-32, 1996b

[56] Lotter L.H., Pitman A.R. – Improved Biological Phosphorus Removal Resulting from the

Enrichment of Reactor Feed with Fermentation Products. Wat. Sci. Tech., 26(5-6),p.943-953,

1992

[58] Machnika A, Suschka J, Grubel K – Phosphorus uptake by filamentous bacteria, paper ID

117101, IWA 4th World Water Congress, Marrakech, sept. 2004

[60] Matsuo Y. – Effect of the anaerobic solids retention time on enhanced biological phosphorus

removal. Wat. Sci. Tech., 30(6), p. 193-202, 1994

[67] Mino T., van Loosdrecht M.C.M., Heijnen J.J. – Microbiology and Biochemistry of the Enhanced

Biological Phosphate Removal Process. Wat.Res., 32(11), p.3193-3207, 1998

[71] Minescu A. – Statii de epurare compacte, Teza de doctorat, 2011

[72] Metcalf & Eddy (2003) Wastewater Engineering: Treatment & Reuse, 4th edition, Mc Graw-Hill.,

Boston, Massachusetts, pp 429-430: 452-453; 563-886.

[73] Nakamura K. Dazai M. – Growth characteristics of batch cultured acyivated sludge and its

phosphate elimination capacity, J. Ferment Tech., 64, p.433-439, 1986

[78] Pana, A.S. – Teza de doctorat – Îndepărtarea biologică a fosforului din apa uzată, 2008

[82] Randall A.A., Benefield L.D., Hill W.E. – The effect of fermentation products on enhanced

biological phosphorus removal, polyphosphate storage and microbial population dynamics,

Water Sci. Tech., 25(6), p.83-92, 1994

[83] Ruya T., Derin O., Nayik A. – The effect of substrate composition on the nutrient removal

potential of sequnecing batch reactors, Water S.A., Vol.25, No.3, 337-344, 1999

[88] Serban M., Rosoiu N. – Biochimie medicala Vol. I, Principii de organizare moleculara. Ed.

Muntenia, Constanta, 2003

[90] Sedlak, R.I., editor. 1991. Phosphorus and Nitrogen Removal from Municipal Wastewater;

Principles and Practice, 2nd

edition. Lewis Publishers, Boca Raton, FI.

[91] Skalsky D.S, Daigger G.T. – Wastewater Solids Fermentation for Volatile Acid Production and

Enhanced Biological Phosphorus Removal. Wat. Envr. Res., 67(2), p.230-237, 1995

[92] Smolders G.J.F., van der Meij J., van Loosdrecht M.C.M., Heijnen J.J. – Stoichiometric model of

the aerobic metabolism of the biological phosphorus removal process, Biotechnol.Bioeng., 44,

p.837-848, 1994a

[93] Smolders G.J.F., van der Meij J., van Loosdrecht M.C.M., Heijnen J.J. – Model of the anaerobic

metabolism of the biological phosphorus removal process: stoichiometry and pH influence,

Biotechnol. Bioeng., 42, p.461-470, 1994b

[94] Smolders G.J.F. – A metabolic model of the biological phosphorus removal. Stoichiometry,

kinetics and dynamic behavior. Ph.D. thesis TU Delft, 1995

[95] Stephens , H.L. and H.D. Stensel (1998) “Effect of Operating Conditions on Biological

Phosphorus Removal”, Water Environment Research, vol.70, no.3, pp. 362-369

[101] Van Niel E.W.J., Kortstee G.J.J, Appeldoorn K.J, Zehnder A.J.B – Inhibition of Anaerobic

Phosphate release by Nitric Oxide in activated Sludge, Applied and Environmental

Microbiology, p.2925-2930, Aug. 1998

[102] Vilalta M.P. – Effect of different carbon sources and continuous aerobic conditions on the EBPR

process, Ph.D.Thesis, 2004

[109] WEF and ASCE. 2006. Biological Nutrient Removal (BNR) Operation in Wastewater Treatment

Plants. Water Environment Federation and the American Society of Civil Engineers. Alexandria,

VA: WEFPress.

[111] ***US EPA Report 2010