Share PDF

Search documents:
  Report this document  
    Download as PDF   
      Share on Facebook

TEHNICIAN ECOLOG SI PROTECTIA

CALITATII MEDIULUI

ANUL 2012

CURSANT :XXXXXXXXX

REFERAT

POLUAREA APEI

CUPRINS

1-introducere

2-scurt istoric

3 situatia actuala

4-surse de poluare

5-clasificarea poluantilor

6-eutrofizarea

7-consecintele poluarii

8-protectia apelor

9-epurarea apei

10-descrierea principiului de functionare a unei statii de epurare

1.INTRODUCERE

Poluarea reprezinta contaminarea mediului înconjurator al Pamântului cu materiale care interfereaza cu sanatatea umana, calitatea vieții sau funcția naturala a ecosistemelor (organismele vii și mediul în care traiesc). Chiar daca uneori poluarea mediului înconjurator este un rezultat al cauzelor naturale cum ar fi erupțiile vulcanice, cea mai mare parte a substanțelor poluante provine din activitațile umane.

2Pamantul , aceasta planeta

numita si “ planeta albastra” datorita celor 70,8% suprafata a apei si doar 29,2% suprafata uscatului are nevoie de noi toti ca sa ramana la fel de albastra ,

Raurile sa fie curate , marile nepoluate si oceanele fara petrol .

3. Cererea de apa potabila este în creștere continua cât timp populația globului crește. Din anul 1940 pâna în anul 1990 preluarea apei potabile din râuri, lacuri, rezervoare și alte surse a crescut de patru ori. Din totalul apei consumate în Statele Unite în 1995, 39% a fost pentru irigație, 39% a fost pentru generarea de curent electric, 12% a fost folosita pentru alte utilitați; industria și mineritul au folosit

7% și restul a fost folosita pentru animalele domestice și în scopuri comerciale

Consumul anual de apa la nivel mondial este 10000km cubi

.Consumul zilnic de apa de persoana variaza intre 50 si 1500 de litri . In raport cu alte tari ,tara noastra are resurse de apa extrem de reduse si cu variatii mari in timp .

In natura apa exista sub urmatoarele forme :

1-apa de suprafata : -raurii , fluvii , lacuri , marii , oceane 2-apa subterana –straturi acvifere si izvoare

Luându-se în considerare toate utilizarile , clasificarea apelor de suprafata se face în mai multe categorii :

-categoria I - ape care servesc în mod organizat la alimentarea cu apa a populatiei , ape care sunt utilizate în industria alimentara care necesita

apa potabila , sau ape care servesc ca locuri de îmbaiere si stranduri organizate;

-categoria II - ape care servesc pentru salubrizarea localitatilor,

ape utilizate pentru sporturi nautice sau apele utilizate pentru agrement, odihna,

recreere , reconfortarea organismului uman ;

- categoria III - ape utilizate pentru nevoi industriale, altele decât cele alimentare aratate mai sus, sau folosite în agricultura pentru irigatii .

Pentru fiecare din aceste categorii sunt stabilite o serie de norme pe care apa trebuie sa le îndeplineasca la locul de utilizare

.Bineînteles ca aceste

norme sunt cu atât mai pretentioase cu cât categoria de utilizare este mai mica .

Conform STAS 4706-88, pentru fiecare din categorii se dau indicatori de calitate fizici, chimici, microbiologici si de eutrofizare, care

trebuie îndepliniti de apele de suprafata, în functie de categoria de calitate

La noi în tara, din circa 19750 km de ape curgatoare (râuri si fluviul Dunarea), 7150 km corespund din punct de vedere calitativ categoriei I

de calitate , 6580 km categoriei II, 2700 km categoriei III, restul de 3620 km

sunt considerati ca degradati, necorespunzând nici uneia din cele trei categorii

In cadrul Conferintei Natiunilor Unite asupra Mediului Inconjurator de la Rio de Janeiro a fost adoptata, la 22 decembrie 1992, hotararea prin care 22 martie devenea “Ziua mondiala a apei”. S-a dovedit a fi o ocazie buna pentru a reaminti tuturor cat de importante sunt eforturile concrete de a oferi spre consum apa pura, precum si identificarea problemelor si gasirea de solutii la aceste probleme.

Astfel, in fiecare an la 22 martie se celebreaza Ziua Mondiala a Apei

Obiectivul Zilei Mondiale a Apei din acest an, stabilit de catre organizatiile internationale, este sa-si concentreze atentia asupra impactului pe care il are cresterea rapida a populatiei, industrializarea si incertitudinile cauzate de schimbarile climatice, conflictele si dezastrele naturale asupra sistemelor de alimentare cu apa.

Definitie

Poluarea apei inseamna orice alterare fizica,chimica sau bacteriologica a apei peste o limita admisibila stabilita,inclusiv depasirea nivelului natural de radioactivitate produsa direct sau indirect,cu activitati umane care o fac improprie pentru o folosire normala

În scopurile pentru care e folosibila înainte de a deveni alterarea.

4 . Sursele de poluare a apei sunt diferite. Cele care produc murdarirea in urma evacuarii unor substante in ape prin intermediul unor instalatii destinate urmatoarelor scopuri : orase canalizate, crescatorii de animale sau evacuari de industrii etc sunt surse organizate, iar cele care produc murdaria prin patrunderea necontrolata a unor substante in ape, locuri necanalizate sunt surse neorganizate.

Sursele de poluare ale apei se clasifica dupa urmatoarele criterii: a) provenienta: activitatile menajere, industrie, agricultura si

transporturi

b) aria de raspândire a poluantilor:

-surse locale (conducte de canalizare, rampe de descarcare);

-difuze - poluantii se raspândesc pe o arie mare. Uneori este dificil de localizat sursa.

c) pozitie:

-surse fixe: activitati industriale, zootehnice etc.

-surse mobile: autovehicule, locuinte si instalatii care se deplaseaza etc.

Industria deverseaza în apele de suprafata substante chimice, resturi vegetale si animale, solventi, hidrocarburi, apa calda etc.

Din agricultura provine apa cu numeroase substante chimice: pesticide, fertilizanti, detergenti etc.

Transporturile raspândesc în mediu înconjurator produse petroliere, detergenti etc.

Activitatile menajere genereaza dejectii, detergenti, alte substante. Poluantii apelor pot fi grupati dupa urmatoarele criterii:

a) natura: poluanti organici, anorganici, biologici, termici, radioactivi; b) stare de agregare: suspensii (substante insolubile în apa); solubili în apa; dispersii coloidale;

c) durata degradarii naturale în apa - poluantii pot fi:

-usor biodegradabili;

-greu biodegradabili (degradarea are loc în mai putin de 30 de zile);

-nebiodegradabili (degradarea se produce în 30-60 de zile);

-refractari (degradarea începe dupa cel putin 2 ani).

De exemplu, coprolactama se biodegradeaza în circa 3 saptamâni, iar clorbenzenul se descompune în 2 ani.

Poluarea organica îsi are sursele în fabrici de celuloza si hârtie, industria chimica, petrochimie, industria alimentara.

Poluarea anorganica (saruri, acizi, baze) este indusa de industria chimica (produse clorosodice), extractia titeiului, prepararea minereurilor, hidrometalurgie.

Poluarea biologica îsi are originea în activitatile menajere, functionarea abatoarelor etc. Prin apa se transmit numeroase boli:

-bacteriene (febra tifoida, dizenteria, holera);

-virotice (poliomelita, hepatita);

-parazitare (giardioza).

Poluarea termica se produce prin deversarea de apa calda, provenita de la instalatii industriale si îndeosebi din industria energetica. Ca urmare a acestui fapt, scade concentratia oxigenului

din apa, creste sensibilitatea organismelor acvatice la poluanti, dispare o parte din fauna, se înmultesc peste masura algele albastre etc.

Poluarea radioactiva este generata de urmatoarele:

-apa rezultata din extractia si prelucrarea minereurilor radioactive (uraniu, thoriu);

-depozitele de deseuri radioactive;

-avariile la reactoarele nucleare;

-naufragiile vapoarelor cu încarcatura nucleara etc.

Poluarea cu produse petroliere acestea provin din extractia, transportul si prelucrarea titeiului:

-platforme de foraj;

-spalarea tancurilor petroliere;

-accidente.

Petele de titei (maree neagra) se întind pe suprafete mari (o tona de titei, raspândita în strat monomolecular, poate ocupa 10 12 km2). Pelicula de petrol distruge flora si fauna deoarece:

-întrerupe contactul cu aerul;

-împiedica asimilatia clorofiliana;

-sunt distruse oua, larve (pasarile ihtiofage nu îsi mai gasesc hrana, mor de frig prin îmbibarea penajului cu titei);

-compusii fenolici si aromatici sunt toxici, benzopirenul este cancerigen etc.

Titeiul deversat în mare se poate recupera partial (10-14%) prin:

-adsorbtie în mase plastice poroase;

-congelare (se solidifica);

-colectarea mecanica - aspiratie cu pompe si sisteme colectoare. Depoluarea poate continua si prin alte metode, cum ar fi:

-dispersarea titeiului prin insuflare de aer, prin conducte perforate, scufundate;

-dispersare cu detergenti;

-aprindere cu aruncatoare de flacari.

5 . Clasificarea poluantilor:

.Poluanti de natura fizica:

·depunerile radioactive;

·ape folosite in uzine atomice;

·deseuri radioactive;

·ape termale;

·lichide calde provenite de la racirea instalatiilor industriale sau a centelor termoelectrice si atomo – electrice.

Poluanti de natura chimica:

Mercurul provenit din:

·deseuri industriale;

·inhalarea vaporilor ca urmare a unor scapari accidentale determinate de deteriorarea unor termometre sau tuburi fluorescente;

·ingerarea accidentala de compusi anorganici;

·deversarile unor uzine producatoare de fungicide organomercurice.

Azotatii proveniti din:

·ingrasaminte chimice;

·detergenti;

·pesticide organofosforice. Cadminiul provenit din:

·ape in care sau deversat reziduuri de cadminiu;

·aerosoli.

Plumbul provenit din:

·evacuarile uzinelor industriale;

·gazele de esapament ale autovehiculelor;

·manipularea gresita a tetraetilplumbului folosit ca activ antidetonant la benzina.

Zincul provenit din:

·apa sau bauturi cu continut de zinc;

·ingerarea accidentala a unor saruri sau oxizi ai acestuia (vopsele);

·dizolvarea de catre solutii acide a zincului din vase, din deseuri sau scapari industriale

Hidrocarburile provenite din:

·gazele de esapament ale autovehiculelor;

·scurgerile de titei;

·arderea incompleta a combustibililor fosili (carbuni, petrol si gaze naturale);

·arderea incompleta a biomasei (lemnul, tutunul);

·fumul de tigara.

Pesticidele, insecticidele, fungicidele provenite din:

·apele reziduale de la fabricile de produse antiparazitare;

·pulverizarile aeriene;

·spalarea acestor substante de catre apa de ploaie de pe terenurile agricole tratate;

·detergenti.

.Poluanti de natura biologica:

·microorganismele patogene;

·substantele organice fermentescibile.

6 . Eutrofizarea

Eutrofizarea reprezinta cresterea progresiva a concentratiei de fosfor, azot si alte substante nutritive necesare plantelor, într-un ecosistem acvatic de tipul unui lac. Productivitatea sau fertilitatea unui astfel de

ecosistem creste odata cu marirea cantitatii de materie organica care se transforma în substante nutritive. Materia intra în circuitul ecosistemului prin curentii care duc aluviunile. Înflorirea apelor (dezvoltarea excesiva a algelor) are loc adesea la suprafata apei, împiedicând speciile pelagice (submerse) sa capteze lumina si sa asimileze oxigenul necesar vietii acvatice.

Scurgeri agricole

(Conditiile create de agricultura moderna, urbanizarea si industrializarea au dus la perturbarea cantitatii de nutrienti in special la azot si fosfor) si la o crestere considerabila a cantitatii lor, atat din surse difuze, cat si punctiforme, in apele de suprafata si cele subterane. Acest aport a dus, mai ales in lacuri, la aparitia fenomenului de eutrofizare. Eutrofizarea reprezinta un proces care se produce si natural, dar foarte lent, in secole. Ritmul lui a fost accelerat si a dus la degradarea mediului acvatic intr-un timp foarte scurt.

Nutrientii sunt substante sau elemente chimice utilizate in cresterea si dezvoltarea normala a unui organism. In functie de cantitatea cu care participa la alcatuirea structurii organismelor, nutrientii se impart in macronutrienti si micronutrienti.

7 . Consecintele poluarii

.1. Asupra mediului:

·posibilitatea contaminarii sau poluarii chimice a animalelor acvatice;

·contaminarea bacteriologica sau poluarea chimica si radioactiva a legumelor, fructelor sau a zarzavaturilor;

·Distrugerea florei microbiene proprii apei ceea ce determina micsorarea capacitatii de debarasare fata de diversi poluanti prezenti la un moment dat.

.2. Asupra sanatati:

Majoritatea bolilor din organism sunt cauzate de faptul ca oamenii nu beau suficienta apa sau apa bauta nu are cele mai bune calitati.

I. Boli infectioase:

·boli microbiene: febra tifoida, dizenteria, holeria;

·boli virotive: poliomielita, hepatita epidemica;

·boli parazitare:dizenteria, giardiaza.

II. Boli neinfectioase: determinate de contaminarea apei cu substante chimice cu potential toxic:

•Intoxicatia cu plumb (saturnism), se manifesta prin:

-oboseala nejustificata;

-afecteaza globulele rosii, vasele sanguine;

-afecteaza sistemul nervis central, provocand ecefalopatia saturnina si cel perifieric cu dereglari motorii.

•Intoxicatia cu mercur:

-dureri de cap, ameteli, insomnie, oboseala;

-tulburari vizuale;

-afectiuni ale sistemului nervos;

- afectiuni ale rinichilor;

-

-malformatii congenitale ale fatului in cazul femeilor insarcinate.

•Intoxicatia cu zinc:

-dureri epigastrice, diaree, tremuraturi, pareze;

-afectiuni ale sistemului nervos central, muschilor si sistemului cardiovascular.

•Intoxicatia cu cadminiu:

-cefalee;

-scaderea tensiuni arteriale;

-afectiuni hepato-renale.

•Intoxicatia cu azotati si fosfati:

-invinetirea buzelor, narilor, fetei;

-agitatia pana la convulsii;

-cefalee, greata.

•Intoxicatia cu pesticide:

-alterarea functiilor ficatului pana la formarea hepatitei cronice;

-encefalopatii;

-malformatii congenitale.

.3. Asupra calitatii apelor:

In viata colectivitatilor umane, apele sunt utilizate zilnic atat ca aliment cat si in asigurarea igienei personale. In medie, in 24 de ore, un om adult consuma in scopuri alimentare 2-10L de apa.

Mirosul apei provine de la substantele volatile pe care le contine ca rezultat al incarcarii cu substante organice in descompunere, al poluarii cu substante chimice sau ape reziduale. Cu cat apa contine mai multe substante organice, chimice sau ape reziduale cu atat mirosul este mai usor de perceput.

Culoarea apei poate da indicatii asupra modificarii calitatii astfel:

-apele de culoare aramie sau bruna provin de la distilarile de carbune amestecate cu ape industriale care contin fier;

-apele de culoare brun inchis sunt apele de la fabricile de celuloza;

-apele bogate in fier sunt cele provenite de la tabacarii si au culoarea verde inchis sau neagra;

-ionii de fier dau apelor o culoare galbena;

-ionii de cupru confera apei o culoare albastra;

-apele care contin argila coloidala au o culoare galben-bruna.

Distrugerea florei microbiene proprii apei ceea ce determina micsorarea capacitatii de debarasare fata de diversi poluanti prezenti la un moment dat.

-apele de culoare aramie sau bruna provin de la distilarile de carbune amestecate cu ape industriale care contin fier;

-apele de culoare brun inchis sunt apele de la fabricile de celuloza;

-apele bogate in fier sunt cele provenite de la tabacarii si au culoarea verde inchis sau neagra;

-ionii de fier dau apelor o culoare galbena;

-ionii de cupru confera apei o culoare albastra;

-apele care contin argila coloidala au o culoare galben-bruna.

8 . Protectia apelor:

I.AUTOPURIFICAREA APELOR

Se realizeaza prin procese fizice si fizico-chomice precum si prin procese biologice si biochimice. Acestea constau in:

·sedimentarea materilor mai grele, sedimentare, care este influentata de temperatura, viteza de scurgere a apei etc.;

·prin actiunea radiatilor solare (ultraviolete) cu efecte antibacteriene;

·prin reactii chimice de oxidare, reducere, neutralizare care au loc intre substantele chimice din apa si cele din apa poluata;

·prin reactii chimice chiar numai intre substantele chimice din apa poluata.

Procesele biologice si biochimice constau in primul rand in concurenta dintre flora propriei ape si flora poluanta patrunsa in apa. Astfel, germenii propii apei elibereaza in apa o serie de metaboliti cu actiune antibiotica fata de germenii poluanti, ducand in cele din urma la disparitia suportului nutritiv de hrana al germenilor patogeni patrunsi prin poluare.

I.Protectia apelor si a ecosistemelor acvatice:

Protectia apelor de suprafata si subterane si a ecosistemelor acvatice are ca obiect, mentinerea si ameliorarea calitatii si productivitatii naturale ale acestora in scopul evitarii unor efecte negative asupra mediului, sanatatii umane si bunurilor materiale:

·Interzicerea evacuarii la intamplare a reziduurilor de orice fel care ar putea polua apa si, in primul rand, a apelor reziduale, comunale si industriale. Acestea trebuie colectate si indepartate prin sisteme de canalizare sau instalatii locale de coloectare;

·Construirea de statii de epurare pentru retinerea si degradarea substantelor organice poluante continute in apele reziduale ale localitatilor si unitatilor zootehnice inainte de eliminarea lor in apa;

·Distrugerea prin dezimfectie a germenilor patogeni continuti in ape reziduale ale unor institutii (spitale), abatoarele, unitatile industriei carnii;

·Inzestrarea cu sisteme de retinere si colectare a substantelor radioactive din ape reziduale;

·Construirea de statii sau sisteme de epurare specifice pentru apele reziduale ale unitatii industriale in vederea retinerii si neutralizarii substantelor chimice potential toxice;

·Controlul depozitarii deseurilor solide, astfel incat acestea sa nu fie antrenate sau purtate in sursele de apa de suprafata sau subterane.

9..Epurarea apei

Apa reziduala reprezinta debitul de apa folosita, obtinut de la intreaga comunitate. Inainte de a fi eliberata in mediul оnconjurator, aceasta trebuie transportata la statiile de epurare a apei. Cantitatea de apa reziduala din statiile de epurare variaza in functie de momentul zilei si de anotimp.

Primul pas spre epurare este colectarea apelor uzate, care se face prin sisteme de canalizare. ele sunt mai simple la poluanti industriali, dar foarte vaste si complicate în cazul canalizarii localitatilor, deoarece trebuie sa preia ape uzate fecaloid-menajere de la un foarte mare numar de surse - toate chiuvetele, WC-urile, cadele de dus sau baie etc. Se mai adauga canalele ce preiau apele pluviale. Apele acestea trebuie apoi conduse la statia de epurare, de unde apoi de regula sunt restituite în emisar, de obicei un râu. În final vom vedea o serie de reglementari în domeniu, pentru a întelege mai bine problema epurarii apelor

O mare problema în zonele urbane o constituie apele pluviale. Uneori sunt colectate de sisteme de canalizare distincte si deversate direct în emisar - de regula râul care trece prin / pe lânga localitatea în cauza. Dar ele sunt mai mult decât niste simple ape de siroire încarcate cu suspensii.... De pe strazi ele se încarca cu reziduuri petroliere si de uleiuri, plumb de la combutibili, particule din abrazarea cauciucurilor si discurilor de frâna ale automobilelor etc. si deci sunt suficient de poluate încât sa necesite de fapt epurare în statia de epurare oraseneasca la fel ca alte ape uzate.

În alte cazuri ele sunt colectate împreuna cu apele uzate fecaloid- menajere sau alte asemenea ape puternic poluate, si ajung în comun în statiile de epurare. La ploi puternice însa, se genereaza debite

carora nici o statie de epurare nu le-ar putea face fata, si se ajunge ca volume mari de ape uzate sa fie deversate direct în râurile apropiate, scurtcircuitând statia de epurare, obtinând deci un efect si mai grav decât daca numai apele pluviale ar fi fost deversate neepurate în emisar.

Istoric si evolutie

Primele statii de epurare au aparut în Anglia în secolul XIX. Initial s- au realizat canalizari, care au rezolvat problema epidemiilor hidrice, dar au facut din Tamisa un râu mort ce degaja miros pestilential, încât în geamurile parlamentului au trebuit atârnate cârpe îmbibate cu clorura de calciu. Abia atunci s-a trecut la realizarea de statii de epurare. Tot în Anglia s-au pus bazele monitoringului. Parametrul "consum biochimic de oxigen" CBO5 a fost introdus în 1898 si a fost conceput în concordanta cu realitatile englezesti - temperatura de 200C, timp de rezidenta în râu 5 zile, tip de poluare predominanta fiind cea fecaloid-menajera...

În SUA, în 1984 existau 15438 de statii de epurare care deserveau o populatie de 172205000 locuitori, adica 73,1% . Procentul de epurare a apelor din punct de vedere al încarcarii organice masurate prin CBO5 a fost de 84% iar din punct de vedere al suspensiilor de 86,3%. Pentru anul 2005 se prevede atingerea unui nivel de 16980 de statii de epurare care sa deserveasca 243723000 locuitori, adica 86,6% . Procentul de epurare a apelor din punct de vedere al încarcarii organice masurate prin CBO5 e planificat sa atinga 89,9% iar din punct de vedere al suspensiilor de 88,9%.

În SUA tot mai putine ape uzate dupa epurare se descarca din nou în emisar. Se infiltreaza în sol sau se utilizeaza pentru irigatii, în industrie, pentru recreere (lacuri), pentru piscicultura, si chiar ca sursa de apa potabila, dupa descarcare în lacuri sau injectare în sol sau chiar direct, dar cu supunere la preparare avansata. De exemplu în SUA se utilizeaza ape uzate la prepararea de apa potabila în orase ca Palo Alto, Denver, El Paso si chiar Washington DC! Aceasta e destul de scumpa, dar totusi mai ieftina decât desalinizarea apei marine de exemplu, de aceea tehnologia se raspândeste în tari arabe si africane...

10 . Principiul constructiv al unei statii de epurare a apelor uzate

Desi difera prin dimensiuni si tehnologii folosite, cea mai mare parte a statiilor de epurare a apelor uzate orasenesti au o schema constructiva apropiata. Exista si unele realizate pe verticala, tip turn, dar majoritatea sunt pe orizontala. Ocupa relativ mult teren, dar o parte din instalatii se pot realiza în subteran, cu spatii verzi deasupra.

Distingem o treapta primara, mecanica; o treapta secundara, biologica; si la unele statii (deocamdata nu la toate!) o treapta tertiara - biologica, mecanica sau chimica.

Treapta primara consta din mai multe elemente succesive:

·Gratarele retin corpurile plutitoare si suspensiile grosiere (bucati de lemn, textile, plastic, pietre etc.). De regula sunt gratare succesive cu spatii tot mai dese între lamele. Curatarea materiilor retinute se face mecanic. Ele se gestioneaza ca si gunoiul menajer, luând drumul rampei de gunoi sau incineratorului...

·Sitele au rol identic gratarelor, dar au ochiuri dese, retinând solide cu diametru mai mic.

·Deznisipatoarele sau decantoarele pentru particule grosiere asigura depunerea pe fundul bazinelor lor a nisipului si pietrisului fin si altor particule ce au trecut de site dar care nu se mentin în ape linistite mai mult de câteva minute. Nisipul depus se colecteaza mecanic de pe fundul bazinelor si se gestioneaza ca deseu împreuna

cu cele rezultate din etapele anterioare, deoarece contine multe impuritati organice.

· Decantoarele primare sunt longitudinale sau circulare si asigura stationarea apei timp mai îndelungat, astfel ca se depun si suspensiile fine. Se pot adauga în ape si diverse substante chimice cu rol de agent de coagulare sau floculare, uneori se interpun si filtre. Spumele si alte substante flotante adunate la suprafata (grasimi, substante petroliere etc.) se retin si înlatura ("despumare") iar namolul depus pe fund se colecteaza si înlatura din bazin (de exemplu cu lame racloare sustinute de pod rulant) si se trimite la metantancuri.

Treapta secundara consta si ea din mai multe etape:

·Aerotancurile sunt bazine unde apa este amestecata cu "namol activ" ce contine microorganisme ce descompun aerob substantele organice. Se introduce continuu aer pentru a accelera procesele biochimice.

·Decantoarele secundare sunt bazine în care se sedimenteaza materialele de suspensie formate în urma proceselor complexe din aerotancuri. Acest namol este trimis la metantancuri iar gazele (ce contin mult metan) se folosesc ca si combustibil de exemplu la centrala termica.

Treapta tertiara nu exista la toate statiile de epurare. Ea are de regula rolul de a înlatura compusi în exces (de exemplu nutrienti- azot si fosfor) si a asigura dezinfectia apelor (de exemplu prin clorinare). Aceasta treapta poate fi biologica, mecanica sau chimica sau combinata, utilizând tehnologii clasice precum filtrarea sau unele mai speciale cum este adsorbtia pe carbune activat, precipitarea chimica etc. Eliminarea azotului în exces se face biologic, prin nitrificare (transformarea amoniului în azotit si apoi azotat) urmata de denitrificare, ce transforma azotatul în azot ce se degaja în atmosfera. Eliminarea fosforului se face tot pe cale biologica, sau chimica.

ÃŽn urma trecerii prin aceste trepte apa trebuie sa aiba o calitate acceptabila, care sa corespunda standardelor pentru ape uzate epurate. Daca emisarul nu poate asigura dilutie puternica, apele

epurate trebuie sa fie foarte curate. Ideal e sa aiba o calitate care sa le faca sa nu mai merite numite "ape uzate" dar în practica rar întâlnim asa o situatie fericita. Pe de o parte tehnologiile de epurare se îmbunatatesc, dar pe de alta parte ajung în apele fecaloid- menajere tot mai multe substante care nu ar trebui sa fie si pe care statiile de epurare nu le pot înlatura din ape.

În final apa epurata este restituita în emisar - de regula râul de unde fusese prelevata amonte de oras. Ea contine evident înca urme de poluant, de aceea este avantajos ca debitul emisarului sa fie mare pentru a asigura dilutie adecvata.

Alte solutii propun utilizarea pentru irigatii a apelor uzate dupa tratamentul secundar, deoarece au un continut ridicat de nutrienti. Acest procedeu e aplicabil daca acele ape nu contin toxice specifice peste limitele admise si produsele agricole rezultate nu se consuma direct. În acest caz nu mai este necesara treapta a III-a si nu se mai introduc ape în emisar (fapt negativ din punct de vedere al debitului dar pozitiv pentru calitate, deoarece apele epurate nu sunt niciodata cu adevarat de calitate apropiata celor naturale nepoluate antropic). Se experimenteaza si utilizarea apelor uzate ca sursa de apa potabila, desigur cu supunerea la tratamente avansate de purificare.

Namolul din decantoarele primare si secundare este introdus în turnuri de fermentatie, numite metantancuri. De obicei sunt rezervoare de beton armat de mari dimensiuni, unde se asigura temperatura relativ ridicata, constanta, si conditii anaerobe, în care bacteriile fermenteaza namolul si descompun substantele organice pâna la substante anorganice, rezultând un namol bogat în nutrienti si gaze care, continând mult metan, se utilizeaza ca si combustibil.

3.3 Probleme particular ale epurarii apelor uzate

· Statii de epurare integral biologice

ÃŽn anumite conditii de clima se poate folosi si epurarea biologica cu plante, prin mlastina / laguna de epurare, care poate retine fosfatii, nitratii si agentii patogeni. Un hectar de stuf de exemplu extrage din apa anual 10-15 tone de azot, fosfor si sulf si peste 150 tone de poluanti organici!

La Arcata (California) în mod experimental s-a introdus un sistem de epurare exclusiv biologic, cu plante, într-un sistem de mlastini si lacuri. Fezabilitatea pe termen lung si posibilitatea de a folosi pe scara larga asemenea tehnologie este deocamdata controversata.

· Preepurarea apelor uzate industriale

Apele uzate industriale au de regula nivele înalte de încarcare cu poluant si mai ales au caracteristici frecvent foarte diferite de cele uzate fecaloid-menajere. De aceea ele nu pot fi epurate direct în statiile de epurare orasenesti, ci trebuie supuse unui proces de preepurare specifica, adaptata naturii poluantului sau poluantilor în cauza, si apoi eventual descarcate în canalizarea oraseneasca si duse la statia clasica de epurare. Se poate face si o statie complet separata pentru apele industriale, care sa asigure epurare pâna la nivelul la care pot fi descarcate legal în emisar (râu de exemplu). O asemenea statie complet separata se poate justifica economic la mari întreprinderi...

Ape industriale uzate sunt si cele ce provin din "spalarea" gazelor, inclusiv a celor de la centralele termice sau termoelectrice, unde apele încarca bioxid de sulf, rezultând gaze mai putin poluante pentru atmosfera dar ape foarte poluate, ce trebuie epurate.

Uneori apele uzate industriale au încarcari de poluanti pentru care nu exista tehnologie de epurare adecvata, singura solutie ramânând în acest caz injectarea profunda.

· Problema namolului

Din statiile de epurare rezulta mari cantitati de namol. De exemplu în Germania se produc anual peste 100 de milioane de tone de namol brut! Acesta este în final uscat prin diverse procedee si poate fi utilizat ca îngrasamânt agricol sau dupa caz este transportat la rampa de gunoi si haldat sau incinerat sau supus pirolizei. Utilizarea ca îngrasamânt oricum nu se face direct, ci mai întâi trebuie supus unui proces de "conditionare" ce poate cuprinde dezinfectie, adaugare de saruri de aluminiu si fier, var, cenusa, materiale de floculare apoi deshidratare prin presa sau centrifuga....

În ultimul timp în apele uzate ajung tot mai multe metale grele si alti poluanti care fac ca namolul sa fie toxic si neadecvat utilizarii ca îngrasamânt. În Germania de exemplu doar circa 40% poate fi utilizat în agricultura.... Alternative sunt folosirea lui ca materie prima la caramizi speciale si alte materiale de constructii. O practica larg raspândita în trecut si din fericire abandonata dupa îndelungi scandaluri a fost deversarea în ocean a namolului provenit din statii de epurare a apelor.

· Metode speciale de epurare a apelor - osmoza inversa

Osmoza a fost descoperita în 1748 iar osmoza inversa mult mai târziu, dar cu vaste aplicatii. Ea produce apa curata, chiar prea "curata" (demineralizata) si se poate folosi pentru epurarea apelor uzate , preparare de apa potabila, dar si în alte scopuri ( producerea ghetii, aplicatii biomedicale si de laborator, în fotografie, industria farmaceutica, cosmetica, electronica si electrotehnica, zootehnie, medicina pentru hemodializa, dedurizarea apei pentru centralele termice etc.).

Principiul de functionare al procedeului este o membrana semi- permeabila prin care apa trece foarte usor dar alte substante mai putin sau deloc din cauza marimii moleculei. Punând în contact doua mase de apa cu concentratii diferite de diverse substante, separate prin membrana, la osmoza normala apa va tinde sa traverseze membrana de la solutia mai diluata catre cea mai concentrata pâna la egalarea concentratiilor. Dar daca pe solutia mai concentrata se aplica o presiune mare, peste nivelul celei osmotice produsa de diferenta de concentratie, procesul este invers si apa trece din solutia concentrata spre cea diluata, cu alte cuvinte de la cea poluata spre cea purificata.

Stratul de solutie concentrata care se formeaza pe suprafata membranei trebuie îndepartat periodic pentru a preveni astuparea microporilor prin care trec moleculele de apa. În acest sens se poate utiliza un pre-filtru cu carbon activ pentru retinerea clorului care poate distruge membrana si a unui pre-filtru pentru sedimente care sa retina suspensiile fine. Dedurizarea prealabila a apei e necesara daca e foarte dura .

·Latrinele nu sunt o adevarata rezolvare a problemelor apelor uzate. Multe sunt doar niste gropi în pamânt de unde dejectiile se infiltreaza în sol si îl contamineaza cu multiple substante. Corect ele ar trebui sa aiba bazinele betonate si sa fie vidanjate periodic iar dejectiile sa fie transportate la statia de epurare.

·Injectarea profunda - o alternativa la epurare?

O solutie mai putin ecologica în locul tratarii în statii de epurare sau alte metode este injectarea profunda a apelor uzate, în zone si adâncimi unde nu contamineaza surse de apa subterana în uz curent sau cunoscute. În functie de natura poluantului, unele speram sa îsi modifice sau reduca continutul de poluanti, dar la majoritatea se spera doar sa nu ne deranjeze în urmatoarele secole sau chiar milenii, ceea ce nu este deloc o abordare durabila, dar se practica, la fel ca depozitarea deseurilor nucleare puternic radioactive.

Injectarea se face la adâncimi de regula de 500-2000 metri, cu extreme de la câteva sute de metri pâna la peste 4000 de metri. Depinde si de tipul de roca / formatiune geologica în care se injecteaza, de regula nisip, gresie, dolomit sau calcare. Debitul si presiunea sunt si ele variabile, iar tipurile de ape uzate care se injecteaza sunt de regula ape grav contaminate si foarte greu de epurat sau în cantitati foarte mari. Categorii de ape uzate injectate profund: ape uzate comunale si industriale, ape sarate de la exploatari petroliere, ape utilizate la minerit prin solvire a diverselor minerale (clorura de sodiu, potasiu, fosfati, uraniu, cupru etc.), ape utilizate în procedeul de ardere in situ a combustibililor fosili (carbune,

sisturi bituminoase...), producere de energie electrica pe baza celei geotermale; ape radioactive sau încarcate cu substante de înalta toxicitate din industria farmaceutica, chimica etc.; ape de racire; ape meteorice colectate de canalizari municipale si alte structuri. Se practica ti reinjectare de ape ne sau putin uzate din ratiuni hidrogeologice, cum sunt reîncarcarea acviferelor, injectii de barare a intruziuni apei sarate în acvifer, injectii de solide sub forma de suspensie înapoi în golurile de unde au fost extrase ex. steril înapoi în mine. În SUA, cel mai frecvent au fost injectate ape uzate de provenienta din industria chimica, farmaceutica si petrochimica (55%), rafinarii si industrie extractiva de gaze naturale (20%), industria metalurgica (7%).

4. REGLEMENTARI

Epurarea apelor uzate este o disciplina tehnica, în care se întâlnesc stiintele ingineresti, fizica, chimia si biologia. Exista o bogata literatura de specialitate legata de operarea statiilor de epurare. Sunt însa si reglementari legale si tehnice detaliate. Principalul act normativ specific este Hotarârea Guvernului nr. 188 din 28 februarie 2002 pentru aprobarea unor norme privind conditiile de descarcare în mediul acvatic a apelor uzate, publicata în Monitorul Oficial, Partea I nr. 187 din 20 martie 2002, din care reproducem în extras o serie de prevederi importante:

· Hotarârea Guvernului nr. 188 / 2002

Desi difera prin dimensiuni si tehnologii folosite, cea mai mare parte a statiilor de epurare a apelor uzate orasenesti au o schema constructiva apropiata. Exista si unele realizate pe verticala, tip turn, dar majoritatea sunt pe orizontala. Ocupa relativ mult teren, dar o parte din instalatii se pot realiza în subteran, cu spatii verzi deasupra.

Distingem o treapta primara, mecanica; o treapta secundara, biologica; si la unele statii (deocamdata nu la toate!) o treapta tertiara - biologica, mecanica sau chimica.

Treapta primara consta din mai multe elemente succesive:

·Gratarele retin corpurile plutitoare si suspensiile grosiere (bucati de lemn, textile, plastic, pietre etc.). De regula sunt gratare succesive cu spatii tot mai dese între lamele. Curatarea materiilor retinute se face mecanic. Ele se gestioneaza ca si gunoiul menajer, luând drumul rampei de gunoi sau incineratorului...

·Sitele au rol identic gratarelor, dar au ochiuri dese, retinând solide cu diametru mai mic.

·Deznisipatoarele sau decantoarele pentru particule grosiere asigura depunerea pe fundul bazinelor lor a nisipului si pietrisului fin si altor particule ce au trecut de site dar care nu se mentin în ape linistite mai mult de câteva minute. Nisipul depus se colecteaza mecanic de pe fundul bazinelor si se gestioneaza ca deseu împreuna cu cele rezultate din etapele anterioare, deoarece contine multe impuritati organice.

·Decantoarele primare sunt longitudinale sau circulare si asigura stationarea apei timp mai îndelungat, astfel ca se depun si suspensiile fine. Se pot adauga în ape si diverse substante chimice cu rol de agent de coagulare sau floculare, uneori se interpun si filtre. Spumele si alte substante flotante adunate la suprafata (grasimi, substante petroliere etc.) se retin si înlatura ("despumare") iar namolul depus pe fund se colecteaza si înlatura din bazin (de exemplu cu lame racloare sustinute de pod rulant) si se trimite la metantancuri.

Treapta secundara consta si ea din mai multe etape:

·Aerotancurile sunt bazine unde apa este amestecata cu "namol activ" ce contine microorganisme ce descompun aerob substantele organice. Se introduce continuu aer pentru a accelera procesele biochimice.

·Decantoarele secundare sunt bazine în care se sedimenteaza materialele de suspensie formate în urma proceselor complexe din aerotancuri. Acest namol este trimis la metantancuri iar gazele (ce contin mult metan) se folosesc ca si combustibil de exemplu la centrala termica.

Treapta tertiara nu exista la toate statiile de epurare. Ea are de regula rolul de a înlatura compusi în exces (de exemplu nutrienti- azot si fosfor) si a asigura dezinfectia apelor (de exemplu prin clorinare). Aceasta treapta poate fi biologica, mecanica sau chimica sau combinata, utilizând tehnologii clasice precum filtrarea sau unele mai speciale cum este adsorbtia pe carbune activat, precipitarea chimica etc. Eliminarea azotului în exces se face biologic, prin nitrificare (transformarea amoniului în azotit si apoi azotat) urmata de denitrificare, ce transforma azotatul în azot ce se degaja în atmosfera. Eliminarea fosforului se face tot pe cale biologica, sau chimica.

În urma trecerii prin aceste trepte apa trebuie sa aiba o calitate acceptabila, care sa corespunda standardelor pentru ape uzate epurate. Daca emisarul nu poate asigura dilutie puternica, apele epurate trebuie sa fie foarte curate. Ideal e sa aiba o calitate care sa le faca sa nu mai merite numite "ape uzate" dar în practica rar întâlnim asa o situatie fericita. Pe de o parte tehnologiile de epurare se îmbunatatesc, dar pe de alta parte ajung în apele fecaloid- menajere tot mai multe substante care nu ar trebui sa fie si pe care statiile de epurare nu le pot înlatura din ape.

În final apa epurata este restituita în emisar - de regula râul de unde fusese prelevata amonte de oras. Ea contine evident înca urme de poluant, de aceea este avantajos ca debitul emisarului sa fie mare pentru a asigura dilutie adecvata.

Alte solutii propun utilizarea pentru irigatii a apelor uzate dupa tratamentul secundar, deoarece au un continut ridicat de nutrienti. Acest procedeu e aplicabil daca acele ape nu contin toxice specifice peste limitele admise si produsele agricole rezultate nu se consuma direct. În acest caz nu mai este necesara treapta a III-a si nu se mai introduc ape în emisar (fapt negativ din punct de vedere al debitului dar pozitiv pentru calitate, deoarece apele epurate nu sunt niciodata cu adevarat de calitate apropiata celor naturale nepoluate antropic). Se experimenteaza si utilizarea apelor uzate ca sursa de apa potabila, desigur cu supunerea la tratamente avansate de purificare.

Namolul din decantoarele primare si secundare este introdus în turnuri de fermentatie, numite metantancuri. De obicei sunt

rezervoare de beton armat de mari dimensiuni, unde se asigura temperatura relativ ridicata, constanta, si conditii anaerobe, în care bacteriile fermenteaza namolul si descompun substantele organice pâna la substante anorganice, rezultând un namol bogat în nutrienti si gaze care, continând mult metan, se utilizeaza ca si combustibil.

3.3 Probleme particular ale epurarii apelor uzate

· Statii de epurare integral biologice

ÃŽn anumite conditii de clima se poate folosi si epurarea biologica cu plante, prin mlastina / laguna de epurare, care poate retine fosfatii, nitratii si agentii patogeni. Un hectar de stuf de exemplu extrage din apa anual 10-15 tone de azot, fosfor si sulf si peste 150 tone de poluanti organici!

La Arcata (California) în mod experimental s-a introdus un sistem de epurare exclusiv biologic, cu plante, într-un sistem de mlastini si lacuri. Fezabilitatea pe termen lung si posibilitatea de a folosi pe scara larga asemenea tehnologie este deocamdata controversata.

· Preepurarea apelor uzate industriale

Apele uzate industriale au de regula nivele înalte de încarcare cu poluant si mai ales au caracteristici frecvent foarte diferite de cele uzate fecaloid-menajere. De aceea ele nu pot fi epurate direct în statiile de epurare orasenesti, ci trebuie supuse unui proces de preepurare specifica, adaptata naturii poluantului sau poluantilor în cauza, si apoi eventual descarcate în canalizarea oraseneasca si duse la statia clasica de epurare. Se poate face si o statie complet separata pentru apele industriale, care sa asigure epurare pâna la nivelul la care pot fi descarcate legal în emisar (râu de exemplu). O asemenea statie complet separata se poate justifica economic la mari întreprinderi...

Ape industriale uzate sunt si cele ce provin din "spalarea" gazelor, inclusiv a celor de la centralele termice sau termoelectrice, unde apele încarca bioxid de sulf, rezultând gaze mai putin poluante pentru atmosfera dar ape foarte poluate, ce trebuie epurate.

Uneori apele uzate industriale au încarcari de poluanti pentru care nu exista tehnologie de epurare adecvata, singura solutie ramânând în acest caz injectarea profunda.

· Problema namolului

Din statiile de epurare rezulta mari cantitati de namol. De exemplu în Germania se produc anual peste 100 de milioane de tone de namol brut! Acesta este în final uscat prin diverse procedee si poate fi utilizat ca îngrasamânt agricol sau dupa caz este transportat la rampa de gunoi si haldat sau incinerat sau supus pirolizei. Utilizarea ca îngrasamânt oricum nu se face direct, ci mai întâi trebuie supus unui proces de "conditionare" ce poate cuprinde dezinfectie, adaugare de saruri de aluminiu si fier, var, cenusa, materiale de floculare apoi deshidratare prin presa sau centrifuga....

În ultimul timp în apele uzate ajung tot mai multe metale grele si alti poluanti care fac ca namolul sa fie toxic si neadecvat utilizarii ca îngrasamânt. În Germania de exemplu doar circa 40% poate fi utilizat în agricultura.... Alternative sunt folosirea lui ca materie prima la caramizi speciale si alte materiale de constructii. O practica larg raspândita în trecut si din fericire abandonata dupa îndelungi scandaluri a fost deversarea în ocean a namolului provenit din statii de epurare a apelor.

· Metode speciale de epurare a apelor - osmoza inversa

Osmoza a fost descoperita în 1748 iar osmoza inversa mult mai târziu, dar cu vaste aplicatii. Ea produce apa curata, chiar prea "curata" (demineralizata) si se poate folosi pentru epurarea apelor uzate , preparare de apa potabila, dar si în alte scopuri ( producerea ghetii, aplicatii biomedicale si de laborator, în fotografie, industria farmaceutica, cosmetica, electronica si electrotehnica, zootehnie, medicina pentru hemodializa, dedurizarea apei pentru centralele termice etc.).

Principiul de functionare al procedeului este o membrana semi- permeabila prin care apa trece foarte usor dar alte substante mai putin sau deloc din cauza marimii moleculei. Punând în contact doua mase de apa cu concentratii diferite de diverse substante, separate prin membrana, la osmoza normala apa va tinde sa traverseze

membrana de la solutia mai diluata catre cea mai concentrata pâna la egalarea concentratiilor. Dar daca pe solutia mai concentrata se aplica o presiune mare, peste nivelul celei osmotice produsa de diferenta de concentratie, procesul este invers si apa trece din solutia concentrata spre cea diluata, cu alte cuvinte de la cea poluata spre cea purificata.

Stratul de solutie concentrata care se formeaza pe suprafata membranei trebuie îndepartat periodic pentru a preveni astuparea microporilor prin care trec moleculele de apa. În acest sens se poate utiliza un pre-filtru cu carbon activ pentru retinerea clorului care poate distruge membrana si a unui pre-filtru pentru sedimente care sa retina suspensiile fine. Dedurizarea prealabila a apei e necesara daca e foarte dura.

·Latrinele nu sunt o adevarata rezolvare a problemelor apelor uzate. Multe sunt doar niste gropi în pamânt de unde dejectiile se infiltreaza în sol si îl contamineaza cu multiple substante. Corect ele ar trebui sa aiba bazinele betonate si sa fie vidanjate periodic iar dejectiile sa fie transportate la statia de epurare.

·Injectarea profunda - o alternativa la epurare?

O solutie mai putin ecologica în locul tratarii în statii de epurare sau alte metode este injectarea profunda a apelor uzate, în zone si adâncimi unde nu contamineaza surse de apa subterana în uz curent sau cunoscute. În functie de natura poluantului, unele speram sa îsi modifice sau reduca continutul de poluanti, dar la majoritatea se spera doar sa nu ne deranjeze în urmatoarele secole sau chiar milenii, ceea ce nu este deloc o abordare durabila, dar se practica, la fel ca depozitarea deseurilor nucleare puternic radioactive.

Injectarea se face la adâncimi de regula de 500-2000 metri, cu extreme de la câteva sute de metri pâna la peste 4000 de metri. Depinde si de tipul de roca / formatiune geologica în care se injecteaza, de regula nisip, gresie, dolomit sau calcare. Debitul si presiunea sunt si ele variabile, iar tipurile de ape uzate care se injecteaza sunt de regula ape grav contaminate si foarte greu de epurat sau în cantitati foarte mari. Categorii de ape uzate injectate profund: ape uzate comunale si industriale, ape sarate de la

exploatari petroliere, ape utilizate la minerit prin solvire a diverselor minerale (clorura de sodiu, potasiu, fosfati, uraniu, cupru etc.), ape utilizate în procedeul de ardere in situ a combustibililor fosili (carbune, sisturi bituminoase...), producere de energie electrica pe baza celei geotermale; ape radioactive sau încarcate cu substante de înalta toxicitate din industria farmaceutica, chimica etc.; ape de racire; ape meteorice colectate de canalizari municipale si alte structuri. Se practica ti reinjectare de ape ne sau putin uzate din ratiuni hidrogeologice, cum sunt reîncarcarea acviferelor, injectii de barare a intruziuni apei sarate în acvifer, injectii de solide sub forma de suspensie înapoi în golurile de unde au fost extrase ex. steril înapoi în mine. În SUA, cel mai frecvent au fost injectate ape uzate de provenienta din industria chimica, farmaceutica si petrochimica (55%), rafinarii si industrie extractiva de gaze naturale (20%), industria metalurgica (7%).

11-Concluzii

Trebuie sa ne convingem ca o lupta impotriva poluarii nu poate fi opera unei tari sau a unei generatii, ci totul trebuie gandit la nivel universal. Este o mare satisfactie sa constatam la tinerii din lumea intreaga o atractie si uneori chiar un entuziasm pentru aceasta batalie, menita sa protejeze mediul nostru.

Reintoarcerea la o viata simpla si naturala, care se manifesta prin aceste uriase reuniuni in aer liber, o anumita simplificare in atitudine si in vestimentatie, un entuziasm pentru a continua lupta, foarte vizibile in unele tari, sunt indicii incurajatoare.