Procese de epurare biologică - aerobă naturală pentru epurarea apelor uzate menajere

1. Introducere

1.1. Caracteristicile apelor uzate menajere

Apa uzata menajera este apa de evacuare dupa ce a fost folosita pentru nevoi gospodaresti în locuinte si unitati de folosinta publica si provine din descarcari de la operatii de igiena corporala, de la pregatirea alimentelor, de la spalarea îmbracamintei ori prin evacuari de produsi fiziologici (closete cu apa).

Actiunea pe care apele uzate o exercita asupra receptorilor depinde de compozitia si de concentratia lor in substante poluante. Pentru a putea proteja o statie de epurare capabila de a elimina poluarea receptorilor este necesar ca, in prealabil, sa fie cunoscute toate aspectele privind compozitia si caracteristicile apelor de canalizare deversate in receptori. Avand in vedere ca in localitati canalizate, transportul hidraulic se realizeaza pentru ape menajere in amestec cu ape uzate industriale, compozitia acestor ape variaza de la oras la oras, situatie ce impune, in special pentru orasele cu un grad mare de industrializare, ca la proiectarea statiilor de epurare sa se utilizeze parametrii privind compozitia acestora rezultati in urma analizelor de laborator, evitandu-se adoptarea empirica a parametrilor furnizati de literatura de specialitate, care in general se refera la ape menajere (O.Ianculescu si altii,2001).

Pentru stabilirea compozitiei apei uzate menajere se determina prin analize de laborator caracteristicile fizice, chimice, bacteriologice si biologice ale acesteia. Analizele au drept scop: sa furnizeze informatii asupra gradului de murdarire a apelor uzate si asupra conditiilor in care trebuie tratate acestea, respectiv folosite; sa stabileasca eficienta statiilor de epurare si conditiile in care se produce autoepurarea; sa determine influenta pe care o va avea deversarea apelor uzate in emisari.

1.1.1. Caracteristici fizice

Caracteristicile fizice ale apelor uzate menajere – turbiditatea, culoarea, mirosul si temperatura – influenteaza in mare masura procesele de epurare, indeosebi temperatura, de care depinde mersul proceselor biologice.

Turbiditatea apelor uzate si a emisarilor indica numai in mod grosier continutul de materii in suspensie al acestora. Turbiditatea se exprima in grade in scara silicei. Apele uzate menajere au, în general, turbiditatea de 400...500 grade în scara silicei (un grad de turbiditate corespunde prin com¬paraţie, unei emulsii etalon având 1 mg pulbere de silice fin divizată în 1 dm3 de apă distilată).

Culoarea, exprimată în grade de cu¬loare: apele uzate proaspete au culoarea cenuşiu deschis, iar prin fermentarea materiilor organice din apă capătă o culoare mai închisă.

Mirosul pentru apele uzate proaspete este aproape inexistent; ape¬le în curs de fermentare au un miros pronunţat.

Temperatura influenteaza cele mai multe reactii chimice si biologice care se produc in apele uzate si chiar procesul de sedimentare a acestora. Temperatura apelor uzate menajere este de obicei mai ridicata decat cea a apelor de alimentare, cu 2-3C.

1.1.2. Caracteristici chimice

Consumul specific de apa pe cap de locuitor influenteaza in mod hotarator compozitia apelor uzate menajere. Cu cat consumul de apa este mai mare sau mai mic, cu atat apa uzata este mai diluata si viceversa, deoarece in general cantitatile de materii sub orice forma evacuate cu apele uzate sunt aceleasi.

Materiile solide totale precum si cele doua componente ale acestora – materiile solide in suspensie si materiile solide dizolvate (<1m) – prezinta caracteristici importante, care servesc la stabilirea eficientei procesului de epurare in diferite etape. Materiile solide in suspensie, la randul lor pot fi separabile prin decantare (>100) si materii coloidale (intre 1 si 100). Materiile solide in suspensie separabile prin decantare constituie namolul din decantare. Materiile solide dizolvate minerale nu sunt afectate de procesele de epurare. Materiile solide dizolvate organice constituie impurificarea organica a apelor uzate menajere si sunt oxidate in instalatiile de epurare biologica. Materiile solide in suspensie sunt in general usor de observat cu ochiul liber. Materiile solide dizolvate au dimensiuni care variaza de la 2/10000x  pana la 1/10000x . Intre materiile solide in suspensie si cele dizolvate se gasesc materiile coloidale.

Oxigenul dizolvat (O2) se găseşte în apele uzate în cantităţi mai mari sau mai mici în funcţie de gradul lor de po¬luare. Apele uzate, in general, nu contin oxigen dizolvat; dupa epurarea biologica pot contine 1-2mgf/dm³. Prezenta substantelor organice in apa poate reduce oxigenul din apa pana la zero, cazul apelor uzate. Continutul de oxigen din apa este unul din elementele chimice care caracterizeaza cel mai bine starea de muradarire a unei ape, precum si stadiul descompunerii acesteia in intalatiile biologice.

Consumul biochimic de oxigen al unei ape uzate este cantitatea de oxigen consumata pentru descompunerea biochimica in conditii aerobe a materiilor solide totale organice la temperature si timpul standard; timpul standard se ia de obicei 5 zile, iar temperatura de 20C; rezultatul in acest caz se noteaza cu CBO5. In apele uzate menajere acesta variaza intre 100-400mgf/dm³.

Consumul chimic de oxigen (CCO) mă¬soară conţinutul de carbon din materiile organice existente în apele uzate menajere prin stabilirea oxigenului consumat de bicarbonatul de potasiu în soluţie acidă.

Azotul liber alcătuit din amoniac liber, azot organic, nitriţi si nitraţi, reprezintă un indicator al substanţelor organice azotoase conţinute în apele uzate.

Acizii volatili indică evoluţia fermen¬tării anaerobe a apelor uzate; pentru apele uzate menajere în cazul unei bune fermentări, acizii volatili exprimaţi în acid acetic trebuie sa fie de circa 200...300 mg/l.