Tratarea și Epurarea Apelor

4.1. Noţinui generale

Datorită structurii sale polare şi a proprietăţilor electrice care decurg din aceasta, apa dizolvă o cantitate mare de substanţe gazoase, lichide sau solide. Concentraţia componenţilor străini din apele naturale poate varia de la ng/L cum este cazul urmelor de compuşi organici până la 35000 mg/L în apa de mare. Pentru a putea fi utilizate în scopuri industriale, agricole sau casnice apele naturale trebuie să îndeplinească o serie de condiţii de calitate pe care, de obicei, apele naturale nu le întrunesc.

Totalitatea proceselor aplicate apleor naturale pentru a îndeplini condiţiile de utilizare reprezintă tratarea apelor.

Deşi aflată în cantitate mare, apa nu este totuşi inepuizabilă. De aceea apele uzate adică apele deja utilizate în industrie, agricultură sau consum casnic trebuiesc reintroduse în circuitul natural. Ele au însă un conţinut ridicat de substanţe poluante de aceea reinserţia lor trebuie precedată de îndepărtarea compuşilor nedoriţi.

Totalitatea proceselor aplicate apelor uzate pentru scăderea conţinutului de poluanţi sub limitele admise reprezintă epurarea apelor.

Atât procesele de tratare cât şi cele de epurare sunt obligatorii dar scumpe de aceea ele trebuiesc adaptate scopului propus.

4.2. Tratarea apelor

Apele naturale cel mai ades utilizate ca sursă pentru utilităţi industriale şi agricole sunt apele de suprafaţă. Pentru consum casnic se pot utiliza fie ape de suprafaţă, de calitatea I, fie ape subterane. În toate situaţiile însă aceste ape sunt supuse unor etape de tratare care sunt cu atât mai numeroase cu cât apa are utilizări mai specializate; astfel obţienrea apei potabile necesită un set amplu de operaţii iar producerea apei de puritate avansată, necesară de exemplu în dializă, reclamă procese speciale de tratare care nu sunt însă necesare pentru apa industrială.

Etapele generale corespunzătoare tratării apei sunt prezentate în Fig. 4.1. Ele cuprind un set de operaţii mecanice (pretratare), operaţii fizice şi fizico-chimice, eventual operaţii chimice şi biologice.

4.2.1. Pretratarea apelor

Pretratarea cuprinde orice proces desfăşurat asupra apelor brute, captate de la sursă, aplicat înaintea etapelor de coagulare şi a celor de separare propriuzisă. Dozarea substanţelor necesare limpezirii , clorinării sai tratării cu cărbune activ nu reprezintă componente ale pretratării.

Filtrare grosieră

Constă în trecerea apei captate de la sursă peste grătare fixe sau ciruri plutitoare pentru a îndepărta corpurile solide mari (crengi, pietre, resturi, gunoaie) precum şi petele de ulei. Filtrarea se realizează prin trecerea succesivă peste grătare şi site cu ochiuri din ce în ce mai mici, de obicei dispuse în cascadă şi alimentate gravimetric pentru a evita utilizarea pompelor ce se pot uşor bloca sau distruge. Uneori, pentru a îndepărta algele se aplică microfiltrarea unde ultima trecere a apei se realizează peste filtre cu orificii având diametru de 15 μm.

Aerare / dezaerare

Această etapă poate fi necesară în următoarele cazuri:

- pentru a creşte conţinutul scăzut de oxigen la nivelul cerut de utilizator sau pentru a favotiza oxidarea poluanţilor prezenţi într-o apă anoxică (cu conţinut scăzut sau cu lipsă de oxigen ).

- pentru a îndepărta excesul de oxigen dizolvat şi de alte gaze care pot forma dopuri de gaze în filtre au pot determina coroziunea instalaţiilor metalice.

- pentru a îndepărta dioxidul de carbon şi pentru a creşte pH-ul determinând astfel condiţii favorabile de precipitare a fierului şi manganului concomitent cu reducerea caracterului coroziv.

- pentru a îndepărta compuşii organici volatili, hidrogenul sulfurat, radonul şi alţi poluanţi deosebit de periculoşi, aflaţi în urme.

Utilajele folosite pot fi de mai multe tipuri, funcţie de caracteristicile apei şi de scopul final urmărit: aeratoare cascadă, aeratoare cu pulverizare (coloane de stripare), turnuri de apă, aeratoare de suprafaţă sau utiliaje cu injecţie submersibilă sau sub presiune.

Pre-sedimentare

Dacă alimentarea se face dintr-o sursă aflată într-o regiune cu furtuni sau afectată de topirea bruscă a zăpezilor, apa rezultată poate atinge un conţinut de solide suspendate de 10000 mg/L. În acestă situaţie decantoarele obişnuite nu fac faţă de aceea se impune o etapă de sedimentare cu sau fără tratare chimică cu floculanţi. Presedimentarea se petrece cel mai adesea de la sine, suficient de repede, în bazine decantoare cu funcţionare continuă şi are ca rezultat un produs ce conţine cel mult 100-200 mg/L particule suspendate.