Bioepurarea Apelor Reziduale

Procesele implicate în bioepurarea apelor uzate impun cunoştinţe solide referitoare la caracteristicile fizice, chimice şi biologice ale acestora, în scopul dezvoltării de tehnologii eficiente pentru protecţia sănătăţii publice şi a mediul. Compuşii poluanţi care se regăsesc în apele uzate sunt la fel de numeroşi precum sunt şi sursele din care aceştia sunt generaţi. Constituenţii cei mai importanţi ai apelor uzate sunt substanţele organice (care reprezintă şi sursa de carbon), azotul şi fosforul. Pe lângă substratul pe bază de carbon şi nutrimente (i.e. azot şi fosfor), apele uzate conţin numeroase specii de microorganisme care au capacitatea de a degrada materia organică dacă se asigură condiţiile de mediu optime activităţii acestora. Microorganismele au o serie de funcţii vitale în controlul poluării, ele răspunzând la contaminare prin intensificarea creşterii şi a metabolismului. În ecosistemele acvatice naturale, contaminate cu substanţe organice, constituentul biologic al apei (i.e. microorganismele) asigură capacitatea de autoepurare, participând la o serie de procese precum oxidarea aerobă, digestia anaerobă, fotosinteza, nitrificarea, denitrificarea şi oxidarea anaerobă a amoniului (eng. ANAMMOX – Anaerobic Ammonium Oxidation) şi a metanului (eng. AOM – Anaerobic Oxidation of Methane). Toate aceste procese sunt interconectate aşa cum poate fi observat în Fig.1.

Fig.1. Procesele biologice care au loc în mediul acvatic natural

Atunci când poluanţii organici sunt evacuaţi în apele receptoare o populaţie complexă de microorganisme se dezvoltă şi concurează pentru hrană. Microorganismele strict

BIOEPURAREA APELOR UZATE – BRN II

Universitatea „Dunărea de jos”, Galaţi, FSIA Note de curs

2

aerobe

1

Procesele de fotosinteză sunt interconectate cu cele aerobe şi chiar dacă unele organisme fotosintetice pot concura pentru substratul organic, majoritatea sunt capabile să întreţină un metabolism fotoautotrof. Astfel, CO2 rezultat din procesele de oxidare aerobă reprezintă o sursă anorganică de carbon pentru organismele fotosintetice. Pe de alta parte, organismele fotosintetice produc oxigen în urma fotolizei apei, care este utilizat de către organismele aerobe. sunt primele care participă la degradarea compuşilor organici, utilizând oxigenul dizolvat (OD) din apă pentru mineralizarea completă a acestora la CO2, H2O, NH4+, HPO42−, SO42− şi formarea de material celular nou. Procesele de nitrificare (conversia NH4+ la NO2− şi apoi la NO3−) au loc tot în prezenţa oxigenului dizolvat fiind catalizate de bacterii chemoautotrofe. La epuizarea oxigenului dizolvat sau când acesta de găseşte în concentraţie foarte mică (regim anoxic) nitraţii formaţi sunt utilizaţi ca sursă de oxigen de către microorganismele facultativ anaerobe în procese de denitrificare din care se degajă azot molecular.

Atunci când oxigenul dizolvat şi nitraţii sunt complet epuizaţi, organismele facultativ anaerobe şi cele anaerobe aerotolerante vor continua să degradeze compuşii organici. În acest caz ei sunt implicaţi în procese de fermentaţie din care rezultă CO2, H2O, material celular nou, compuşi anorganici şi o varietate de compuşi organici cu moleculă mică precum acizii organici şi alcoolii. Prin aceste procese de fermentaţie compuşii organici sunt deci oxidaţi incomplet, o parte din carbon nefiind încorporat în CO2 sau material celular nou ci în alţi compuşi organici cu moleculă mică. Totuşi, aceştia reprezintă în continuare un substrat organic pentru organismele fotoheterotrofe.