Epurare biologică combinată cu nămol activ și cărbune activ a apelor uzate din cocserii

1. Introducere

Una din caracteristicile etapei actuale de dezvoltare social-economica, atat pe plan mondial cat si pe plan national, o constituie necesitatea utilizarii rationale a resurselor naturale si a materiilor prime. Acest deziderat decurge, in mod logic, din decalajul tot mai pronuntat care se resimte in majoritatea tarilor intre caracterul dinamic al cerintelor, in toate domeniile, pe de o parte si caracterul limitat al resurselor naturale, pe de alta parte. In domeniul valorificarii resurselor de apa, situatia se prezinta de o maniera poate mai evidenta decat in alte domenii. “setea de apa” a omenirii sau perspectiva “crizei de apa” sunt termeni care intervin tot mai frecvent in studiile de prognoza ale diferitelor organisme internationale.

Prin folosire, apa isi schimba proprietatile fizice, chimice si microbiologice initiale, transformandu-se in apa uzata, datorita impurificarii sau poluarii. Agentii care modifica insusirile unei ape naturale, facand-o improprie pentru anumite folosintese numesc poluanti sau factori impurificatori. Capacitatea unei substante de a persista in ape si de a deveni un poluant se bazeaza pe proprietatile fizico-chimice inerente, pe rezistenta la indepartarea prin mecanisme fizice, chimice si biochimice si pe toxicitatea fata de microorganismele, plantele si animalele din mediu. Cea mai mare parte din apa folosita in procesele simple, vitale sau alte activitati umane este evacuata in mediu acvatic (emisari), care este principalul colector. Consumul de apa pentru diferitele folosinte conduce la debite importante de ape uzate, de multe ori concentrate pe o arie destul de restansa, datorita dezvoltarii lucrarilor edilitare si a constructiilor hidrotehnice si evacuate punctiform in receptorul natural. Astfel, fara o epurare adecvata, cantitatile impurificatoare ar degrada iremediabil apa receptorului natural.

Pe fondul activităţii antropogene extinse în prezent există o deosebire calitativă şi principială între schimbările naturale din mediul inconjurător observate mai înainte şi ele au loc în natură ca rezultat al activităţii umane. Astăzi nici omul şi nici alte organisme cu nivel înalt de dezvoltare nu dovedesc să producă substanţe genetice de apărare impotriva substanţelor fabricate de industrie, care nu au existat mai înainte în natură şi care sunt străine pentru viaţă (xenobiotici).

Apele uzate cu cea mai mare încarcatura de poluanti sunt apele uzate menajere si cele industriale. O parte din poluanti le sunt comuni. Principalele tipuri de poluanti care confera apelor „calitatea” de ape uzate datorita modificarii caracteristicilor fizice, chimice, bacteriologice sau radioactive sunt: compusi organici biodegradabili care provin din apele uzate menajere, industriale etc. Cele mai încarcate sunt cele din industriile alimentare, cea organica de sinteza si de hârtie, din complexe de crestere a animalelor (abatoare, zootehnie). Impactul acestor compusi consta în reducerea concentratiei de oxigen dizolvat cu repercursiuni asupra florei, faunei. Au loc procese anaerobe; exista riscul reducerii capacitatii de autoepurare. Prezenta acestor compusi este indicata de CBO5 (indicator specific). Compusi organici nebiodegradabili (refractari sau poluanti prioritari) rezultati din surse precum ape uzate din industria organica de sinteza, cea a celulozei si hârtiei, petrochimica si metalurgica. Sunt compusi organici cu toxicitate acuta sau cronica si/sau cu caracter mutagen sau cancerigen. Impactul este deosebit asupra cursurilor de apa, asupra oamenilor si asupra organismelor acvatice si ncetinesc sau stopeaza procesele de autoepurare sau epurare biologica.(Vaicum, 1981)

1.1. Caracteristicile apelor uzate provenite din cocserii

După definiţie, apele reziduale sunt apele folosite pentru necesităţile casnice sau industriale şi care, datorită impurităţilor adăugate, şi-au schimbat componenţa chimică iniţială sau proprietăţile fizice. În aceeaşi categorie intră şi apele care se scurg de pe teritoriile urbane, suprafeţele industriale şi cîmpurile agricole în urma căderii precipitaţiilor atmosferice. În prezent, în bazinele globului pămîntesc se scurg mai bine de 500 km3 de ape reziduale dintre care 200 km3 provin din industriale. Cel mai mult sunt supuse acţiunii antropogene apele de suprafaţă, ele fiind sfera cea mai vulnerabilă a veţuitoarelor lumii.

Stabilirea originii şi a caracteristicilor calitative ale apelor uzate necesită cunoaşterea procesului tehnologic industrial pentru o proiectare judicioasă a staţiilor de epurare industriala si mai tarziu a exploatarii acestora. Deci este necesară cunoaşterea originii principalilor afluenţi şi caracteristicilor lor principale pentru definirea modului de epurare. Reducerea debitelor de apă uzată necesită utilizarea unor tehnologii noi. Principalele substanţe nocive ale apelor uzate industriale sunt substanţele organice (exprimate prin CBO5), substanţele în suspensie, substanţele toxice şi metalele grele. Recuperarea substanţelor valoroase din apele uzate are ca scop valorificarea acestora şi reducerea substanţelor nocive evacuate. Există ape uzate industriale şi ape uzate orăşeneşti. Când acestea au debite mici, se recomandă epurarea lor în comun, dar această soluţie trebuie bine fundamentată. Dar există cazuri când pentru apele uzate industriale sunt necesare materiale specifice şi scumpe.( http://www.sciencedirect.com ,Biological Wastewater Treatment Systems)

Scopul analizei compozitiei apelor uzate il reprezinta stabilirea caracteristicilor fizice, chimice, biologice si bacteriologice in rport cu conditiile impuse de legislatia in vigoare, pentru a se putea aprecia gradul de poluare al apelor uzate. Indicatorii de calitate ai apelor uzate sunt prezentate mai jos:

- indicatori fizici: turbiditate, materii solide totale (solide in suspensie, coloizi si compusi dizolvati), culoare, miros, temperatura, conductivitate.

- indicatori chimici:

- compusi organici: carbohidratii, grasimi si uleiuri, proteine, fenoli, pesticide, poluanti prioritari, compusi organici volatili, resturi de alimente, legume, fructe, alti compusi organici proveniti din apele uzate industriale;

- anorganici: metale grele, azot, fosfor, sulf, poluanti prioritari, pH, alcalinitate, cloruri;

- gaze: hidrogen sulfurat, metan.

- indicatori bacteriologici;

- indicatori biologici.