Bioreactoare

1. Introducere

Progresul civilizaţiei, ritmul tot mai ridicat de urbanizare, creşterea şi diversificarea confortului populaţiei reprezintă cauze majore care duc la sporirea cantităţilor de ape uzate şi implicit a cantităţilor de nămol ce rezultă de la tratarea acestora în staţiile de epurare.

Având în vedere compoziţia lor, tot mai mulţi cercetători susţin ca fiind de perspectivă neutralizarea nămolurilor orăşeneşti prin intermediul solului, acesta fiind considerat o staţie biologică de epurare cu toate treptele, însă posibilităţile solului de a prelua substanţele organice complexe depind de proprietăţile lui, precum şi de condiţiile climatice specifice zonelor unde se vor aplica aceste reziduuri.

La aplicarea acestora pe terenurile agricole pentru a evita apariţia unor efecte nefavorabile, trebuie să se ţină seama atât de proprietăţile fizice, chimice şi biologice – sanitare ale nămolurilor cât şi de proprietăţile solului, de capacitatea acestuia de încărcare cu nămoluri, de capacitatea plantelor de a valorifica elementele nutritive provenite din aceste reziduuri organice, precum şi de pericolul poluării mediului înconjurător.

Aplicarea nămolurilor pe terenurile agricole are avantajul de a fi cea mai puţin costisitoare metodă de neutralizare şi reciclare a acestor deşeuri organice, fiind în acelaşi timp în concordanţă cu conceptul general ecologic al reciclării, neutralizării şi ameliorării în cadrul unor ecosisteme date.

Spre deosebire de ţările civilizate, unde o mare proporţie din nămolurile rezultate din tratarea apelor uzate sunt folosite în agricultură, în ţara noastră aceste reziduuri sunt depozitate necontrolat provocând poluarea solurilor, a apelor freatice.

Construirea şi funcţionarea staţiilor de epurare orăşeneşti a dus la apariţia unor mari cantităţi de nămol ce nu şi-au găsit utilizarea decât foarte rar şi după o lungă perioadă de depozitare.

Degajarea acestor cantităţi enorme reclamă cu necesitate găsirea unor soluţii care sa asigure evitarea poluării mediului înconjurător. Printre soluţiile practicate într-o anumită măsura în ţările dezvoltate este şi aceea de aplicare pe terenurile agricole, în măsura în care nu se aduce nici un prejudiciu calităţii solului, culturilor agricole, mediului înconjurător.

Valorificarea în agricultură a produselor reziduale orăşeneşti este stimulată şi de lipsa tot mai mare de îngrăşăminte chimice şi de creşterea continuă a preţului acestora, în condiţiile în care solul necesită cantităţi sporite de îngrăşăminte pentru obţinerea unor producţii ridicate, stabile şi eficiente.

Cantităţile de nămol ce se reţin în deferitele trepte de epurare sunt variabile de la o sursă la alta, în funcţie de caracteristicile fizico-chimice ale apei brute, de procedeul şi de gradul de epurare impus.Astfel, pentru apele uzate orăşeneşti, cantitaţile de namol sunt cuprinse între 65 si 90 g/om-zi. În ceea ce priveste cantitatile specifice de nămol provenit din apele uzate industriale, nu se pot indica valori medii, întrucât acestea depind de o serie de factori variabili de la o unitate la alta. Se pot cita unele exemple, pentru a ilustra gradul de incarcare cu materii în suspensie, astfel:în urma epurarii mecano-chimice a apelor uzate provenite de la decapări si tratamente de suprafaţă, rezultă cantitati insemnate de namol, reprezentand circa 30% din volumul apei tratate, cu o umiditate de peste 95%; la preparaţiile de carbune, materialul solid din apele uzate reprezintă 10-15% din volumul total, concentraţia suspensiilor fiind de circa 40g/l(substanţe în suspensie uscate);la epurarea mecano-chimică a apelor uzate din industria celulozei şi hârtiei(precipitare cu saruri de fier), nămolul rezultat constituie circa 20-30% din volumul apei epurate etc.

Nămolurile provin din decantarea primară şi secundară a apelor uzate, iar caracteristicile lor fizice, chimice, biologice şi bacteriologice depind în mare măsură de provenienţa lor.

1.1. Caracteristicile nămolului

Dintre caracteristicile fizice, culoarea şi mirosul sunt primele care furnizează informaţii asupra nămolului. Nămolurile proaspete din apele uzate orăşeneşti au culoarea cenuşiu deschis şi sunt aproape lipsite de miros. Nămolurile care au fermentat complet au culoarea cenuşiu deschis şi miros de gudron.

Umiditatea sau conţinutul de apă al nămolurilor variaza în limite destul de largi, în funcţie de natura nămolului, de trepta de epurare din care provine.Nisipul reţinut în deznisipatoare are o umiditate de circa 60%, nămolul primar proaspat 95-97%, nămolul activ în exces 98-99,5%.

Întrucât numarul de grupe hidrofile din namol este ridicat, apa este puternic legată de particula solidă prin interacţiune chimică. Principalele grupe funcţionale hidrofile sunt:-OH;-NH2;-COOH;-SH;-NH. Cum aceste grupe sunt ionizabile, particulele au o sarcina negativă dependentă de pH. Din cauza sarcinilor negative şi, în general, din cauza proprietăţilor de legare a apei, aceste particule se resping şi nu formează decât partial aglomerări mai mari, care sa permită sau sa uşureze drenarea apei.