Metode Biologice de Epurare a Apei

Epurarea apei constituie ansamblul de măsuri şi procedee prin care impurităţile de natură minerală, organică, chimică sau bacteriologică conţinute în apele uzate sunt reduse la anumite limite, astfel încat aceste ape sa nu mai dăuneze emisarului în care se evacuează şi să nu mai pericliteze folosirea apelor acestuia.

Este necesară cunoaşterea originii principalilor afluenţi şi caracteristicilor lor pentru definirea modului de epurare. Principalele substanţe nocive ale apelor uzate industriale sunt substanţele organice – conduc la mărirea salinităţii apei (MgSO4, bicarbonaţi); substanţele în suspensie – plutitoare (ţiţei, uleiuri) care împiedică absorbţia de oxigen de la suprafaţa apei, metalele grele (Pb, Cu, Zn) - au o acţiune toxică asupra organismelor acvatice, inhibând şi procesele de autoepurare.

Epurarea apelor uzate încărcate cu materii organice în suspensie şi dizolvate se realizeăză prin procese biologice. Aceste procese se desfăşoară prin contactul, în mediul apos, dintre o populatie mixtă de bacterii şi materia organică în prezenta factorilor nutritivi, în special azot şi fosfor.

Factori care intervin în proces sunt de natură fizică – hidrodinamica; natură chimică – oxidare directă a compuşilor anorganici; natură biochimică – dependenţa de natură şi metabolismul bacteriilor.

În procesul de epurare biologică substanţele organice pot fi îndepărtate din apă de către microorganismele care le utilizează drept hrană, respectiv sursă de carbon.

Acest tip de epurarea se realizează pe baza unui transfer de materiale dinspre apă spre celulele vii şi dinspre acestea înapoi spre masa de apă. În prima fază, impurităţile trec din apa uzată spre filmul, floconul sau alte forme sub care apare masa de microorganisme (biomasă) prin contactul interfacial şi prin procese de adsorbţie - desorbţie. Substanţele de la interfaţă sunt adsorbite şi transferate în prezenţa enzimelor din celula vie. Drept rezultat sunt sintetizate celule noi, iar produşii finali de descompunere trec înapoi în apă, de unde cei volatili se degajă în atmosferă. În procesele de epurare substanţele organice sunt oxidate, în sensul general şi îşi micşorează conţinutul de hidrogen.

În general, treapta de epurare biologică este precedată de epurarea mecanică sau mecano-chimică, iar după treapta biologică urmează de asemenea o decantare finală a apei care conţine fragmente de material biologic pe care le-a antrenat la trecerea prin aceste instalaţii.

După tipul microorganismelor care asigură îndepărtarea poluanţilor organici din apă se disting doua tipuri de epurare biologică :

1. Procese aerobe ;

2. Procese anaerobe.

Epurarea biologică aerobă

În practică, epurarea biologică aerobă se realizează în incinte deschise, construcţii în care biomasa este fie suspendată în apă sub formă de agregate de microorganism (flocoane), fie este fixată pe suprafaţa unui suport solid sub forma unei pelicule gelatinoase. În ambele cazuri, sistemele sunt aprovizionate cu oxigen, de obicei din aer.

Cea mai uzuală variantă de epurare în care microorganismele sunt suspendate în apă sub formă de flocoane este procesul cu nămol activ, avand schema reprezentată în figura alaturată: