Referat - Tratarea Apelor Industriale

Stabilirea originii şi a caracteristicilor calitative ale apelor uzate necesită cunoaşterea procesului tehnologic industrial pentru o proiectare judicioasă a staţiilor de epurare. 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. De exemplu apele uzate industriale pot conţine substanţe organice (exprimată prin CBO5). Ori încărcarea organică a apelor la staţiile de epurare poate provoca deranjamente în funcţionarea acestora, deoarece oxigenul este necesar proceselor aerobe, respectiv bacteriilor aerobe, care oxidează substanţa organică. Substanţele în suspensie plutitoare (ţiţei, uleiuri) împiedică absorbţia de oxigen pe la suprafaţa apei şi deci autoepurarea, colmatează filtrele pentru tratarea apei. Substanţele în suspensie care se depun pe fundul receptorului (a bazinului de acumulare) îngreunează tratarea apei. Acizii şi alcalii conduc la distrugerea faunei şi florei acvatice, a vaselor pentru navigaţie.

Sărurile anorganice conduc la mărirea salinităţii apei şi, uneori, pot provoca creşterea durităţii, care produc depuneri pe conducte mărindu-le rugozitatea şi micşorând din capacitatea de transport, de transfer a căldurii la boilere. Ca de exemplu sulfatul de magneziu, bicarbonaţii şi carbonaţii solubili.

Metalele grele (Pb, Cu, Zn, Cr etc.) au o acţiune toxică asupra organismelor acvatice, inhibând şi procesele de epurare (auto), CBO5 şi CCO, sărurile de azot şi fosfor (nutrienţi) produc dezvoltarea rapidă a algelor. Dar în ultimii ani procesele tehnologice industriale folosesc substanţe toxice noi (fitofarmaceutice, nitroclorbenzen, etc.) care se determină greu.

Substanţele radioactive în apa receptorilor sunt stabilite prin legi.

Culoarea apei împiedică absorbţia oxigenului şi fenomenul de fotosinteză în autoepurare.

Bacteriile din apele uzate pot fi patogene (bacilus antracis) şi produc infectarea receptorilor.

Se deosebesc trei categorii de ape:

I. pentru alimentarea potabilă

II. pentru arboristică şi piscicultură

III. pentru irigaţii

În aceste ape se impun concentraţii diferite maxime (mg/l), pentru amoniu (NH4), amoniac (NH3), azotaţi (NO3), azotiţi (NO2), CO2, Ca, cianuri (CN), clor liber (Cl2), cloruri (Cl), ioni de hidrogen (pH), crom trivalent (Cr), crom hexavalent (Cr), Cu, detergenţi anionici, fenoli, hidrogen sulfurat (H2S), Hg, O2, Pb, sodiu (Na), sulfaţi (SO4), Zn, bacili.

Pentru substanţele organice se defineşte consumul biochimic de oxigen (CBO5), mg/l şi consumul chimic de oxigen (CCO), mg/l, ultimul prin metoda cu permanganat de potasiu (CCO-Mn) sau bicromat de potasiu (CCO-Cr).

Eficienţa, gradul de epurare al apelor uzate, se calculează cu relaţia:

= ((M-m)/M)*100

unde M este concentraţia iniţială a substanţei şi m după epurare. De obicei, eficienţa se calculează pentru substanţele în suspensie, substanţele organice (exprimate în CBO5), oxigen O2, pH şi substanţe toxice.

Deoarece impurităţile industriale se referă la încărcarea organică, definită pe bază de CBO5 (luându-l pe locuitor şi pe zi) şi la suspensii, este necesar un indicator care să reunească aceste date. Astfel este folosit indicatorul “locuitori echivalenţi”, care defineşte unele caracteristici principale de poluare, în cazul de faţă CBO5 şi suspensii, dacă se folosesc, bineînţeles, aceleaşi unităţi de măsură.

Deoarece apele reziduale au debite diferite şi concentraţii aleatoare în timp, înaintea staţiilor de epurare este necesară egalizarea apelor uzate, ceea ce se realizează cu bazine de uniformizare, amplasate în amonte la staţia de epurare, dar după staţiile de preepurare, destinate îndepărtării impurităţilor insolubile grosiere sau grele (cu grătare, site, deznisipitoare). În bazinele de uniformizare trebuie menţinute condiţii aerobe şi, pentru a evita depunerea de sedimente trebuie să se asigure sisteme de amestecare şi aerare, de regulă 0.05-0.07 m3/h pentru 1m3 volum de stocare.

1. Procese unitare pentru epurarea apelor uzate industriale

A. Procese fizice

Procesele fizice de epurare sunt acelea în care substanţele poluante nu suferă transformări în alte substanţe, având la bază principiile:

a) separarea gravitaţională a particulelor grosiere, nedizolvate în apă, sub influenţa câmpului gravitaţional al Pământului, prin sedimentare, prin flotaţie sau prin centrifugare. Este posibil fenomenul de aglomerare (floconare), flocoanele având mase mai mari şi care sedimentează mai repede. Ca exemplu se prezintă fig. 3.1, un decantor, care poate fi cu curgere a apei verticală şi orizontală. Eliminarea nămolului din decantor se poate face manual şi intermitent. După formă, decantoarele pot fi circulare şi rectangulare. Evacuarea apei limpezite se face prin deversoare.

Fig 1

b) flotaţia este un proces unitar de separare din apă, sub acţiunea câmpului gravitaţional terestru, a particulelor cu densitate medie mai mică decât a apei. Flotaţia poate fi naturală sau cu aer introdus în apă sub formă de bule fine prin difuzoare poroase. Scopul flotaţiei este de a forma o spumă stabilă care să încorporeze particulele insolubile. Flotaţia se poate face se poate face în bazine circulare sau dreptunghiulare. În fig. 3.2 se prezintă schema unei instalaţii de flotaţie cu aer sub presiune.

Fig. 2

c) filtrarea constă în trecerea apei printr-un mediu poros în care are loc reţinerea prin fenomene predominant fizice. Filtrarea este un proces de sitare cu ajutorul unei ţesături fine sau împâslituri.

d) reţinerea pe grătare şi site a impurităţilor grosiere (crengi, fire etc) pe grătare şi a celor mai mici pe site. Viteza apei la întrarea în grătare este de cca. 0.3 m/s pentru a evita depunerile pe grătar dar nu mai mare de cca. 1 m/s pentru a nu înţepeni corpurile grosiere între bare. Sitele servesc pentru reţinerea impurităţilor nedizolvate de dimensiuni mai mici şi sunt realizate din table metalice sau din plăci de material plastic perforat. Sitele pot fi statice şi mobile (ciururi cu mişcare de vibraţie sau giratoare). Îndepărtarea materialelor din site se face cu perii, prin simpla alunecare (fig. 3.3) unde se prezintă o sită formată din bare triunghiulare. Sitele fine din ţesături din fire metalice sau fire din materiale plastice se folosesc pentru suspensii de particule fine.