Chimia ecologică a apelor reziduale

1. Chimia ecologică a apelor reziduale

2. Resursele acvatice ale pământului O trăsătură caracteristică a apelor naturale este aceea că ea participă nu numai în circuitul natural dar şi în cel antropogen.

3. Definiţia Apele reziduale sunt apele, care au fost folosite pentru necesităţile casnice sau industriale şi care, datorită impurităţilor adăugate, şi-au schimbat componenţa chimică iniţială sau proprietăţile fizice. În aceeaşi categorie intrăşi apele care se scurg de pe teritoriile urbane, suprafeţele industriale şi câmpurile agricole în urma căderii precipitaţiilor atmosferice

4. Aprecierea bilanţului resurselor de apă potabilă (debit apă pe an)

5. Consumul zilnic a resurselor naturale Consum pe zi: Evacuări pe zi: Apă 625 miim3 Ape reziduale 500 mii m3 Produse alimentare 2 mii tone Oraş 1 mln locuitori Deşeuri solide 2 mii tone Cărbune 4 mi tone Petrol 2,8 mii tone Gaze de evacuare (noxe) SO2, NO2, CO2, hidrocarburi, 0.8 mii m3 Gaz 2,7 mii m3

6. Consumul de apă pentru diverse activităţi (km3)

7. Cheltuielile de apă pentru obţinerea diferitelor tipuri de produse

8. Categorii de ape uzate Ape uzate menajere Ape uzate publice Ape uzate industriale Ape uzate de la unităţi agrozootehnice şi piscicole Ape uzate de la spălatul şi stropitul străzilor şi incintelor de orice natură Ape meteorice

9. Categorii de ape uzate industriale Apele uzate din industria chimică, organică, şi de sinteză Apele uzate de la fabricarea coloranţilor şi a produşilor de sinteză fină Apele uzate de la fabricarea unor produşi petrochimici Apele uzate de la fabricarea substanţelor explozive Apele uzate de la industrializarea lemnului Apele uzate din industria petrolului Apele uzate din industria textilă Apele uzate din industria prelucrării pielii Apele uzate din industria alimentară Apele uzate de la fabricarea produselor de fermentaţie Apele uzate de la prelucrarea deşeurilor animale şi vegetale Apele uzate din industria minieră Apele uzate de la extracţia şi prepararea minereurilor Apele uzate din industria metalurgicăşi siderurgică Apele uzate din industria materialelor de construcţii Apele uzate de la centralele termoelectrice

10. Categorii de ape uzate Apele uzate industriale după caracterul de poluare se împart: Ape uzate convenţional curate (nepoluate) necesită de a fi reutilizate în procesele tehnologice sau îndreptate în sisteme cu circuit închis de utilizare a apei Ape uzate poluatenecesită epurare în instalaţiile respective şi îndreptate, de regulă pentru utilizare repetată a apei Apeleuzate epurateşi evacuate în reţelele de canalizare sau în receptorii de apă naturali necesită argumentare despre neputinţa utilizării lor la procesul de producţie

11. Forme de poluare a apelor După felul acţiunii asupra bazinelor acvatice se pot distinge următoarele forme de poluare: Poluarea termică Poluarea cu săruri minerale Poluarea cu particule în suspensie Poluarea apei cu metale grele Poluarea apelor cu compuşi macromoleculari, în special lignină Poluarea apelor cu produse petroliere Poluarea apelor cu substanţe organice Poluarea apelor cu elemente biogene

12. Cerinţele ecochimice de epurare a apelor uzate Trebuie respectate următoarele condiţii: La deversarea în bazin, apele uzate nu trebuie să încalce sistemul de autopurificare a mediului acvatic Apa uzată nu trebuie să aibă toxicitate în raport cu vieţuitoarele mediului acvatic Apele uzate nu trebuie să încalce procesele oxido-reducătoare, din interiorul bazinului, care determină starea redox a mediului acvatic natural

13. Diluarea apelor uzate cu apă curată O metodă de bază pentru aprecierea calităţii apei este biotestarea ei prin observarea acţiunii acesteia asupra anumitor organisme-test Pe baza datelor de biotestare, în scopul atingerii valorii biologice depline a apei în bazinele acvatice este necesară diluarea apelor reziduale cu apă curată după curăţirea lor biologică, în proporţia următoare: - apele reziduale casnice şi gospodăreşti care conţin detergenţi fără amestec de ape industriale - de 10 ori - apele reziduale industriale, care conţin substanţe specifice deosebit de toxice - de 25 ori - industria de celulozăşi hârtie - până la 100 sau, după o prelucrare specială, până la 50 ori - unele ape din industria de producere a cauciucului - până la 1000 ori

14. Particularităţile epurării biologice a apelor uzate 1 Instalaţii de epurare orăşeneşti Bazin de apă j N Rezervor natural Schema colectării apelor uzate menajer-industriale care alimentează o staţie de epurare orăşenească Volumul apei evacuate din întreprinderea j se compune din: unde vij – volumul scurgerilor locale; n – numărul scurgerilor locale din întreprinderea j

15. Diluarea apelor uzate Însumând toate întreprinderile N, apa care ajunge în colectorul instalaţiei de epurare orăşeneşti (IEO) corespunde volumului: Rezultă că, prin amestecarea cu alte ape, fiecare scurgere locală se diluează de Kij ori: Dacă apa uzată vij are în ea substanţe toxice şi diluarea ei de Kij ori nu duce la detoxifiere, atunci se impune epurarea selectivă a apei din scurgerea locală ij

16. Metodele biologice de epurare Metodele biologice de epurare a apelor uzate cu conţinut ridicat de substanţe organice, cu ajutorul microorganismelor: Aerobe Anaerobe Combinate

17. Cheltuielile pentru epurrea pelor uzate 1. Ridicarea nivelului de epurare de la 85 la 95%, cheltuielile cresc de 2-3 ori 2. Ridicarea nivelului de epurare peste 95% cheltuielile cresc de 10 ori pentru fiecare procent de epurare 3. Cheltuielile pentru construcţia staţiilor de epurare reprezintă 30-50% din investiţiile totale în obiectivul industrial.

18. Procese aerobe de epurare Aceste metode se aplică pentru mineralizarea substanţelor organice dizolvate în apele uzate Cea mai simplă metodă biologică aerobă de epurare se derulează în condiţii naturale (bazinul acvatic sau sol) În rezultatul oxidării substanţelor organice de către microorganisme: Hidraţii de carbon  CO2 + H2O Azotul din proteine: R–CHNH2–COOH  NO3- + CO2 + H2O S  SO42- P  PO43-

19. Lacurile biologice Lacurile biologice sunt nu prea adânci, create artificial pentru epurarea biologică a apelor uzate pe seama proceselor de autopurificare Condiţii favorabile pentru oxidarea substanţelor organice: Adâncime mică Încălzire şi insolaţie Plante acvatice şi microalge (satură stratul de apă cu oxigen) Animale inferioare (mănâncă bacteriile) Neajunsurile lacurilor biologice: Necesitatea existenţei de terenuri pentru organizarea lor Costul ridicat Posibilitate limitată de curăţire Caracter sezonier de epurare efectivă

20. Epurarea apelor uzate orăşeneşti în aerotancuriPrimele staţii de epurare au apărut în Anglia în secolul XIX. Iniţial s-au realizat canalizări, care au rezolvat problema epidemiilor hidrice, dar au făcut din Tamisa un râu mort ce degaja miros pestilenţial, încât în geamurile parlamentului au trebuit atârnate cârpe îmbibate cu clorură de calciu. Abia atunci s-a trecut la realizarea de staţii de epurare. Tot în Anglia s-au pus bazele monitoringului. Parametrul "consum biochimic de oxigen" CBO5 a fost introdus în 1898 şi a fost conceput în concordanţă cu realităţile englezeşti - temperatură de 200C, timp de rezidenţă în râu 5 zile. Schema tip a unei staţii de epurare a apelor uzate orăşeneşti: 1 – reţea (curăţire gunoaie); 2 – deznisipător; 3 – decantor primar; 4 – utilizare depuneri solide; 5 – bloc de prelucrare a scurgerilor limpezite care alimentează epuratorul biologic; 6 – aerotanc; 7 – decantor secundar; 8 – nămol recuperat; 9 – utilizare exces de nămol activ; 10 – bloc de epurare a scurgerilor 8 Apă epurată Apă uzată 1 2 3 5 7 10 6 9 4