1. STUDIU DOCUMENTAR PRIVIND EPURAREA APELOR UZATE MENAJERE 1.1. Calitatea și proprietățile apelor naturale. Poluarea apelor. Caracteristicile apelor… [607286]

1
1. STUDIU DOCUMENTAR PRIVIND EPURAREA APELOR UZATE
MENAJERE
1.1. Calitatea și proprietățile apelor naturale. Poluarea apelor.
Caracteristicile apelor uzate menajere. Epurarea și autoepurarea apelor
uzate .
Introducere
Apa este o substanță absolut indispensabilă vie ții, indiferent de forma acesteia, fiind unul
dintre cei mai universali solvenți.
Lichidul inodor, insipid și incolor, de cele mai multe ori, sau ușor albăstrui sau chiar verzui
în straturi groase îl reprezintă apa. [79]
Pe Pământ , apa este într -o continu ă mișcare și transformare, alternând mereu între
evaporare și condensare , respectiv solidificare și topire. Mișcarea perpetuă a apei se numește ciclul
apei și constituie obiectul de studiu al meteorologiei și al hidrologiei (figura 1.1.) [79]

Fig. 1.1. Circuitul apei in natură [53]
Considerând întreaga planetă , apa există în multe stări de agregare și în cele mai variate
locuri. Apa sărată se găsește în oceane și mări. Apa dulce în stare solidă, se găsește în calotele
polare, ghețari, aisberguri, zăpadă, dar și ca pr ecipitații solide, sau ninsoare iar cea în stare lichidă
se găsește în ape curgătoare, stătătoare, ape freatice sau subterane și precipitații lichide, ploi . Sub
formă gazoasă, apa se găsește î n atmosferă, alcătuind norii sau fin difuzată în ae r determinând
umiditatea acesteia.(figura 1.2) [79]
Apa pură este o combinație chimică între hidrogen și oxigen (H 2O) care la presiunea
atmosferică de 760 mm col oană Hg și temperaturile din intervalul 0 -100 °C se prezintă ca un lichid
incolor, transparent, fără miros, fără gust, care în strat gros este ușor colorat în albastru, având:
Densitatea: 1000 kg/m3
Greutatea specifică (la 4˚C): 9810 N/m3
Vâscozitatea dinamică: 1,31·10( -3) Ns/m2
Vâscozitatea cinematică: 1,31·10( -6) m2/s
Tensiunea specifică: 0,077 N/ m2 [2]

2
Apa care este potrivită consumului uman poartă denumirea de apă potabilă. Conform
standardului din România, pentru ca apa să fie potabi lă sestonul nu trebuie să depășească 1 ml/m³.
Pe măsura folosirii intensive și extensive a resurselor de apă susc eptibile de a furniza apă potabilă
și a creșterii populați ei umane, de -a lungul timpului , găsirea și conservarea apei utilizabile a
devenit o problemă vitală a omenirii. [79]

Fig. 1.2. – Distribuția r ezervelor de apă ale Pământului [45]
În natură apa se găsește în proporții diferite în hidrosferă, atmosferă și litosferă, prezentate
in tabelul 1.1.
Tabelul 1.1. Distribuția apei pe glob [70]
Sursă de apă Volumul de apa
[km3] Procent din totalul
de apă dulce [%] Procent din
totalul apei [%]
Oceane, mări și golfuri 1 338 000 000 – 96,54
Calote glaciar e. Ghețari și
zăpadă permanentă 24 064 000 68,7 1,74
Apă subterană
Dulce
Sărată 23 400 000 – 1,7
10 530 000 30,1 0,76
12 870 000 – 0,94
Umiditate din sol 16 500 0,05 0,001
Gheața p ermanentă și
nepermanen tă din sol 300 000 0,86 0,022
Lacuri
Cu apă dulce
Cu apă sărată 176 400 – 0,013
91 000 0,26 0,007
85 400 – 0,006
Atmosfera 12 900 0,04 0,001
Apa din mlaștini 11 470 0,03 0,0008
Râuri 2 120 0,006 0,0002
Apa biologica 1 120 0,003 0,0001
Total 1 386 000 000 – 100
1.1.1. Calitatea și proprietățile apelor.
Calitatea apelor naturale este determinată de totalitatea substanțelor minerale sau organice,
a gazelor dizolvate, a particulelor în suspensie și organismelor vii prezente în acestea. Din punct
de vedere al stării lor naturale, impuritățile din apă pot fi solide, lichide sau gaze. Acestea pot fi
dispersate în apă și se pot clasifica după gradul de finețe în suspensii, coloizi și soluții. [2]

3
Unele ape naturale conțin seleniu sau arsen într -o cantitate sufi cientă ca să le afecteze
calitatea; toate apele naturale conțin trasori de substanțe radioactive, în principal radiu, dar numai
în unele cazuri de ape subterane, concentrația acestora atinge valori periculos de mari.
Alte surse naturale conțin crom, cianu ri, cloruri, acizi, alcalii, diferite metale sau poluanți
organici, toate aduse în receptori de ape uzate provenite din mine, indus trii sau aglomerații urbane.
[2]
Calitatea apei constă în totalitatea caracteristicilor fizice, chimice, biologice și
bacteri ologice, exprimate cuantificat, care încadrează proba într -o categorie, astfel aceasta
căpătând însușirea de a servi unui anumit scop. Planul mondial de supraveghere a mediului
înconjurător GEMS, al Națiunilor Unite prevede urmărirea calității apelor prin trei categorii de
parametri:
 parametrii de bază: temperatura, pH -ul, conductivitatea, oxigenul dizolvat, co nținut de
colibacili;
 parametrii indicatori ai poluării persistente: cadmiu, mercur, compuși organo -halogenați și
uleiuri minerale;
 parametri opțio nali: carbon organic total, consum biochimic de oxigen, detergenți anionici,
metale grele, arsenic, clor, sodiu, cianuri, uleiuri totale, streptococi. [30]
Proprietățile apelor naturale sunt determinate în primul rând de substanțele minerale,
lichide, gazo ase și organice în suspensie sau dizolvate care provin din interacțiunea
complexă hidrosferă – atmosferă – litosferă ‐ organisme vii. [3]
Calitatea apelor uzate evacuate atât în rețele de canalizare și epurare cât și în emisarii
naturali se reglementează p rin două normative:
NTPA 001/2005 – Normativ privind stabilirea limitelor de încărcare cu poluanți a apelor
uzate industriale și orășenești la evac uarea în receptorii naturali.[26 ]
NTPA 002/2005 – Normativ privind condițiile de evacuare a apelor uzate în rețelele de
canalizare ale localităților și d irect în stațiile de epurare. [27]
Potrivit reglementărilor NTPA 001/2005 se disting 5 clase de calitate :
Clasa 1: nu înregistrează abateri de la valorile de referință ale elementelor fizico -chimice
de calitate;
Clasa a2 -a: limitele corespunzătoare acestei clase prezintă nivele scăzute de modificări ale
indicatorilor de calitate față de limitele normale ale acestora, datorită activităților umane; sunt
condițiile apei în care nu sunt afectate viețuitoarele din apă.
Clasa a 3 -a: valorile elementelor biologice de calitate variază moderat față de valorile
normale ale proprietăților naturale ale apei;
Clasa a4 -a: prezintă dovezi de alterări majore ale valorilor elementelor biologice de calitate
ale apelor naturale;
Clasa a5 -a: apă de proastă calitate care prezintă alterări majore ale proprietăților apelor
naturale. [26]
Evaluarea încadrării în clase de calitate în scopul stabilirii calității apei se face din punct
de vedere fizico -chimic .
Calitatea apei se protejează prin păstrarea și îmbunătățirea caracteristicilor fizico -chimice
ale apelor, în vederea gospodăririi cât mai eficiente a acestora și este principala dimensiune a apei,
devenind o necesitate a dezvoltării economico -sociale, din cauza dificultății procesului de
îndepărtare a reziduurilor atat lichide, căt și solide din apă.

4
Calitatea apei nu beneficiază de o menținere în timp, ci aceasta variază în funcție de sursele
de impurificare naturale sau artificiale.
De aceea se impune controlul permanent al valori lor parametrilor prin care este definită
calitatea apelor de suprafață și posibilitatea lor de a se constitui în surse de alimentare a așezărilor
umane, sau de a fi utilizate în procese industriale și activități agricole.
Proprietăți fizice ale apei :
Temperatura apei este o mărime de stare locală care variază în funcție de proveniență apei
și de anotimp . Majoritatea proprietăților fizice ale apei sunt dependente de temperatură.
Temperatura normală a apei este cuprinsă între 0 și 35°C. Aceasta variaz ă în funcț ie de climatul
și relieful r egiunii în care are loc circula ția apelor subterane, de la 0 ° C, in regiunile cu ză pezi
persistente, la 100° C în regiunil e vulcanice sau cu gheizere și între 5‐20° C în condi țiile climatice
ale latitudinilor medii. [3]
Densitatea sau masa volumică a apei este raportul dintre masa unei cantități de apă și
volumul pe care aceasta îl ocupă. Crește în funcție de temperatură de la 0° C (ρ = 0,99987g/cm3)
la 4° C (ρ = 1 g/cm3), până la 25°C de unde începe să scadă ( ρ = 0,99701 g/ cm3). Datorită acestei
variații a densității, apa prezintă proprietăți mecanice unice față de alte substanțe și
favorizează desfășurarea vieții pe fundul apelor chiar și iarna. [3]
Vâscozitatea apei este minim ă la presiuni înalte, fapt care se interpreteaz ă în sensul că apa
are o organizare voluminoasă cu legături interne mobile care cedează eforturilor mecanice, dând
un lichid mai mobil. [3]
Turbiditatea este cauzată de particulele solide sub formă de suspensii sau în stare coloidală.
Suspensiile totale re prezintă totalitatea particulelor solide insolubile prezente într -o cantitate de
apă și care se pot separa prin metode de la borator (sedimentare, filtrare, centrifugare ).
Valoarea suspensiilor totale este deosebit de importantă pentru caracterizarea apelo r
naturale. În funcție de greutate specifică și dimensiuni, particulele se separă sub formă de depuneri
(sedimentabile) sau plutesc pe suprafața apei (plutitoare). Suspensiile gravimetrice reprezintă
totalitatea materiilor solide insolubile, care pot sedim enta, in mod natural într -o anumită perioadă
limitată de timp. Procentul pe care îl reprezintă suspensiile gravimetrice din suspensiile totale este
un indicator care conduce la dimensionarea și exploatarea desnisipatoarelor sau predecantoarelor,
instalații destinate reținerii acestora. Suspensiile și substanțele coloidale din ape reprezintă
totalitatea substanțelor dispersate în apă, având diametrul particulelor între 1 și 10 μm.
Relația dintre substanțele în suspensie (proprietate gravimetrică) și turbidi tate (proprietate
optică) determină așa -numitul „coeficient de finețe” al suspensiilor. Pentru aceeași sursă de apă,
coeficientul de finețe variază în limite bine determinate în cadrul unui ciclu hidrologic anual.
Turbiditatea unei ape rezulta din dizolvar ea si plutirea particulelor solide sau din dezvoltarea
microorganismelor si organismeor planctonice. [54]
Transparența apelor depinde de natura , cantitatea și dimensiunea substanțelor minerale
aflate în suspensie sau dizolvate și este decisiv influențată de prezența vegetației acvat ice. Apele
naturale nepoluate su nt aproape lipsite de culoare. [3]
Presiunea apei crește cu adâncimea, adăugându -se o atmosferă la fiecare 10,07 m. În
practica curentă presiunea se măsoar ă în decibari, presiunea hidrostatică cr escând cu 1 decibar la
fiecare 1 m adâncime. [54]
Tensiunea superficial ă a apei este o forță ce se manifestă la suprafața de contact între
mediul aerian și cel acvatic , dând naștere unei membrane pseudo -elastice . [54]

5
Conductivitatea apelor reprezintă proprietatea apei de a permite trecerea curentului
electric. În practică se măsoară de obicei rezistivitatea apei,inversul conductivitații. Măsurătorile
de conductivitate (rezistivitate) a apei permit determinarea conținutului total de săruri dizolvate în
apă și au avantajul diferențierii dintre săruri anorganice și organice (ponderal) pe baza mobilităților
ionice specifice, eliminând erorile datorate transformării speciilor de carbonați/bicarbonați prin
evaporare la 105 °C . [54]
Sărurile dizolvate . Apele natu rale conțin cationi și anioni, din care 6 sunt elemente
fundamentale care aparțin tuturor apelor naturale: molecula de H 2CO 3 și ionii de HCO 3‐, CO 32‐ H+,
OH‐, Ca2+, iar restul caracteristice fiecărui tip de apă: ionii de SO 42‐, Cl‐, Mg2+, Na+,K+ etc. Acest e
elemente în funcție de concentrația lor conferă apei un anumit caracter. [3]
Dintre gazele solubile în apă, prezintă importanță pentru procesele de tratare și
condiționare a apelor industriale: oxigenul, dioxidul de carbon, amoniacul, hidrogenul sulfurat .
Alte gaze, cum ar fi: oxizii de sulf (SO 2 și SO 3), oxizii azotului (NO și NO 2 în special), HCl,
HCN sunt specifice anumitor activități industriale (energetică, siderurgie, metalurgie, industrie
chimică). [3]
În apa subterană, dintre gazele dizolvate pr edomină dioxidul de carbon liber, conținutul în
oxigen fiind foarte scăzut sub 3 mg O 2/l. În apa de râu, dintre gazele dizolvate sunt prezente
oxigenul dizolvat, cu saturație între 65 ‐ 95% și bioxidul de carbon liber, în general sub 10 mg/l.
pH‐ul apelor naturale este cuprins între 6,5 ‐ 8, abaterea de la aceste valori dând indicații asupra
poluării cu compuși anorganici. [3]
Însușirile organoleptice ale apei:
Culoarea apei se determină în comparație cu etaloane preparate în laborator. Apa naturală
este teoretic într‐un strat cu o grosime sub 5 cm incoloră, peste această grosime și dacă în apă sunt
substanțe solide dizolvate sau în suspensie, apa poate să aibă diferite culori începând de la albastru
la verde sau de la galben la cafeniu. [3]
Mirosul ape i este clasificat în șase categorii, după intensitate: fără miros , cu miros
neperceptibil, cu miros perceptibil unui specialist, cu miros perceptibil unui consumator, cu miros
puternic și cu miros foarte puternic . [3]
Gustul apei depinde de prezența unor substanțe minerale în apă, a unor suspensii sau a unor
gaze dizolvate. Se poate aprecia astfel: fără gust, gust foarte slab, gust slab, gust perceptibil, gust
puternic, gust foarte puternic. Spre exemplu: daca apa are un gust dulceag înseamnă ca ea c onține
substanțe organice și foarte puține săruri, când este sărată înseamnă că ea conține
multă clorură de sodiu, când apa are un gust amar înseamna că ea conține sulfat de magneziu sau
clorură de magneziu. [3]
Pentru precizarea caracteristicilor de calitate a apei se utilizează următoarea termino logie :
 criterii de calitate a apei – totalitatea indicatorilor de calitate a apei care se utilizează pentru
aprecierea acesteia în raport cu măsura în care satisface un anumit domeniu de folosință sau pe
baza cărora se poate elabora o decizie asupra gradului în care calitatea apei corespunde cu
necesitățile de pr otecție a mediului înconjurator ;
 indicatori de calitate ai apei – reprezentați de caracteristici nominalizate pentru o
determi nare precisă a calită ții apelor ; (figura 1.3.)
 parametri de calitate ai apei – sunt valori și exprimări numerice ale indic atorilor de calitate
a unei ape ;

6
 valori standardizate ale calității apei – reprezintă valori ale indicatorilor de calitate a apelor
care limitează un dome niu convențional de valori acceptabile pentru o anumit ă folosință a apei .
[55]

Fig. 1.3. Indicatori de calitate ai apei [45]
Indicatorii de calitate ai apei:
1) Clasificare după natura indicatorilor de calitate:
 indicatori organoleptici ( gust, miros);
 indicatori fizici ( pH, conductivitate electrică, culoare, turbiditate);
 indicatori chimici;
 indicatori chimici toxici;
 indicatori radioactivi;
 indicatori bacteriologici;
 indicatori biologici;
2) Clasificare după natura și efectul pe care îl au asupra apei:
 indicatori fizico -chimici generali: temp eratura , pH, indicatorii regimului de oxigen ( oxigen
dizolvat (OD); consumul biochimic de oxigen (CBO 5); consumul chimic de oxigen (CCO Cr și
CCO Mn));
 indicatorii gradului de mineralizare: reziduul fix, clo ruri, sulfați, calciu, magneziu, sodiu, etc.
 indicatori fizico – chimici selectivi: carbon organic total (COT), azot Kjeldhal și azot total,
fosfați, duritate, alcalinitate.
 indicatori fizico – chimici specifici (toxici): cianuri , fenoli , hidrocarburi aro matice mono și
polinucleare , detergenți , metale grele ( mercur, cadmiu, p lumb, zinc, cobalt, fier, etc.),
pesticide , arsen, uraniu natural , trihalometani
 indicatori radioactivi : activitate globală α și β , activitate specifică admisă a fiecărui radionuclid
 indicatori biologici care reflectă gradul de saprobitate a apei, prin analiza speciilor de organisme
care populează mediul acvatic.
 indicatori bacteriologici care măsoară nivelul de poluare bacteriană, în principal prin
determinarea numărului de bacteri i coliforme totale și de bacterii coliforme fecale. [55]
Standarde de calitate ale apei
Condițiile de calitate pe care trebuie să le îndeplinească compoziția apei pentru o anumită
utilizare sunt riguros reglementate prin norme sanitare și standarde.

7
Normel e sanitare sunt tabele care cuprind valorile limită admise pentru indicatorii de
calitate a apei și care au caracter de lege .
Standarde de calitate a apei reprezintă un ansamblu de norme prin care se stabilesc
caracteristicile principale de calitate pe ca re trebuie să le îndeplinească o apă fiind descrise
metodele de analiză, unitățile de măsură, terminologia simbolurilor utilizate etc.
Cu toate că fiecare țară are propriile norme și standarde de calitate a apei , pe plan mondial
se tinde spre o bază comun ă, rezultată din experiența și necesitățile tuturor. Această bază comună
constă î ntr-un sistem de referință, a doptat de majoritatea țărilor, care stabilește valorile limită
admise pentru compoziția fizică, chimică și biologică a apei și asigură folos irea, în condiții sigure,
a acesteia pentru diferitele destinații . [45]
Tabel 1.2. Indicatori de calitate a apei potabile conform STAS 1342 – 91 [45]
Clasa de indicatori Valori
maxime
admise Clasa de indicatori Valori
maxime
admise
Indicatori organoleptici
gustu l (grade)
mirosul (grade)
Indicatori chimici generali
amoniu (mg/dm3)
azotiți (mg/dm3)
calciu (mg/dm3)
cloruri (mg/dm3)
duritate totală
(grade germane)
magneziu (mg/dm3)
oxigen dizolvat (mg/dm3)
sulfați(mg/dm3)
Indicatori chimici toxici
azotați (mg/dm3)
cadmiu (mg/dm3)
cianuri libere (mg/dm3)
pesticide
mercur (mg/dm3)
2
2

0-0,5
0-0,3
100-180
250-400
20-30

50-80
6
200-400

45
0,005
0,01
0,1
0,001 Indicatori radioactivi
Activitate globala (Bq/dm3)
alfa
beta
Indicatori biologici
Volumul șestonului obținut p rin filtrare
pe filtru planctonic (cm3/m2)
Organisme animale, vegetale și
particule vizibile cu ochiul liber
Organisme animale microscopice
(număr/dm3)
Organisme care prin înmulțirea în masă
modifică proprietățile organoleptice
sau fizice ale apei
Organism e indicatoare de poluare
Organisme dăunătoare sănătății
Indicatori fizici
concentrația ionilor de hidrogen (pH),
(unități de pH)
culoarea (grade)
turbiditatea (grade)

0,1-2,3
0-50

1-10

Lipsă

20

Lipsă

Lipsă
Lipsă

6,5-8,4

15-30
5-10
Normele și sta ndardele de apă potabilă sunt concepute pentru a asigura distribuirea de apă
curată și sigură pent ru consumul uman. Acestea sunt bazate pe nivelurile evaluate științific de
toxicitate acceptabile pentru oameni sau organisme acvatice. În România, norma de c alitate pentru
apa potabilă, în ultimul deceniu a fost standardul de stat STAS 1342/91 ( tabelul 1.2).
Apa potabilă furnizată de instalațiile centrale sau sursele locale de alimentare apă, de
rezervoarele de înmagazinare transportabile, precum și cea folo sită pentru apă caldă menajeră (baie
și bucătărie) trebuie să corespundă standardului de calitate STAS.1342/91, respectiv să se
încadreze în limitele impuse de 54 de indicatori (preluați la recomandările Organizației Mondiale
a Sănătății), și anume: organo leptici (2), fizici (4), chimici (35), radioactivi (2).
Normele pentru protecția faunei acvatice sunt mult mai dificil de stabilit, în principal din
cauza variațiilor enorme, în timp și spațiu, din ecosistemele acvatice și din cauza faptului că
granițele unui ecosistem nu coincid cu cele teritoriale. De aceea, atenția este puternic concentrată
pentru a se identifica condițiile de fond natural în care produsele chimice nu sunt toxice pentru

8
oameni și animale și pentru utilizarea acestora drept valori limită admise pentru protecția vieții
acvatice. [ 45]

1.1.2. Poluarea apelor

În epoca actuală omenirea se confruntă cu trei probleme deosebite, greu de rezolvat, în
special în unele zone geografice: pacea, apa, energia . Statisticile organismelor specializate ale
ONU arată că circa 200 milioane de locuitori ai planetei, din 75 de țări în curs de dez voltare, sunt
lipsiți de apă potabilă și că 25% din bolnavii spitali zați sunt victime ale poluării apei. Convingerea
că omenirea are la dispoziție resurse nelimitate de ap ă a dispărut din concepțiile multor oameni.
Dezvoltarea urbană și industrială, lărgirea gamei de utilizare în agricultură, creșterea numerică a
populației ca și ridicarea nive lului de trai au sporit cerințele de apă dulce. Consumurile de apă
pentru neces itățile orașelor și industriei ating cifre impresionante care intră în contradicție
flagrantă cu deteriorarea mediului inconjurăitor însoțită de reducerea cantității de apă potabilă
disponibilă. [12 ]
După Fair, Gayer si Okun, poluarea înseamnă pătrunderea in apă a unor substanțe sau
forme de energie cu un caracter si o concentrație care să modifice caracteristicile naturale ale apei
in așa măsură încât calitatea acesteia este înrăutățită sau ea devine supărătoare pentru văz, gust si
miros. [11]
Poluarea es te definită de legislația Europeană din domeniul apelor ca: „Poluarea”
reprezintă introducerea în mod direct sau indirect, ca rezultat al unor activități antropice, a
substanțelor sau căldurii în aer, apă sau sol, care pot afecta sănătatea umană sau calita tea
ecosistemelor, care pot provoca daune proprietății materiale, pot aduce prejudicii sau pot dăuna
confortului sau altor ut ilizări legale ale mediului. [29 ]
Apa este considerată poluată atunci când îi sunt alterate compoziția sau condiția astfel încât
devine mai puțin potrivită pentru oricare funcție sau scop pentru care ar fi fost adecvată în starea
ei naturală.
În timpul parcursului pe suprafața solului, sau în interiorul acestuia, apele se impurifică
prin dizolvarea sau încărcarea cu suspensii din roci le care alcătuiesc terenul sau din murdăriile
depozitate în mod natural sau artificial. De asemenea, apele de canalizare ce sunt introduse în
emisar îl influențează diferit în funcție de compoziția și conținutul în substanță al apelor canalizate,
dar și de caracteristicile emisarului. Astfel se disting: impurificarea – acțiune pe care unele din
substanțe o exercită asupra emisarului schimbându -i compoziția și reducându -i capacitatea de
folosință și murdărirea – acțiune pe care substanțele conținute în apele n aturale și în apele de
canalizare o exercită asupra emisarului schimbându -i atât compoziția cât și aspectul fizic.
Atât impurificarea cat si murdărirea sunt provocate de substanțele de natură minerală și
organică, de origine vegetală sau animală; murdărire a și impurificarea artificială provin din apele
din rețeaua de canalizare, apele uzate necanalizate, apele de precipitații care spală resturile de
substanțe minerale ș i organice depozitate liber. [11 ]
Poluarea apei poate fi împărțită după mai multe criteri i:
După perioada de timp cât acționează agentul impurificator: permanentă sau sistematică,
periodi că și accidentală.
După concentrația și compoziția apei:
 impurificare – reducerea capacității de utilizare;
 murdărire – modificarea compoziției și a aspec tului fizic al apei;
 degradare – poluarea geavă, ceea ce o face improprie folosirii;

9
 otrăvire – poluare gravă cu substanțe toxice. [49]
În funcție de modul în care se produce, poluarea poate fi naturală sau artificială.
Poluarea naturală a apei apare in dependent de activitatea social -economică a omului, ca
urmare a încărcării apelor de suprafață cu poluanți naturali ca suspensiile minerale de tip: nisip,
argilă fină, cloruri de sodiu etc., sau organice, cum sunt: resturile de animale sau plante aflate în
diverse stadii de descompunere, ea fiind mult mai puternică în perioade de ape mari, deoarece
râurile au capacitate de transport mare și slabă în perioadele de seceta.
Poluarea artificială a apei se datorează surselor de ape uzate de orice fel, apelor m eteorice,
nămolurilor. Ea este rezultatul activității omului în diversele sectoare economice sau în gospodării.
Din această clasă fac parte poluarea urbană, industrială, agric olă, radioactivă și termică. [13 ]
După natura substanțelor impurificatoare:
 poluarea fizică rezultă din evacuarea în ape a unor particule solide, insolubile și inerte din punct
de vedere chimic și biologic, care sunt antrenabile de către ape, a căldurii reziduale, și respectiv
a unor deșeuri radioactive ;
 poluarea chimică constă în aj ungerea în ape a unei multitudini de substanțe chimice provenite
din diferite activități umane sau fenomene natura le, dintre care cele mai „reprezentative” sunt
următoarele: săruri ale unor metale (cupru, plumb, zinc, mercur, cadmiu, etc.), fluoruri, acizi ,
baze, hidrocarburi, substanțe de proveniență farmaceutică, etc. provenite din activități
industriale sau avarii, nutrienți (mai ales nitrați și fosfați) și pesticide provenite din activități
agricole și zootehnice, detergenți proveniți din activități men ajere și economice, și altele;
 poluarea biologică constă în evacuarea în ape a unor reziduuri de natură preponderent organică,
fermentabile și putrescibile care reprezintă importante focare de infecție din cauza
microorganismelor și virușilor care se dezv oltă în acestea; aceste reziduuri provin mai ales din
activități industriale specifice industriei alimentare, industriei celulozei și hârtiei, prelucrării
primare a produselor agricole, activității complexelor zootehnice;
 poluarea radioactivă rezultă din s urse controlate, adică din uzine producătoare de combustibil
nuclear, de izotopi radioactivi, ape de răcire de la centralele atomoelectrice și surse
necontrolate, adică din căderi de substanțe radioactive din exploziile atomice, accidente
nucleare . [18]
Surse de poluare
Sursele de poluare a apei sunt toate categoriile de consumatori ai apelor de alimentare
(consumatori menajeri și sociali, consumatori industriali, consumatori agrozootehnici, etc.),
căderile diferitelor categorii de poluanți din atmosferă, a cțiunea unor șuvoaie formate în urma
precipitațiilor sau topirii zăpezilor care udă diferite terenuri și se varsă în apele de suprafață
transportând în acestea materiale pământoase și diferite materiale poluante depozitate pe acestea
sau acțiunea apelor di n precipitații sau irigații care udă terenurile care se infiltrează în soluri și care
transportă în apele freatice diferite materiale poluante aflate la suprafața sau în interiorul solurilor.
[15]
Surse de poluare organizate (se mai numesc și discrete ) care au o localizare bine precizată
(din această cauză se mai numesc și punctiforme ) și din care rezultă două mari categorii de apă
uzată, și anume: apă uzată menajeră și urbană și apă uzată industrială și agro -zootehnică ; aceste
tipuri de apă uzată se evacue ază, în mod normal, controlat prin intermediul sistemelor de canalizare
și care înainte de deversarea în receptori sunt tratate (epurate) în scopul aducerii acestora la un
grad de purificare la care să afec teze calitatea receptorilor. [18 ] [40]

10
Surse difuz e de poluare reprezintă emisii e vacuate în mediu în mod dispers, care nu au o
localizare bine precizată și care sunt situate pe suprafețe de teren întinse, care afectează apele de
suprafață sau apele freatice prin transportul de poluanți de pe sau din aces te terenuri în special de
către apele din precipitații sau uneori de irigație, prin șuvoaie sau infiltrare (percolare); din cauza
caracterului lor difuz și imprevizibil aceste surse pe poluare nu pot fi controlate, ci doar
neutralizate prin impunerea unor măsuri care să diminuze sau chiar să elimine efectele acestora.
[18] [40 ]
Metodele existente de evaluare a surselor difuze sunt : metode de calcul a balanței
poluanților și metode suplimentare bazate pe calcule standard utilizând informații din bază de dat e
că și din modelele existențe specificând încărcarea de poluanți a unei a rii din bazinul hidrografic.
[40]

Fig. 1.4. Surse de poluare a apei [60]
Din punct de vedere al modului de propagare, indiferent de geneza acestora, se disting două
categorii de su rse difuze diferențiate:
Surse locale , sunt sursele corelate cu solul și scurgerile prin antrenare cu precipitații, în
apele de suprafața sau prin percolare, în apele subterane, aplicarea de pesticide și îngrășăminte
minerale fiind un exemplu tipic în ac est sens. Sursele locale de poluare au că proveniența
următoarele grupe țintă: populația ( cea neracordata la un si stem centralizat de canalizare),
industria, a gricultura. [18]
Surse regionale și transfrontiere inclu d poluările difuze transmise la distan ță față de locul
de geneza, prin aer, respectiv depunerile atmosferice lichide și solide. [40]
Apele din sursele de emisie punctiforme se pretează epurării și pot, de aceea, să fie
analizate statistic. Poluanții acestor surse pot fi cuantificați și contro lați înainte de evacuarea în
receptor. Urmărirea statistica a surselor punctiforme întâmpina mai puține probleme față de cea a
surselor difuze. În cele mai multe activități productive, emisiile sunt generate de surse punctiforme.

11
Pentru aceste surse, relaț ia dintre parametrii de calitate ai apei afectate și activitățile poluatoare
este directă și, în principiu, poate fi măsurată. [40]
După durata degradării naturale în apă a poluanților sursele de poluare se clasifică în: –
surse de poluare ce conțin poluanț i biodegradabili , care pot reduce concentrația de oxigen din apă
(proces numit dezoxigenare), surse cu poluanți greu biodegradabili , nocivi atunci când microflora
nu-i poate transforma; afectează astfel flora și fauna acvatică (degradarea are loc după cel puțin
30 de zile), surse de poluare cu poluanți nebiodegradabili, care au o acțiune remanentă o anumită
perioadă, degradarea lor începe după aproximativ 60 de zile și surse care conțin poluanți refractari
(degradarea începe după cel puțin 2 ani). [1]
Tipu ri de poluanți
Principalele tipuri de poluanți care conferă apelor „calitatea” de ape uzate datorită mo –
dificării caracteristicilor fizice, chimice, bacteriologice sau radioactive sunt:
Compuși organici biodegradabili provin din apele uzate menajere și in dustriale. Cele mai
încărcate sunt cele din industria alimentară, cea organică de sinteză și de hârtie, din complexe
decreștere a animalelor (abatoare, zootehnie). Impactul acestor compuși constă în reducerea
concentrației de oxigen dizolvat cu r epercursiuni asupra florei și faunei. Au loc procese
anaerobe și există riscul reducerii capacității de autoepurare. Prezența acestor compuși este
indicată de CBO5 (consumul biochimic de oxigen la 5 zile). [49]
Compuși organici nebiodegradabili provin din surse precum ape uzate din industria
organicăde sinteză, cea a celulozei și hârtiei, petrochimică și metalurgică. Sunt compuși organici
cu toxicitate acută sau cronică și/sau cu caracter mutagen sau cancerigen. Impactul este deosebit
asupra cursurilor de apă, asupra oamenilor și asupra organismelor acvatice. Încetinesc sau stopează
procesele de autoepurare sau epurare biologică și pot da produși secundari de
dezinfecție. Oxidabilitatea este mai mică decât la compușii organici bi odegradabili datorită
structurii chimice pe care o au. Compușii organici toxici sau ne bio-degradabili se pot grupa în
compuși halogenați ai hidrocarburilor saturate și n esaturați ciclici sau aciclici, compuși aromatici
monociclici , compuși fenolici , compu și aromatici policiclici , compuși ai acidului ftalic de tipul
esterilor și eterilor ,compuși cu azot, pesticide , compuși policlorurați ai fenilbenzenului. [10]
Clorurile și sulfurile din apele uzate pot influența procesele biologice de
epurare dacă cantitățile lor depășesc anumite limite. Clorurile sub formă de ioni de clor din apa
uzată menajeră provin în special, din urina de origine animală sau umană, ca urmare a consumului
în alimentație a clorurii de sodiu, sau din folosirea cl orului pentru dezinfecție. Sulfurile din apele
uzate menajere pot fi determinate și puse în evidență sub formă de sulfuri totale, sulfuri de carbon
și hidrogen sulfurat (care ne dă indicații asupra lipsei oxigenului în apă și apariția proceselor
anaerobe). [49]
Metalele grele sunt prezente, în special, în apele uzate industriale și sunt toxice
pentru microorganismele care participă la epurarea biologică a apelor și la fermentarea anaerobă
a nămolurilor. Determinarea lor în laborator prin analize standard necesită durate mari de timp și
un echipament complex derivat din necesitatea utilizării unei game largi de reactvi. În ultimul timp
se practică metoda spectrofotometriei cu absorbție atomică al cărui aparat este capabil să determine
un număr de 27 elemente minerale, între care și metalele grele (Cu, Zn, Cd, Pb, Hg,Co, Ni, Cr
etc.). [49]
Substanțele organice din apele uzate menajere provin din dejecțiile umane și animale,
dinresturile de alimente, legume și fructe, precum și din alte materii organice evacuate în rețeaua

12
decanalizare. Prezența substanțelor organice în apă poate reduce oxigenul din apă până la 0, iar în
apa lipsită de oxigen, substanțele organice se descompun prin procese anaerobe care au loc
concomitent cu producerea hi drogenului sulfurat și a altor gaze rău mirositoare și toxice. [10]
Nutrienții sunt compuși anorganici și organici cu azot și fosfor. Principalele surse de
generare le constituie apele uzate menajere și efluenții din industria îngrășămintelor chimice.
Azot ul și fosforul stimulează creșterea necontrolată a algelor și microorganismelor producând
fenomenul de eutrofizare. [49]
Substanțe toxice (poluanți prioritari) includ detergenți, cianuri, compuși organici clo –
rurați,lignină, compuși proveniți din industria chimică, industria celulozei și hârtiei,
industria petrochimică etc. Poluanții prioritari sunt compuși organici sau anorganici selectați pe
baza toxicității foarte mari, a efectelor cancerigene sau mutagene. Acești poluanți sunt denum iți și
compuși toxici refractari și se găsesc în majoritatea cazurilor în apele uzate industriale, fiind însă
depistați uneori în cantități foarte mici în apele de alimentare datorită unor infiltrații sau datorită
epurării necorespunzătoare a apelor din am onte. [49]
Substanțe radioactive , folosite din ce în ce mai mult în medicină, tehnică etc., precum și
la centralele atomice crează noi probleme celor care se ocupă cu protecția calității apelor. Aceste
substanțe care emit radiații influențeză pr ocesele de epurare și pot fi periculoase
pentru personalul de exploatare. [49]
Apa caldă este produsă de multe industrii, cum ar fi industria enegetică, petrochimică și
desinteză organică care utilizează apa ca agent de răcire. Deversată c a atare în emisar, apa
caldăperturbă desfășurarea procesului de autoepurare. [49]
Alți poluanți sunt substanțele petroliere, sărurile, bazele și acizii peste concentrația limită
(C.M.A.), agenții reducători (grupe de sulfiți, sulfați), uleiuri care apar î n efluenții generați în
diferite industrii. Impactul: consum de oxigen dizolvat sau împiedică transferul de oxigen din
atmosferă în apă. Influențează procesele de tratare a apei și viața organismelor subacvatice careduc
la modificări d e pH și depuneri în a lbie. [ 49]

Fig.1.5. Exemple de ape poluate, recoltate din apropierea diverselor surse de poluare [44 ]
Exemplele din figura 1.5. au fost realizate în cadrul proiectului „Polluted Water Popsicles ”,
care are ca scop conștientizarea cu privire la creșterea poluării apei datorată dezvoltării economice
rapide și urbanizării. Apa a fost preluată din 100 de surse de apă diferite din Taiwan și a fost
transformată în înghețate toxice, fiind mai apoi refăcute folosind rășină transparentă de poliester.
Acestea au f ost numerotate cu indicative care reprezentau diferitele regiuni din care au fost
prelevate probele de apă poluată. În timp ce gunoiul din apă a fost variat, aproximativ 90% a fost
din plastic, și aceste „popsicles ” conțin totul, de la capace sticle și pun gi de plastic la sticle și
ambalaje de bețișoare. Este o modalitate simplă dar eficientă de a ne face să ne gândim la poluarea
apei dintr -o perspectivă total diferită. [44]

13
1.1.3. Caracteristicile apelor uzate menajere.
Pentru proiectarea stațiilor de epurare, da r și pentru funcționarea acestora în condiții
optime, este necesar să se cunoască caracteristicile apelor de canalizare. Aceasta se
face pe baza determinărilor de laborator.
Apele de canalizare provin din apele evacuat e din locuințe, centre populate,
unități industriale, agrozootehnice etc., și de pe terenurile aferente lor. Acestea se clasifică în
raport cu proveniența și proprietățile lor în următoarele categorii:
Apele uzate menajere sunt ape provenite di n gospodării și servicii, care rezultă de regulă
din metabolismul uman și din activitățile menajere (spălatul vaselor, hai nelor etc.);
Apele uzate urbane sunt ape uzate menajere sau amestec de ape uzate menajere cu ape
uzate industrial și ape meteorice;
Ape uzate industriale sunt reprezentate de orice fel de ape uzate ce se evacuează din
incintele în care se desfășoară activități industriale și comerciale, ele fiind de cele mai multe ori
tratate separat în stații de epurare proprii;
Ape uzate agrozootehnice , sunt ape provenite de la fermele de animale care au în general
caracteristicile apelor uzate orășenești, poluanții principali fiind substanțele organice în cantitate
mare și materialele în suspensie;
Ape uzate meteorice provin din precipitații și sunt ape care spală din atmosferă poluanții
existenți la acest nivel , iar în contactul cu terenul unor zone sau incinte amenajate, sau al unor
centre populate, în procesul scurgerii, antrenează atât ape uzate de diferite tipuri, cât
și deșe uri, îngrășăminte chimice, pesticide, astfel încât în momentul ajungerii în receptor
pot conțin e un număr mare de poluanți. [49 ]
Apele uzate urbane sunt definite ca ape uzate menajere sau amestec de ape uzate menajere
cu ape uzate industriale și scurgerile apelor meteorice.
Poluarea apelor cauzată de aglomerarile umane se datorează în principal următorilor
factori: ponderea redusă a populației racordate la sistemele colectare și epurare a apelor uzate,
funcționarea necorespunzătoare a stațiilor de epurare existente, managementul necorespunzător
al deșeurilor, dezvoltarea zonelor urbane și protecția insu ficientă a resurselor de apă. [69 ]
Datorită ratei reduse de racordare a populației la sisteme de colectare și epurare a apelor
uzate, se produce po luarea râurilor prin evacuarea apelor uzate menajere prin rigole, direct în râu
și poluarea pânzei freatice prin infilt rarea în sol a apelor uzate. [40 ]
Dezvoltarea zonelor urbane necesită o mai mare atenție și din punct de vedere al colectării
deșeurilor menajere prin construirea unor depozite ecologice de deșeuri și eliminarea depozitării
necontrolate a deșeurilor, întâlnită deseori pe malurile râurilor și a lacurilor.
Captările d e apă pentru potabilizare sunt reglementate prin lege, în ceea ce privește calitatea
apei și protecția sursei de apă. Lipsa zonelor de protecție constituie un pericol de contaminare a
apei. [40]
În ceea ce privește apele uzate menajere, urban e și industriale pentru
determinarea caracteristicilor sunt necesare următoarele determinări:
 materii totale în suspensie, în stare uscată și diferențiate apoi în materii organice (volatile)
și minerale;
 reziduu fix (substanțe dizolvate în apă) și diferențiate apoi în materii organice (volatile) și
minerale;
 reziduul total numit și substanță uscată (diferența între greutatea totală a materialului ce se
analizează – apă sau nămol – și greutatea apei care se evaporă la temperatura de 105oC) alcătuit

14
din suma cantităților de materie în suspensie și reziduul fix, diferențiat în materii organice
(volatile) și minerale;
 consumul biochimic de oxigen (CBO5);
 consumul chimic de oxigen (CCO);
 azotul sub toate formele (amoniac liber, organic, az otați și azotiți) sau azot total;
 fosfor total. [49]

Fig. 1. 6. Circuitul apei de la sursa până la deversare în efluent [74]
Pentru localități în care nu există canalizare (rețea și stație de epurare) situație în care
indicatorii fizico – chimici ai apelor uzate influente în stația de epurare nu se pot stabili pe bază de
studii și analize, aceștia se vor aprecia după datele obținute la sistemele similare de canalizare din
alte localități, sau utilizând încărcările specifice aferente unui locuitor echivalent1 (l.e.),
recomandate de literat ura tehnică de specialitate. [49 ]
Pentr u stabilirea compoziției apei uzate și de suprafață se determină, prin analize de
laborator, caracteristicile fizice, chimice, bacteriologice și biologice ale acestora.
Analizele au scopul de a furniz a informații asupra gradului de murdărire a apelor uzat e și
de suprafață și asupra condițiilor în care trebuie tratate acestea, respectiv folosite; stabil irea
eficienței stațiilor de epurare și a condițiilor în care se produce autoepurarea; determinarea
influenței pe care o va avea deversarea apelor uzate în e misari. [26]
Caracteristici fizice
Apa prezintă următoarele caracteristici fizice: temperatura, turbiditatea, culoarea și
mirosul.
Temperatura este cea mai importantă caracteristică fizică care influențează reacțiile
chimice și biologice produse în apele u zate.Temperatura apelor uzate orășenești este, de obicei, cu
2 – 3 °C mai ridicată decât cea a apelor de alimentare. Unele ape uzate industriale, precum și
apele subterane, pot influența, într -un sens sau altul, temperatura care constituie un factor hotă râtor

1 locuitorul echivalent (l.e.) reprezintă unitatea d e măsura pentru poluarea biodegradabilă și stabilește dimensiunea
poluării provenită de la o aglomerare umană. Se exprimă ca media acelei poluări produsă de o persoană într -o zi – în
directivă s -a fixat valoarea de 60 grame consum biochimic de oxigen la 5 zile (CBO5) pe zi. Modul de calcul al
locuitorilor echivalenți pentru o aglomerare umană este dat de raportul dintre încărcarea totală în CBO5 a apelor uzate
și valoarea de 60 g CBO5/zi corespunzătoare unui locuitor echivalent. [49]

15
în epuarea apelor uzate. Coagularea substanțelor în suspen sie, procesele biologice, etc. s unt
influențate în mod d irect de temperatură. [13]
Mirosul apelor uzate proaspete este aproape inexistent. Apele în curs de fermentare au
miros, mai mult sau ma i puțin pronunțat, în funcție de stadiul de fermentare în care se găsesc.
Cantități importante de ape uzate industriale pot produce mirosuri neplăcute. Intrarea materiilor
organice din apa uzată în procese aerobe și mai ales anaerobe de descompunere determ ină
emanarea de mirosuri de hidrogen sulfurat (H2S). Alte mirosuri indică, de asemenea existența unor
substanțe chimice în apele uzate industriale. Materiile volatile din apa uzată produc degajarea unor
mirosuri în timpul transportului dar și în timpul epu rării apelor uzate. [1] [2] [19 ]
Turbiditatea este reprezentată de conținutul de materii în suspensie prezente în apelor uzate
și emisari. Turbiditatea se măsoară prin comparație cu o emulsie etalon în grade pe scara silicei și
se determină, în principal, pentru apa emisarilor și numai uneori, pentru apele uzate. Apele uzate
orășenești au, în general, o turbiditate cuprinsă între 400 – 500 grade pe scara silicei2. [13]

Fig. 1. 7. Diferite grade de turbiditate ale apei. [79]
Culoarea apelor uzate se datorea ză prezenței în apă a unor substanțe dizolvate (oxizi ferici,
compuși de mangan, clorofilă din frunze, acizi humici, etc.) și se determină prin comparații cu
soluții etalon de clorură de platină și potasiu sau clorură de cobalt. Un grad de culoare corespun de
la 1mg clorură de platină la 1l de apă. Culoarea apelor uzate proaspete este cenușiu deschis, prin
fermentarea materiilor organice din apă, aceasta devine mai închisă. Pătrunderea în reteaua de
canalizare a unor ape industriale puternic colorate, conduc e la schimbarea totală a culorii apelor
uzate. Culoarea apei împiedică absorbția oxigenului și fenomenul de fotosinteză în autoepurare.
Din acest punct de vedere culoarea, ca și turbiditatea, poate duce la limitarea utilizării apei și este
un indicator va loros de poluare a apei. [2 ] [13]
Caracteristici chimice
Stabilirea originii și a caracteristicilor calitative ale apelor uzate necesită cunoașterea
procesului tehnologic industrial pentru o proiectare judicioasă a stațiilor de epurare. Deci este
necesară cunoașterea originii principalilor afluenți și caracteristicilor lor principale pentru
definirea modului de epurare. Reducerea debitelor de apă uzată necesită utilizarea unor tehnologii
noi. Principalele substanțe nocive ale apelor uzate industriale sunt substanțele organice (exprimate
prin CBO5), substanțele în suspensie, substanțe le toxice și metalele grele. [10 ]
Oxigenul dizolvat (O 2 ) se găsește în cantități mici (1-2 mg/l) în apele uzate, dar numai
când sunt proaspete și după epurarea biologică, în funcție de gradul de poluare, apele de suprafață
conțin cantități mai mari sau mai mici de oxigen. Deficitul de oxigen este cantitatea de oxigen care
lipsește unei ape care atinge valoarea de saturare. Conținutul de oxig en din apă, este una dintre
caracteristicile apei care caracterizează cel mai bine starea de murdărire a apei, precum și stadiul
descompunerii substanțelor organice în instalașiile biologice și în apele naturale. Concluziile

2 1 mg silice fin diviz ată la 1 l apă distilată reprezintă un grad de turbiditate (GT) [79]

16
importante se pot trage când ac eastă caracteristică este analizată concomitent cu consumul
biochimic de oxigen și stabilitatea relativă. [13] [19 ]
Consumul chimic de oxigen (CCO) măsoară conținutul de carbon din toate categoriile de
materie organică, prin stabilirea oxigenului consumat de bicarbonatul de potasiu în soluție acidă.
[1]
Acizii volatili indică progresul fermentării anaerobe a substanțelor organice. Din acești
acizi, prin fermentare, se formează bioxidul de carbon și metanul. În cazul unei bune fermentări,
pentru apele uzate menajere, acizii volatili, exprimați în acid acetic, trebuie să fie aproximativ 500
mg/dm3 (peste 300 mg/dm3 și sub 2.000 mg /dm3).
Gazele cel mai des întâlnite la epurarea apelor sunt hidrogenul sulfurat, bioxidul de carbon
și metanul. Hidrogenul sulfurat indică o apă uzată ținută un timp mai îndelungat în condiții
anaerobe. Metanul și bioxidul de carbon sunt indicatori ai fermentării anaerobe. În amestec cu
aerul, în proporție de 1:5 – 1:15, metanul este exploziv. [2]
Azotul total este alcătu it din amoniac liber, azot organic, nitriți și nitrați. Azotul organic și
amoniacul liber sunt luați ca indicatori ai substanțelor organice azotoase, prezente în apa uzată, iar
amoniacul albuminoidal ca indicator al azotului organic , care se poate descompune. Amoniacul
liber este rezultatul descompunerii bacteriene a substanțelor organice. Cantități de amoniac liber
mai mari de 0,2 mgf/dm3 indică existența unei impurificări a apei uzate analizate. [19]
Apele uzate proaspete au un conținut ridicat de azot organic și unul scăzut de amoniac liber,
iar apele mai puțin proaspete conțin aceste substanțe în proporții inverse – conținut mai mare de
amoniac și mai scăzut de azot organic. [2]
Nitrații reprezint ă cea mai stabilă formă a materiilor organice azotoase și, în general,
prezența lor indică o apă stabilă din punct de vedere al transformării. În apa uzată proaspătă, nitriții
și nitrații sunt în concentrații mai mici (sub 1/1 mil.). [19]
Sulfurile sunt re zultatul descompunerii substanțelor organice sau anorganice și provin, de
cele mai multe ori, din apele uzate industriale. [19]
Clorurile pot proveni din diferite surse (de exemplu urină); de aceea, cantități de 8 – 15 g
clorură de sodiu, cât elimină un om pe zi, nu pot constitui indici de impurificare.
Concentrația de ioni de hidrogen (pH ) determină în mare măsură atât procesele biologice
și chimice cât și o serie de tratamente ale a pei, precum și caracterul coroziv al acesteia. Valoarea
pH-ului trebuie să fie în jur de 7.
Potențialul de oxidoreducere (potențialul Redox, rH) furnizează informații asupra puterii
de oxi dare, sau de reducere, a apei sau nămolului, în scara Redox; notația rH ex primă inversul
logaritmului presiunii de oxigen. Scara de măsură a potențialului Redox are ca valori extreme 0 și
42. Valorile sub 15 caracterizează faza de oxidare (fermentare) anae robă, iar valorile peste 25, faza
de oxidare aerobă. [19]
Putrescibilitatea este o caracteristică a apelor uzate care indică posibilitatea ca o apă să se
descompună mai repede sau mai încet.
Stabilitatea este inversul putrescibilității. Stabilitatea relati vă este exprimată (în procente)
de raportul dintre oxigenul disponibil în proba de analizat (sub formă dizolvată, sau sub formă de
nitriți și nitrați) și cererea de oxigen pentru satisfacerea fazei primare de consum a oxigenului.
Ca determinare, stabilita tea relativă este folosită foarte rar, deoarece unele substanțe
coloidale dizolvate în apă, precipită culoarea (dată de albastru de metilen), iar pe de altă parte,
valorile stabilității relativesunt nesigure, ele variind în funcție de natura apei uzate. [19]
Caracteristici biologice

17
Proprietățile bacteriologice și biologice ale apelor uzate menajere sunt reprezentate de
gradul de încărcare al apelor uzate cu microorganisme de tipul bacteriilor, protozoarelor, algelor
etc. Aceste microorganisme descompun mat eria organică din apele uzate și constituie un indicator
biologic ce caracterizează gradul de încărcare al apelor uzate cu substanțe organice . [1]
În majoritatea cazurilor, diferitele organisme care se întâlnesc în apele uzate au dimensiuni
foarte mici. Cele mai mici sunt virusurile și phagii, urmate de bacterii.
Organismele mai mari sunt reprezentate de ciuperci, alge, protozoare, rotiferi, larve de
insecte, viermi, melci etc. În scopul determinării concentrației diferitelor tip uri de bacterii din apă,
pentru a se putea aprecia gradul de impurificare a apei și pericolul de infectare, anlizele
bacteriologice se fac de obicei în paralel cu cele chimice.
Absența bacteriilor dintr -o apă poate fi un indiciu clar al prezenței unor subs tanțe toxice.
Consumul biologic de oxigen (CBO 5) al unei ape uzate sau a unei apei de râu impurificat,
reprezintă cantitatea de oxigen consumantă pentru descompunerea biochimică în condiții aerobe a
materiilor solide organice, la temperatura și timpul standar (timpul standard se ia deobicei 5 zile,
iar temperatura de 20oC). Consumul biochimic de oxigen măsoară în mod indirect cantitatea de
materii organice care se pot descompune și în mod direct consumul de oxigen cerut de organismele
care produc descompunerea. În apele uzate orășenești CBO 5 variază de obicei între 100 -400
mg/dm3, iar în apele industriale poate avea valor de 50 mg/dm3.
Descompunerea biologică a apelor uzate, respectiv consumul biochimic de oxigen, se
produce în două faze și anume: faza primară (a carbonului) și faza secundară (a azotului) .
În faza primară oxigenul se consumă pentru dizolvarea substanțelor organice, care începe
imediat și are, pentru apele uzate menajere, durată de circa 20 de zile, la temperatura de 20 oC. În
urma des compun erii materiilor organice în al c ăror conținu t intră carbon, azot și fosfor se
formează, în principal, bioxidul de carbon (CO 2). În faza secundară care oxigenul se consumă mai
ales pentru transformarea amoniacului în nitriți și apoi, în nitrați, începe după aproximativ 10 zile
și dureză 100 sau chiar mai multe zile; Transformarea constituie procesul de nutrificare a materiilor
organice . [13]
Totalitatea organismelor din apă constituie așa -numitul plancton, iar cele de pe patul râului,
bentosul. În ultimul timp, în privința organismelor din emisar, își gasește o aplicare din ce în ce
mai mare în sistemul saprobiilor, care cuprinde speciile de organisme caracteristice apelor
impurificate cu substanțe organice. Speciile de animale și vegetale din sistemul saprobiilor sunt
grupate în următoarel e patru categorii:
 specii polisaprobe, caracteristice apelor cu impurificare organică puternică (în număr foarte
mic);
 specii oligosaprobii, caracteristice apelor curate, neimpurificate (în număr mare) ;
 specii α -mezosaprobii, caracteristice apelor cu impurități organice (în număr mic);
 specii β -mezosaprobii, caracteristice apelor cu impur ificare organică mică (în număr mai mare
decât cel e din categoria α -mezosaprobii). [13]

1.1.4. Epurarea si autoepurarea apelor uzate.
Epurarea apelor uzate este un proces comple x de reținere și/sau neutralizare prin diferite
mijloace a substanțelor poluante aflate în apele uzate sub formă de suspensii, în stare coloidală sau

18
în stare dizolvată, în scopul reintroducerii acestora în circuitul hidrologic, prin deversare în
emisari, fără ca prin aceasta să se aducă prejudicii atât florei și faunei acvatice cât și omului. În
urma procesului de epurare a apelor uzate rezultă două produse:
 apa epurată, în diferite grade de epurare, care se deversează în receptor, sau poate fi valorificat ă
la irigații sau alte activități;
 substanțele poluante extrase, care poartă denumirea generică de nămoluri. [4] [17 ]
În cadrul procesului tehnologic de epurare, metodele și procedeele de extragere a
substanțelor poluante din apele uzate sunt de natură me canică, biologică și chimică. Alegerea unei
anumite structuri de flux tehnologic este determinată atât de caracteristicile apelor uzate prelucrate
cât și de gradul de epurare care se urmărește să fie atins, determinat din rațiuni atât ecologice, da r
și eco nomice. [4 ] [17]
Pe parcursul procesului tehnologic de epurare, poluanții extrași din apele supuse procesului
sunt concentr ați în nămoluri foarte nocive, care dacă sunt evacuate ca atare, constituie un pericol
deosebit pentru mediul înconjurător, compromi țând instalația de depoluare prin nerealizarea
integrală a scopului său principal, acela de protejare a mediului. Procesul tehnologic de prelucrare
a nămolurilor în scopul neutralizării potențialului deosebit de poluant al acestora, deține o pondere
import antă în procesul tehnologic general al stațiilor de epurare (costuri de investiții și exploatare
mari, comparabile, dacă nu superioare celor pentru epurarea apelor uzate), și trebuie să fie
subordonat cerințelor de evacuare finală sau valorificare a nămolu rilor. [4 ] [15] [18 ]
Procesul tehnologic general al stațiilor de epurare a apelor uzate cuprinde deci două mari
grupe succesive de operații și anume reținerea și/sau neutralizarea încărcării poluante din apele
uzate, rezultând nămoluri, prelucrarea nămolur ilor în scopul valorificării sau evacuării acestora în
siguranță în mediul înconjurător, fără peric ol de contaminarea acestuia. [15 ] [18]
Cantitatea de apă uzată este strâns legată de consumul de apă; ea poate varia în funcție de:
tipul locuinței, destinaț ia acesteia, numărul de membri și activitățile desfășurate, intervalul orar,
perioada anuală etc. Fluxul apei într -un sistem de consum consta in următoarele faze: captare
tratare, transport, utilizar e și evacuarea apelor uzate. [1 ]
Dintre măsurile care pot fi aplicate surselor de apă poluată se pot menționa:
 introducerea și utilizarea în unitățile economice a unor tehnologii de producție, cu consum redus
de apă sau total neconsumatoare, puțin poluante sau total nepoluante;
 recircularea apelor uzate evacuate, care este un procedeu care poate diminua semnificativ
debitele de apă uzată deversate în receptori, degrevându -i astfel;
 folosirea la irigații a unor categorii de ape uzate, direct sau după un trata ment adecvat. [15]
Folosința de apă este c onsiderată ca fiind orice activitate umană sau unitate cu caracter
social sau economic care are nevoie de apa, o utilizează iar după folosire și epurare o evacuează
într-un receptor natural (curs de apă, lac etc.). [1]
În figura 1.8. este prezentată schema generală de descriere a unui flux de apă într -un sistem
de consum.
Mărimile care intervin în fluxul de apă prezentat mai sus sunt: Necesarul de apă (Qn), Apa
recirculată (Qr), Consumul de apă (Qc, care se compune din apa reținută în procesul de folosire
QcP, pierderile în sistemul de tratare a apei prelevate Qct, pierderile în sistemul de epurare a apei
recirculate sau evacuate Qce, pierderile în sistemul de aducțiune, în rețeaua de distribuție și
sistemul de recirculare internă a apei Qcr, pierderile în sistemul de canalizare Qcc), Cerința de
apă (Qp), Apa evacuată (Qe). [1 ]

19

Fig.1.8. Elemente caracteristice circuitului apei de la sursa până la deversare în efluent, unde
1-sursa de apa; 2 – stație de tratare; 3 – stație de amestec; 4 – stație de epur are; 5 – receptor natural. [1]
Dintre măsurile care pot fi aplicate cursurilor de apă receptoare se pot menționa:
 aerarea intensă a râurilor sau lacurilor poluate folosind aeratoare speciale, prin aceasta
asigurându -se o oxigenare suplimentară, rezultând o reducere, uneori spectaculoasă, a gradului
de poluare cu materii organice;
 destratificarea termică a apelor stătătoare, care constă în înlocuirea apei de la adâncime, care
prin stagnare își înrăutățește uneori considerabil calitatea, cu apă de bună calitate de la
suprafață;
 creșterea debitelor minime ale cursurile de apă receptoare ale apelor uzate, prin intermediul
unor lucrări hidrotehnice (acumulări sau derivații), prin care să se reducă semnificativ gradul
de diluție al apelor uzate în apele rectoare, fapt cu o c ontribuție deosebită în calitatea
amestecului ;
 crearea pe cursurile de apă receptoare ale apelor uzate a condițiilor deautoepurare, proces care
dirijat corespunzător poate crea un minim de condiții care duc la îmbunătățirea naturală a
calității apelor de suprafață. [15 ] [18]
Autoepurarea este un proces natural complex (fizico -chimic, biologic și bacterilogic) prin
care impurificarea unei ape de suprafață receptoare, curgătoare sau stătătoare, se reduce treptat
odată cu îndepărtarea de sursa de impurifica re. [4] [15]
Îndiferent de receptor și de natura impurificării, procesele de autoepurare sunt
asemănătoare, însă diferă desfășurarea lor ca durată, ca amploare, ca ordine de succesiune sau ca
măsură în care iau parte toate felurile de procese specifice, s au numai unele dintre acestea, depind
de caracteristicile receptorului și ale poluanților introduși în acestea. Capacitatea de autoepurare a
apelor receptoare nu este nelimitată, aceasta putând varia în timp chiar dacă caracteristicile apelor
receptoare ră mân relativ constante. [4] [18 ]
Procesul de autoepurare se realizează, în esență, prin îndepărtarea din masa de apă supusă
procesului a materiilor solide în stare de suspensie, sau prin transformarea pe cale chimică sau
biochimică a unor substanțe poluato are. [4] [18 ]
Factorii care intervin în procesul de autoepurare sunt foarte numeroși și sunt de natură
fizică, chimică, și bilogică sau factori de mediu. Aceștia pot interveni în proces simultan sau într –
o anumită succesiune, însă între acțiunile acestor f actori există anumite interdependențe, astfel
încât momentul în care intră în acțiune un anumit factor și intensitatea cu care acționează este de
regulă condiționat de acțiunile altor factori. [4] [18]
Factorii fizici care intervin în procesul de autoepur are sunt: sedimentarea, lumina,
temperatura și miscarea curenților de apă.
Factori chimici joacă un rol foarte important în procesul de autoepurare , contribuind direct
și/sau indirect la crearea condițiilor de viață a organismelor din apa supusă procesul ui. Dintre

20
aceștia, factorii chimici cu cea mai mare importanță sunt oxigenul (de concentrația acestuia
depinzând intensitatea de descompunere a materialelor organice poluante, oxidarea unor substanțe
minerale poluante și popularea cu organisme a sistemelo r acvatice) și bioxidul de carbon (care
constituie sursa principală de carbon pentru sistetiazrea substanțelor organice de către plante).
Procesul de autoepurare mai este influențat și de alți componenți chimici din apă, care
contribuie la crearea condiț iilor de viață ale organismelor acvatice sau favorizează unele reacții
chimice sau biochimice. [4] [15]
Factorii biologici care intervin în procesul de autoepurare sunt organismele acvatice și
anume: bacteriile, protozoarele, macrovertebratele și plantele clorofiliene. Dintre acești factori,
rolul principal în autoepurare îl au bacteriile, restul organismelor, cu puține excepții, continuând
transformările inițiate de bacterii, eventual stimulând unele dintre ele. [4] [15]
Capacitatea unui curs natural de a primi si purifica efluenți de ape uzate depinde de gradul
de diluție reprezentat de raportul dintre debitul cursului natural si debitul efluentului, regimul
hidraulic de curgere care influențează procesele de sedimentare la viteze mici sau de reantrenare a
depozitelor formate atunci când crește debitul si deci se majorează capacitatea de transport în
suspensie a cursului natural, insolația cu variația ei diurnă și sezonieră influențează direct reacțiile
chimice și biochimice constituind o sursă de energie pentru procesul de fotosinteza și nu în ultimul
rând de temperatură, care este principalul factor care influențează cinetica proceselor chimice si
biochimice . [12]
1.2. Metode d e epurare a apelor uzate urbane
Epurarea apelor uzate așa cum se poate vedea in fig ura 1.9 . cuprinde două mari grupe de
operații succesive și anume: cea de tratare preliminară realizată prin reținerea sau neutralizarea
substanțelor nocive sau valorifi cabile prezente în apele uzate și cea secundară de p relucrare a
materialului rezultat d in prima operație. [75]
Metodele principale de epurare a apelor reziduale diferă în funcție de poluanții prezenți. Se
pot clasifica, în primul rând, în funcție de mec anismul care conduce la red ucerea poluantului prin
metode „convenționale”: fizico -mecanice, fizico -chimice și biochimice sau biologice. [75 ]
Combinarea acestor metode permite o purificare avansată, efluenții epurați putând fi
reintroduși în circuitul econo mic. Adoptarea unui anumit procedeu depinde de: cantitatea
efluentului, conținutul în poluanți, condițiile de calitate impuse la evacuarea apei epurate în emisar,
mijloacele financiare ale agentului economic respectiv.

Fig. 1. 9. Principalele etape ale unui proces de tratar e a apelor uzate municipale. [56 ]

21
Se poate calcula gradul de epurare c orespunzător fiecărui echipament mecanic, chimic sau
biologic. Există ape uzate provenite din industrie care conțin poluanți specifici și care nu pot fi
înlăturați prin cele trei metode așa zis convenționale. Este cazul apelor uzate care conțin substanțe
minerale solubile și substanțe organice nedegradabile biologic. În aceste situații se recurge la
tehnici de epurare avansate. [ 75]
Schema instalației de epurare descrie succesiunea etapelor principale arătând legăturile
între ele și indicând elemente de teh nologie. Schema aleasă poate include un anumit număr de
etape de tratare (epurare), corelate astfel încât să realizeze gradul de epurare impus.

Ape uzate menajere
Separare corpuri
grosiere
Deznisipare
Floculare
Decantare primară
Control , reglare
pH, diluare
Omogenizare
(preepurare )
Decantare
secundară
Tr.I
Epurare biologică
cu nămol activ
Decantare
secundară
Tr.II
Evacuare în emisarHaldă
Nămol chimic
activ
IncinerareProduse
uleioase
Îngroșare Apă de nămol
Stabilizare
Regenerare
nămol activNămol activ
regeneratNămol chimic
excedentar
Nămol activ
recirculatH2SO4
NaOH
NH 3
Na3PO4
aerare
Na3PO4NH 3Apă epurata
recirculatăNămol chimic
excedentar

Fig. 1.10. Schema de flux tehnologic a unei statii de epurare [18]

22
1.2.1. Procedeele de epurare mecanică
Acestea constau in eliminarea din apele uzate a corpurilor mari, a impurităților care se
depun si a celor care plutesc sau care pot fi aduse in stare de plutire din apele uzate.
Epurarea mecanică constituie prima treaptă de epurare a apel or uzate ( primary treatment )
fiind utilizată ca epurare unică sau ca epurare prealabilă în funcție de gradul de epurare necesar
impus de anumite condiții locale, adică după cum ea trebuie să fie urmată sau nu de alte trepte de
epurare. În această treaptă s e îndepărtează, în special, materiile solide (cu densitatea mai mare de
1g/cm3) sau cele solide și lichide cu densități mai mici decât 1 g/cm3. De asemenea sunt reținute
și substanțele organice, dar cu o efici ență relativ redusă (20 -30%).[2 ]
În general, se prevede epurarea mecanică, la toate stațiile de epurare, indiferent de gradul
de epurare necesar, aceasta constituind o etapa primară , realizându -se creșterea productivității
instalațiilor de epurare. [2]
În cadrul epurării fizico mecanice se disting urm ătoarele etape, așa cum se poate observa
și în figura 1.11.:
 Reținerea corpurilor și suspensiilor mari;
 Prelucrarea depunerilor de pe grătare și site;
 Sedimentarea;
 Deznisiparea;
 Decantarea. [ 75]
Fig. 1.11. Succesiunea etapelor de epurare mecanică [50]
Reținerea și eliminarea suspensiilor din apele uzate se poate realiza prin instalații și
construcții, care se diferențiază după mărimea suspens iilor și procedeul utilizat și anume: grătare,
site, deznisipatoare, separatoare de grăsimi, decantoare. [20]
Prelucrarea suspensiilor reținute din apele uzate, adică nămolurile, care alcătuiesc o masă
vâscoasă, se realizează în funcție de condițiile sanitare locale: ele pot fi îndepărtate și depozitate
în starea în care se obțin, sau trebuie în prealabil supus e unor operații care le modifică o parte din
calități și anume: gradul de nocivitate, vâscozitatea, mirosul, aspectul și umiditatea. Modificarea
acestor calități se obține prin fermentarea și reducerea umidității nămolurilor. [ 1]
Fermentarea are drept efec t principal neutralizarea substanțelor organice reținute și
transformarea acestora în elemente mai simple cum ar fi: bioxidul de carbon, metan, azot, etc.
Reducerea umidității sau deshidratarea, are drept scop crearea condițiilor pentru o mai
ușoară manip ulare a nămolurilor care se depozitează sau se valorifică. [ 1]
Operațiile de stabilizare a nămolului au loc atât în spațiile prevăzute la decantoarele in care
au fost reținute nămolurile, rezervoare sau bazine de fermentare a nămolurilor, cât și pe platfor mele
de uscare, în instalații de deshidratare sub vacuum, instalații de uscare termică, instalații de
incinerare, etc. [1]

23

Fig. 1. 12. Schema de epurare mecanică [51]
Această schemă cuprinde în mod obișnuit grătare, dezintegratoare de deșeuri,
deznisipato are, separatoare de grăsimi, decantoare, vărsarea apei în emisar și rezervoare sau bazine
de fermentare a nămolurilor, instalații de deshidratare a nămolurilor . [51]
1.2.2. Procedeele de epurare mecano – chimică
Se aplică la apele uzate în compoziția cărora predo mină materii solide în suspensie, materii
coloidale și dizolvate, care nu pot fi reținute decât prin epurarea apelor cu reactivi chimici (pentru
coagularea, flocularea materiilor coloidale sau precipitarea chimică).[20 ]
Ea se bazează, în special, pe acțiu nea substanțelor chimice asupra apelor uzate și au ca
scop: epurarea mecanică, așa cum a fost descrisă anterior, coagularea suspensiilor din apă,
realizată în camerele de preparare și dozare a reactivilor, de amestec și de reacție, dezinfectarea
apelor uz ate, realizată în stațiile de clor inare și bazinele de contact. [20 ]
Coagulanții reprezintă substanțele chimice sub forma de dispersie care, adăugate în apă,
ajută la aglomerarea particulelor sub forma unor flocoane din ce în ce mai mari, cu rezistenta mai
buna care, sub acțiunea gravitației, se depun pe fundul bazinului, antrenând și particulele
neaglomerate. Dintre cei mai uzuali coagulanți, se menționează: sărurile de aluminiu (sulfat,
AlCl3), sărurile de fier (FeCl3, Fe2(SO4)3, argilele etc. [75]
Elimin area poluanților dizolvați se realizează prin reacții chimice în care reactivul introdus
formează cu poluantul un produs greu solubil. Acesta fie se depune la baza bazinului de reacție,
fie este descompus sau transformat într -o substanță inactivă chimic. S e pot elimina în acest mod
din soluție metalele grele, cianurile, fenolii, coloranți etc. Ca reactivi se utilizează laptele de var,
clorul, ozonul. De asemenea, apele uzate cu caracter acid sau alcalin, înainte de deversarea în
emisar, se supun preepurării prin neutralizarea lor în bazine cu ajutorul unor reactivi
corespunzători. [7]
Precipitarea chimică reprezintă combinarea procesului de floculare cu cel de sedimentare.
Corectarea pH -ului se face fie în scopul asigurării condițiilor necesare treptei de tr atare
biologică, fie pentru mărirea eficienței coagulării. Corectarea pH -ului se face prin introducerea de

24
acizi sau baze în apa uzată. Tipul acestora este funcție de cantitatea, aciditatea sau alcalinitatea
apei uzate, de volumul apei uzate, de caracteris ticile ei chimice, de costul reactanților, de metoda
de lucru, etc. Recarbonatarea se face prin introducerea de CO2 în apa uzată în scopul corectării
pH-ului; în cele mai multe din cazuri, coagularea se face cu ajutorul varului. Adăugarea de nutrienți
în vederea epurării biologice. [75 ]
La apele uzate menajere, acest procedeu se aplica la dezinfectarea apelor uzate, dezinfecția
instalațiilor, procedeul fiind aplicat frecvent in epurarea apelor uzate industriale.
In mod obișnuit epurarea mecanică si epurarea mecano – chimică constituie epurarea
primara a apelor uzate, iar constructiile si instalatiile aferente alcătuiesc trepta mecani ca a unei
statii de epurare. [7 ]
Amestecul de clor cu apa uzată se poate realiza în canalul de vărsare a apei epurate în
emisa r sau într -un bazin de contact. Nămolurile reținute în bazinul de contact sunt conduse în
decantoarele primare iar de aici, (sau direct de la stația de pompare) l a instalațiile de fermentare
[6].
Schema de epurare mecano -chimică
Această schemă cuprinde ob iectele pentru epurarea mecanică, la care se adaugă obiectele
corespunzătoare tratării cu coagulanți sau stația de dezinfectare și de asemenea echipamentele de
stabilizare și neutralizare a nămolului. [51]

Fig. 1.13. Schema de epurare mecano -chimică [51]
1.2.3. Procedeele de epurare mecano – biologica
Epurarea mecano -biologică se bazează pe activitatea unor microorganisme pentru
neutalizarea substanțelor organice aflate în apa uzată. Epurarea biologică implică în mod obișnuit
o epurare mecanică preliminară , necesară pentru a mări productivitatea instalației de epurare și
anume reducerea timpului necesar, astfel debitele fiind mărite, dar și asigurarea unui efluent
calitativ. [4]

25
Biomasa existenta in proces reprezintă populația mixtă de bacterii, ciuperci și alte
microorganisme care își desfășoară activitatea metabolică în instalația de epurare.
Transformările prin care microorganismele degradează substanțele în produși de ultimă
degradare sunt: descompunere aerobă (în prezență de oxigen) și descompunere anaerobă (în lipsa
oxigenului), clasificare realizata in funcție de microorganismel e care activează in procese. [13 ]
După ce din apă supusă procesului de epurare, în treapta mecanică au fost extrase
impuritățile grosiere, suspensiile granuloase, suspensiile ușoare, suspensiile decantabile precum și
suspensiile nedecantabile aduse în stare decantabilă prin procedee fizico -mecanice, efluentul
rezultat este supus în treapta biologică unui tratament biologic prin care se încearcă eliminarea
substanțelor organice di zolva te aflate în apa uzată. [4] [15] [18 ]

Fig. 1.14. Schema generala de metabolism in epurarea aeroba [15] 3
Microorganismele anaerobe sunt folosite in fermentarea nămolurilor și la stabilizarea unor
ape uzate industriale concentrate. Microorganismele aerobe sunt utilizate de obicei în epurarea
apelor uzate ce au caracter predominant organic, cum sunt compușii pe bază de carbon, azot sau
fosfor – și pentru stabilizarea anumitor categorii de nămoluri. Pentru epurarea biologică în regim
aerob cele mai utilizate procedee sunt: cu nămol activ, cu peliculă biologică sau cu flocoane de
nămol ce conțin atât bact erii aerobe cât și anaerobe. [13 ]
După modul în care cultura de microorganisme care realizează fermentarea biologică se
găsește în bazinul de reacție sub for mă de peliculă biologică fixată pe suporți inerți sau dispersată
în apa supusă tratamentului, obiectele tehnologice în care are loc epurarea biologică sunt de tip
filtre biologice sau biodiscuri sau de tip b azine aerate cu nămol activ. [4] [15] [18 ]
Pentru diferențiere, decantoarele poartă denumirea treptei de epurare din care fac parte
astfel la epurarea biologică cu o singură treaptă, decantoare secundare, iar cele de la epurarea
biologică cu două trepte, decantoare terțiare.
După decantarea secundară ap ele uzate mai conțin incă bacterii banale și patogene, întrucât
construcțiile pentru epurarea mecanică și biologică nu asigură distrugerea totală a acestora. Pentru
distrugerea bacteriilor se folosește dezinfectarea apelor prin clorinare sau prin alte mijl oace. În
asemenea cazuri, epurarea mecano – biologică se completeaz ă deci cu o epurare chimică. [13 ]

3 V.Rojanschi,1997

26

Fig. 1.15. Treapta de epurare mecano – biologică cu bazine de aerare și cu filtre biologice [50]
Nămolul reținut după epurarea biologică este supus preluc rării odată cu acela provenit de
la epurarea mecanică. Cum insă el conține o mare cantitate mare de apă 98 -99[%], înainte de a fi
trimis la fermentare este uneori trecut prin bazine de concentrare a nămolului; se obține astfel o
oarecare reducere a cheltui elilor pentru fermentare. [13]

Fig. 1.16. Schema de epurare mecano – biologică [51]

27
1.3. Stații intensive d e epurare a apelor uzate urbane
Instalațiile în care se realizează procesul de epurare a apelor uzate poartă denumirea
generică stații de epurarea a pelor uzate.
Stațiile de epurare a apelor uzate se pot clasifica după mai multe criterii și anume: după
destinație, după structură, după calitatea efluentului evacuat, după configurația fluxului
tehnologic, după natura procedeelor de epurare utilizate și după modul de distribuție a obiectelor
tehnologice componente. [4] [15] [18 ]
După destinație, stațiile de epurare a apelor uzate se clasifică în generale și locale .
Stațiile de epurare generale (denumite și orășenești sau urbane ), sunt plasate la cap ătul
(ieșirea) sistemelor centralizate de canalizarea a localităților, realizeazând epurarea apelor uzate
captate și transportate prin acestea. În general , apele din sistemele centralizate de canalizare sunt
compuse din diferite tipuri de ape uzate, în diverse proporții, de exemplu : ape uzate menajere și
sociale, ape uzate industriale și agrozootehni ce, apemeteorice, ape de drenaj . Efluenții rezultați din
stațiile de epurare generale sunt deversați în receptori naturali, de regulă, ape de suprafață, după
ce sunt aduși la un grad admisibil de ep urare, corespunzător evacuării în siguranță, prin respectarea
parametrilor stipulați în Normativul privind condițiile de evacuare a apelor uzate în receptori
naturali, NTPA 001/1997. [4] [15] [18 ]
Stațiile de epurare locale , sunt aferente unei unități economice, industrială sau
agrozootehnică și prelucrează apele uzate rezultate din procesul tehnologic al acesteia, având
caracteristici specifice. S tațiile de epurare locale au următoarele roluri: rețin din apele uzate
substanțe valoroase în scopul reutilizării în cadru l procesului tehnologic; rețin substanțe toxice
(periculoase pentru mediu) în scopul neutralizării acestora; aduc apele prelucrate la grade de
epurare admisibile pentru evacuarea acestora în siguranță; asig ură uniformizarea debitelor de apă
uzată și ale efluenților. E fluenții rezultați pot fi deversați în sistemele centralizate de canalizarea a
localităților în acest caz purtând denumirea de stații de preepurare apelor uzate, calitatea acestora
trebuind să corespundă condițiilor stipulate în Normativul privind condițiile de evacuare a apelor
uzate în rețelele de canalizareale localităților NTPA 002/1997 , sau efluenții rezultați pot fi
deversați în receptori naturali , fiind denumi te stații de epur are speciali zate a apelor uzate , caz în
care calitatea efluenților trebuind să corespundă condițiilor stipulate în Normativul privind
condițiile de evacuare a apelor uzate în receptori naturali , NTPA 001/1997 . [4] [15] [18 ]
După calitatea efluentului evacuat, stațiile de epurare a apelor uzate se clasifică în stații de
epurare clasice , în care se obține o calitate satisfăcătoare a efluentului evacuat, cu valori ale
gradului de epurare de 60 – 80% și stații cu epurare avansată , în care se obține o calitate superioară
a efluentului evacuat, cu valori ale gradului de epurare de 95 – 99,9%. [4] [15] [18 ]
După configurația fluxului tehnologic, stațiile de epurare a apelor uzate se clasifică în stații
de epurare cu flux tehnologic convențional și stații de epurare cu flux teh nologic neconvențional .
[4] [15] [18 ]
După natura procedeelor de epurare utilizate , stațiile de epurare a apelor uzate se clasifică
în stații de epurare intensive, extensive și mixte.
În stații le de epurare intensive, procede ele de epurare utilizate au loc numai în condiții artificiale
spre deosebire de stații le de epurare extensive, la care procedele de epurare utilizate în cadrul
stației au loc numai în condiții naturale. S tațiile de epurare mixte, la care unele procede ele de
epurare utili zate în cadrul stației au loc atât în condiții artificiale cât și în condiții naturale. [4] [15]
[18]

28
După modul de distribuție a obiectelor tehnologice componente, stațiile de epurare a apelor
uzate se clasifică în:
 stații de epurare cu structură dispersată, la care obi ectele tehnologice sunt distincte și
independente și ocupă diferite poziții pe suprafață arondată stației de epurare, situație întâlnită
în cazul stațiilor de epurare urbane de medie și mare capacitate;
 stații de epurare compacte, la care obiectele tehnol ogice sunt dispuse într -o structură unitară
de tip monobloc, situație întâlnită mai ales în cazul stațiilor de epurare de mică capacitate care
deservesc consumatori individuali (de exemplu, locuințe independente sau grupuri mici de
locuințe) . [4] [15]
După structură, stațiile de epurare a apelor uzate se clasifică în stații de epurare într-o
singură treaptă, stații de epurare în două trepte, stații de epurare în trei trepte . [4] [15]
1.3.1. Stațiile de epurare într -o singură treaptă
Stațiile de epurare într-o singură treaptă sunt de regulă stații de epurare în care se
prelucrează ape uzate având un conținut redus de poluanți organici, adică ape uzate cu încărcare
preponderent minerală (mai ales suspensii solide), în mare majoritate obiectele tehnologice ale
acestor stații bazându -și procesele tehnologice pe principii mecanice și din această cauză această
categorie de stații purtând de regulă denumirea stații de epurare mecanice. [4] [15] [18 ]
Construcțiile specifice reținerii corpurilor și suspensiilor ma ri sunt grătarele și sitele.
Aceste construcții se amplasează fie înaintea stației de pompare, fie înaintea deznisipatoarelor.
.
Fig. 1.1 7. Treapta de epurare primara [42]
Grătarele și sitele
Sunt alcătuite în principal din:
 camera grătar;
 grătarul prop riu-zis;
 echipamentul de curățire;
 instalațiile de colectare și evacuare a depunerilor de pe grătar;
 stăvilare sau batardouri de închidere și izolare a grătarelor.
Camera grătar este o construcție din beton sau beton armat în care este ancorat grătarul
propriu -zis, format din bare metalice, paralele și echidistante. Grătarele sunt, de regulă, construcții

29
în aer liber. Amplasarea lor în construcție acoperită se face pe considerente tehnico -economice,
climatice și de protecția mediului.
În funcție de dist anța dintre bare aceste grătare se împart în:
 grătare dese când distanța este de 16 -30 mm;
 grătare rare când distanța dintre bare este de 50 -100 mm.
După forma suprafeței grătarele pot fi plane sau curbe. [76]

Fig. 1.20 . Funcț ionar ea sistemului automat de curățire al gră tarelor [48]
Realizarea unei eficiențe ridicate în reținerea materiilor în suspensie și materiilor grosiere
conduce la randamente sporite pentru construcțiile și instalațiile de epurare a apei din aval de
grătare, pr ecum și pentru construcțiile de prelucrare a nămolurilor. În acest scop sunt de preferat
grătarele sau sitele fixe sau mobile, prevăzute cu șnec înclinat cu funcționare continuă și
automatizată care efectuează practic patru operațiuni importante:
 rețin co rpurile grosiere;
Fig. 1.1 8. Grătare rare
1. Sistem raclor, 2. Grătar rar, 3. Deversor
rețineri grosiere, 4. Suport culisare sistem
raclor, 5. În acest punct si stemul raclor este î n
poziț ie de desc ărcare și pregă tit pentru o noua
opera ție de curățare a gră tarului, 6-7. Sistem de
acționare raclor; [48] Fig. 1.19 . Grătare dese
1. Grătar in trepte, 2. Sistem de ghidare, 3.
Unitate de comandă , 4. Zona desc ărcare
impurităț i [48]

30
 extrag din apă reținerile de pe grătar și le spală de substanțele fine de natură organică;
 presează reținerile micșorându -le volumul și umiditatea; le transportă la suprafață, în
containere; [25]

Fig. 1.21 . Ansamblu grătare rare și fine [46 ]

Fig. 1. 22. Grătare dese și sistem de presare și deshidratare a reținerilor [64]
Sitele utilizate în stațiile de epurare sunt destinate reținerii materiilor în suspensie și a celor
flotante provenite în special din apele uzate industria le, industria alimentară, a hârtiei etc. Sitele
constau din discuri perforate, împletituri de sârmă inoxidabilă (cu ochiuri mai mici de 1 mm) sau
grătare cu interspații foarte mici între bare. Din cauza cheltuielilor mari de investiții și exploatare
sunt f olosite rar, când se consideră necesară îndepărtarea corpurilor și suspensiilor mai fine.
Materialul reținut este curățat cu perii și apoi depozitat temporar în vecinătatea sitei. [76]
Deznisipatoare
Deznisipatoarele sunt bazine de reținere a particulelor minerale (în special nisip) care
sedimentează independent unele de altele. Se amplasează după grătare și înaintea separatoarelor
de grăsimi, decantoarelor primare sau stației de pompare a apei de canalizare.
După direcția de curgere a apei de canalizare s e disting deznisipatoare orizontale și
verticale. Alegerea tipului de deznisipator depinde de debitul apelor de canalizare, de cantitatea
nisipului, de spațiul disponibil, în stația de epurare de pierderile de sarcină admisibile și
echipamentele folosite.
Deznisipatoarele orizontale se compun din: camera de liniștire și distribuție a apei de
canalizare, camerele de depunere a nisipului, camera de colectare a apei deznisipate, dispozitive
de curățire și golire și stăvilare.

31
Menținerea constantă a vitezei la variațiile de debit este necesară, pentru a evita depunerea
substanțelor în suspensie floculente, când viteza scade și pentru a împiedica antrenarea nisipului
depus când viteza depășește această valoare . [76]

Fig. 1.2 3. Deznisipator orizontal tangenția l. Secțiune transversală și plan.
1 – air – lift; 2 -conductă de evacuare nisip; 3 -conductă de apă; 4 -conductă de aer comprimat; 5 -platformă
pentru drenarea nisipului; 6 -tub mobil; 7 -palete; 8 -electromotor; 9 -deschidere de acces a apei în
deznisipator; 10 -deschidere de evacuare a apei deznisipate; 11 -clapet de reținere; 12 -vană; 13 -spațiu pentru
colectarea nisipului [25]
Deznisipatoarele sunt indispensabile unei statii de epurare, in conditiile in care exista un
sistem de canalizare unitar, deoarece nisipul este adus in special de apele de ploaie. Nisipul nu
trebuie sa ajunga in treptele avansate ale statiei de epurare, pentru a nu aparea inconveniente cum
ar fi: – deteriorarea instalatiilor de pompare; – dificultati in functionarea decantoarelor; –
reduce rea capacitatii utile a rezervoarelor de fermentare a namolurilor si stanjenirea circulatiei
namolurilor. [46]

Fig. 1.2 4. Deznisipator orizontal longitudinal cu sistem de spălare și deshidratare nisip [46]

32
Separatoare de grăsimi
Separatoarele de grăsimi sunt construcții descoperite care utilizează principiul fizic al
flotației naturale/artificiale pentru separarea din apă a grăsimilor, uleiurilor, produselor petroliere
și a altor substanțe nemiscibile și mai ușoare decât apa.
Aceste tipuri de separatoare rețin grăsimile aflate în apă sub formă liberă (peliculă sau film)
ori sub formă de particule independente formând cu apa emulsii mecanice de tip mediu sau grosier
(diametrul particulelor de grăsime dp  50 m).

Fig. 1.2 5. Separator de grăsimi cu insufl are de aer de joasă presiune cu sistem modern de aerare (difuzoare
cu membrană elastică perforată) [64]
În schema tehnologică a stației de epurare, separatorul de grăsimi se amplasează între
deznisipatoare și decantoarele primare; deznisiparea apelor uzate în amonte de separatoarele de
grăsimi este obligatorie.
Deznisipator – separator de grăsimi cu insuflare de aer
Aceasta construcție reunește 2 obiecte tehnologice distincte: deznisipatorul și separatorul
de grăsimi. Avantajele rezultate: a) economie de in vestiție și de spațiu ocupat; b) reducerea
cheltuielilor de exploatare; c) reducerea volumelor de lucrări de construcții;
Grăsimile separate din apă se colectează într –un compartiment situat în zona aval de unde
sunt evacuate gravitațional sau prin pompar e într -un cămin de colectare a grăsimilor, în bazinul de
aspirație al stației de pompare a nămolului sau direct la fermentare, dacă sunt biodegradabile. [25]

Fig. 1.2 6. Deznisipator – separator de grăsimi cu insuflare de aer [25]

33

Decantoarele
Decantoar ele sunt construcții de beton sau de beton armat utilizate pentru îndepărtarea din
apele de canalizare a materiilor în suspensie.
Având în vedere amplasarea lor în schema stațiilor de epurare se întâlnesc:
 decantoare primare, amplasate înainte de instala țiile de epurare biologică ,
 decantoare secundare, amplasate după instalațiile de epurare biologică.
Decantoarele primare sunt alcătuite din compartimente de decantare cu sisteme de admisie,
de distribuție și de colectare a apei, precum și cu dispozitive d e curățire, colectoare și evacuare a
nămolului și din canale și conducte de serviciu pentru aducțiunea apei uzate, evacuarea apei decantate,
evacuarea nămolului, golirea decantorului și evacuarea materiilor plutitoare.
Decantoarele orizontale longitudinale sunt bazine dreptunghiulare, în care apa circulă cu o
viteză medie orizontală de 5 mm/s. [76]

Fig. 1.2 7. Decantor longitudinal primar cu pod raclor cu lame [36]
Decantoarele orizontale radiale sunt caracterizate prin forma lor circulară în plan și prin
direcția orizontală de curgere a apei.

Fig. 1.2 8. Decantor radial. [36]
Apa uzată este adusă printr -o conductă în centrul decantorului de unde distribuția uniformă se
realizează prin deflectoarele unui perete cilindric cufundat în apă până la nivelul inf erior al peretelui
exterior. Evacuarea apei decantate se face printr -un jgheab periferic. Colectarea nămolului se
realizează cu ajutorul unui pod curățitor care are la partea de jos palete reglabile, ce conduc nămolul
către pâlnia centrală de colectare. Ev acuarea nămolului din pâlnia colectoare se face hidraulic (prin

34
sifonare sau prin pompare). Viteza periferică de deplasare a podului raclor este de maxim 40 mm/s
astfel încât să se realizeze 1 -3 rotații pe oră. Radierul decantorului trebuie să aibă o pantă minimă de
2% (de obicei 6 -8 %). [76]

Fig. 1.2 9. Decantor primar radial cu pod raclor cu flotoare [64]
1.3.2. Stațiile de epurare în două trepte
Stațiile de epurare în două trepte sunt stații mai complexe care de regulă utilizează două
categorii distincte de p rocedee pentru realizarea procesului tehnologic de epurare a apelor uzate.
În această categorie de stații de epurare pot fi încadrate stațiile de epurare mecano – chimice și
stațiile de epurare mecano – biologice . [4] [15] [18 ]
Stațiile de epurare mecano -chimice sunt stații de epurare formate din două trepte, o treaptă
mecanică, de regulă similară cu cea prezentată în cazul stațiilor de epurare mecanică, și o treaptă
chimică, de regulă de coagulare – floculare pentru eliminarea coloizilor, dar și pentru al te
tratamente chimice aplicate apelor tratate cum ar fi: neutralizare, schimb ionic, oxidare chimică,
dezinfecție, etc.
Stațiile de epurare mecano -biologice sunt stații de epurare formate tot două trepte, o treaptă
mecanică și o treaptă biologică, aceast tip de stații de epurare constituindu -se în structura clasică
a stațiilor generale de epurare a apelor uzate urbane, cu o foarte largă răspândire în practică. [4]
Epurarea biologică este procesul tehnologic prin care impuritățile organice din apele uzate
sunt transformate de către o cultură de microrganisme, în produși de degradare inofensivi (CO2,
H2O, alte produse) și în masă celulară -nouă (biomasă). Cultură de microorganisme poate fi
dispersată în volumul de reacție al instalațiilor de epurare sau poate fi fixată pe un suport inert. În
primul caz, cultură se cheamă, generic, 'nămol activ'', iar epurarea se numește biologică cu nămol
activ. În al doilea caz, cultură se dezvoltă în film (peliculă) biologic, iar epurarea se realizează, în
construcții cu fi ltre biologice, cu biodiscuri etc. [46]
În treapta biologică, într -o primă etapă, apa supusă tratamentului este pusă în contact cu o
cultură de microorganisme, dintre care rolul principal îl au bacteriiile aerobe, care utilizează
încărcarea organică ca sub strat (pentru fermentarea aerobă), rezultând produși de fermentație inerți
din punct biologic (dacă procesul se desfășoară în echilibru materia organică fiind transformată
până în final în bioxid de carbon și apă), apoi, într -o a doua etapă, apa supusă tra tamentului este
separată de biomasa bacteriană (care a realizat epurarea biologică) prin separare gravitațională
(proces de decantare). [4] [15] [18 ]

35
Nămolul activ fiind un material în suspensie, trebuie separat de efluentul epurat prin:
sedimentare, flota ție, filtrare, centrifugare etc. Cea mai aplicată metodă este separarea
gravitațională (sedimentarea). În cazul filmului biologic nu se pune problemă separării acestuia de
apa epurată, întrucât este fixat pe un suport. Cu toate acestea, că urmare a creșter ii biologice, se
desprind des porțiuni din filmul biologic care trebuie înlăturate din apa epurată, prin sedimentare.
[46]
În strânsă asociere cu bacteriile, în procesele aerobe trăiesc protozoare (ciliate, flagelate),
metazoare (rotiferi, nematode) și ciu perci sau fungi. Aceste asociații de microorganisme se numesc
biocenoze. Deși biocenozele sunt formate aproximativ din aceleași microorganisme, au totuși un
caracter specific pentru fiecare proces de epurare. [46]
Epurare biologică artificială cu biomasă f ixată
Filtrele biologice se amplasează după decantoarele primare; au rolul de a asigura
mineralizarea (oxidarea) substanțelor organice biodegradabile cu ajutorul microorganismelor
aerobe care se dezvoltă pe pelicula (membrana) biologică fixată pe material ul de umplutură din
care este alcătuit filtrul. [46]

Fig. 1. 30. Schema constructivă a unui filtru biologic [17]
Materialul granular de umplutură trebuie îndeplinească o serie de condiții și anume: să aibă
rezistență mecanică, să reziste la variațiile d e temperatură și de compoziție ale apelor uzate, să aibă
o suprafață cât mai poroasă și cât mai rugoasă pentru a oferi peliculei biologice suprafețe de contact
cât mai mari, să nu conțină substanțe inhibitoare pentru procesul de epurare biologică, să aibă o
constituție uniformă și să nu conțină părți fine care ar putea duce la colmatare și să fie curat . [15]

Fig. 1.31 . Secțiune transver sală a suprafeței de contact [78 ]
Sistemul de distribuție a influentului pe suprafața filtrului biologic are rolul de a repartiza
cât mai uniform influentul de apă uzată pe suprafața materialului de umplutură. La modul cel mai
general, distribuția apei uzate în biofiltru se poate face continuu sau intermitent. În ambele cazuri

36
pentru distribuția apei sunt necesare distribui toare, iar în cazul distribuției intermitente, pe lângă
distribuitoare mai sunt necesare și rezervoare de dozare. Distribuitoarele pot fi fixe sau mobile, iar
la rândul lor cele mobile pot fi rotative (utilizate în cazul filtrelor biologice cu secțiune cir culară)
sau de translație, de regulă cu mișcare „du -te vino” (utilizate în cazul filtrelor biologice cu secțiune
dreptunghiulară). [4] [15] [18 ]

Fig. 1.3 2. Schema epurării cu filtru biologic [78]
Un alt tip de instalație pentru epurarea biologică a apel or uzate la care cultura bacteriană
aerobă este sub formă de peliculă dezvoltată pe suporți inerți din punct de vedere biologic sunt
contactoarele biologice rotative denumite și biodiscuri.
Constructiv o instalație cu biodiscuri este constituită dintr -un număr de discuri (care
formează o baterie) din material plastic sau metalice fixate pe un arbore orizon tal rotativ. B ateria
de discuri este parțial imersată în bazinul de reacție în care este introdusă apa uzată supusă
tratamentului. În timpul procesului d e epurare biologică pe suprafețele discurilor se formează ți se
peliculă biologică care elimină încărcarea organică din apa. De menționat că atâta timp cât o
porțiune de peliculă biologică este imersată în apa cu încărcare organică, îi este asigurată hrană ,
iar atunci când se găsește în afara apei, îi este asigurată aerarea, aceste două faze succesive
repetându -se la fiecare rotație a biodiscurilor. [4] [15] [18 ]

Fig. 1. 33. Schema unui cont actor biologic rotativ (biodisc) [78]

37

Fig. 1.3 4. Sisteme de b iodiscuri 4 [74]
Epurare biologică artificială cu biomasă dispersată în apa supusă tratamentului
Bazinele aerate cu nămol activ sunt reactoare biologice în care apa uzată supusă
tratamentului este pusă în contact cu cultura de microorganisme (care poartă denumirea generică
de nămol activ ) care este dispersată în aceasta, în condiții de aerare corespunzătoare. [4] [15] [18 ]

Fig. 1.3 5. Treapta de epu rare secundară cu nămol activ [42 ]
Treapta biologică dotată cu bazine de aerare cu nămol activ care are urmă toarea
funcționare: influentul de apă uzată cu încărcare organică (dizolvată sau coloidală), care provine
de la treaptă mecanică a stației de epurare, pătrunde în bazinul de aerare cu nămol activ, unde are
loc fenomenul de fermentare aerobă în urma căruia apa este eliberată de impuritățile organice
biodegradabile; apoi amestecul de apă epurată biologic și nămol activ părăsește bazinul de aerare
cu nămol activ și este dirijat către decantorul secundar unde apa epurată se separă gravitațional de
nămolul acti v rezultând efluentul clarificat al treptei biologice; o parte din nămolul activ separat
în decantorul secundar este recirculată către bazinul de aerare, în scopul menținerii unei
concentrații relativ constante de nămol activ, iar cealaltă parte este evacu ată ca nămol secundar în
exces și transmisă către treapta de prelucrare a nămolurilor a stației de epurare. [4] [15] [18 ]
De menționat că în bazinul de aerare cu nămol activ cultura de microorganisme este
menținută permanent în condiții de aerare prin asig urarea unui aport corespunzător de aer sau
oxigen. De asemenea trebuie menționat că o mică parte din nămolul recirculat este dirijat și către

4 Biodiscurile sunt adesea acoperite pentru a le proteja de temperaturile scăzute , ploaie, vânt și soare.

38
decantorul din treapta mecanică (decantorul primar) pentru inocularea apei cu microorganisme
înainte de ajungerea acesteia în treapta biologică, în scopul învingereii lagului biologic și asigurării
unui proces biologic normal încă de la pătrunderea efluentului treptei mecanice în bazinul de aerare
cu nămol activ. [4] [15] [18 ]
Pentru ca eficiența procesului biologic d e fermentație biologică să fie cât mai mare, în
practică au fost dezvoltate diferite variante ale procesului cu nămol activ, în scopul asigurării unor
concentrații de nămol activ și încărcare organică cât mai adecvate în tot volumul bazinului de
aerare. [4] [15] [18 ]

Fig. 1.3 6. Sistem de epurare cu nămol activ cu jgheaburi aerate [74]
1.3.3. Treapta terțiară
Stațiile de epurare în trei trepte sunt, cel mai frecvent, stații de epurare formate dintr -o
structură mecano -biologico clasică la care se adaugă o treaptă terțiară de epurarea avansată. În
prezent, în lume, performanțele stațiilor mecano -biologice clasice nu mai sunt suficiente și de
aceea acestea sunt completate cu o treaptă distinctă,terțiară, care de regulă asigură prin diferite
metode și procedee de ep urare (artificiale sau naturale) atât eliminarea avansată din apele uzate a
suspensiilor solide și a materiilor organice, cât și eliminarea nutrienților, substanțelor greu
biodegradabile și substanțelor toxice din apele uzate, realizându -se grade superioar e, cu valori
înalte, de epurare ale acestora. [4] [15] [18 ]

Fig. 1.37 . Schema unei stații de epurare a apei uzate menajere în trei trepte [72 ]

39
Treaptă terțiară nu există la toate stațiile de epurare. Ea are de regulă rolul de a înlătura
compuși în exces (de exemplu nutrienți – azot și fosfor) și a asigură dezinfecția apelor (de exemplu
prin clorinare , ultraviolete ). Această treaptă poate fi biologică, mecanică sau chimică sau
combinată, utilizând tehnologii clasice precum filtrarea sau unele mai speciale c um este adsorbția
pe cărbune activat, precipitarea chimică etc. [40]

Fig. 1.3 8. Treapta terțiara de epurare a apelor uzate -dezinfectare prin clorinare [42]
Eliminarea azotului în exces se face biologic, prin nitrificare (transformarea amoniului în
azotit și apoi azotat) urmată de denitrificare, ce transformă azotatul în azot ce se degaja în
atmosferă. Eliminarea fosforului se face tot pe cale biologică, sau chimică.
În urmă trecerii prin aceste trepte apa trebuie să aibă o calitate acceptabilă, care să
corespundă standardelor pentru ape uzate epurate.
Dacă emisarul nu poate asigură diluție puternică, apele epurate trebuie să fie foarte curate.
Ideal e să aibă o calitate care să le facă să nu mai merite numite "ape uzate" dar în practică
rar întâlnim așa o situație fericită. Pe de o parte tehnologiile de epurare se îmbunătățesc, dar pe de
altă parte ajung în apele fecaloid -menajere tot mai multe substanțe care nu ar trebui să fie și pe
care stațiile de epurare nu le pot înlătura din ape.
În final apa epu rată este restituita în emisar -de regulă râul de unde fusese prelevată amonte
de oraș. Ea conține evident încă urme de poluant, de aceea este avantajos că debitul emisarului să
fie mare pentru a asigură diluție adecvată. [40]

Fig.1.39. Bazine de clorinar e [74]
Alte soluții propun utilizarea pentru irigații a apelor uzate după tratamentul secundar,
deoarece au un conținut ridicat de nutrienți. Acest procedeu este aplicabil dacă acele ape nu conțin
toxice specifice peste limitele admise și produsele agricol e rezultate nu se consumă direct. În acest
caz nu mai este necesară treaptă a III -a și nu se mai întroduc ape în emisar (fapt negativ din punct

40
de vedere al debitului dar pozitiv pentru calitate, deoarece apele epurate nu sunt niciodată cu
adevărat de cali tate apropiată celor naturale nepoluate antropic). Se experimentează și utilizarea
apelor uzate că sursă de apa potabilă, desigur cu supunerea la tratamente avansate de purificare.
[40]

Fig.1.40 . Bazine de sterilizare a influentului de apă epurată cu u ltraviolete [7 4]
1.3.4. Exemple de stații de epurare intensive
Stația de epurare a municipiului Urziceni
Este proiectată pentru epurarea apei uzate în trepte mecanică și biologică, inclusiv tratarea
nămolului, folosind o tehnologie performantă, în vederea îndepăr tării CBO5, MTS, reducerii
nutrienților, azotului și fosforului și totodată deshidratării nămolului până la concentrația de 22%
substanță uscată. [57]
Procesul ICEAS (sistem de aerare extinsă cu ciclu intermitent) este o variantă a sistemului
SBR (reactor cu funcționare ciclică) care permite ca întregul proces de epurare să aibă loc într -un
singur bazin, chiar și în timpul fazelor de sedimentare și decantare ale ciclului de epurare. Procesul
de epurare ICEAS este un sistem complet automatizat care răspunde la variațiile de debit și
încărcări influente în stația de epurare, este ușor de extins și produce un efluent de calitate
superioară. Necesită o suprafață mai mică de teren și mai puțin echipament, prin urmare, vor
rezulta costuri reduse de exploatare și p entru amenajări.
Concentrațiile de poluanți la intrarea în stația de epurare trebuie să se încadreze în
prevederile NTPA 002/2002, iar la evacuarea în emisarul natural, în limitele NTPA 001/2002,
modificat și completat prin HG 352/2005. [57]

Fig.1.41. Stație de epurare intensiva a apei uzate în două trepte: mecanică și biologică. [57]

41
Stație de epurare Medgidia
Tehnologia propusă (treaptă de epurare mecanică, treaptă de epu -rare biologică și terțiară
și treaptă de tratare a nămolului rezultat în urma pro cesului de epurare) asigură separarea și
îndepărtarea elementelor impurificatoare conținute în apele uzate, aducându -le în limitele admise
pentru a putea fi descărcate în Canalul Dunăre -Marea Neagră. Stația are o capacitate de 66.500 de
locuitori echivalen ți și asigură tratarea apelor uzate colectate din aglomerarea Medgidia.
Biozasul din nămol, folosit ca energie electrică în cadrul contractului, au fost executate
lucrări de demolare/con -servare și reabilitare a obiectelor existente, precum și construcția unor
obiecte noi, fiind obligatorie menținerea în funcțiune a stației de epurare pe toată perioada
reabilitării. Sunt prevăzute, de asemenea, două unități de cogenerare care utilizează biogasul
produs din procesul de fermentare anaerobă, biogas pe care îl conver -tește în energie electrică,
ajutând astfel la reducerea consumului de energie electrică din rețeaua publică. [47]

Fig.1.42 . Stație de epurare Medgidia [47]
Stația de epurare a apei uzate urbane de la Glina
Procesele tehnologice și biologice se manifestă în trei etape de tratare a apelor reziduale.
În prima treaptă corpurile de dimensiuni mai mari care plutesc în apa Dâmboviței sunt reținute de
o serie de grătare. Curățarea apei de acestea se face într -un mod asemănător cu gestionarea
gunoiului men ajer, luând drumul rampei de gunoi sau a incineratorului de nămol. În continuare,
apa trece prin niște site cu un rol identic ca cel al grătarelor, dar au ochiuri dese, reținând corpurile
solide cu diametru mai mic. După decantare substanțele adunate la suprafață (grăsimi, substanțe
petroliere) se înlătură, iar nămolul depus pe fund se trimite la metan tancuri). [35]

Fig. 1.4 3. Vedere asupra stației de epurare a apelor uzate de la Glina [35]

42
1.4. Stații extensive pentru epurarea apelor uzate urbane.
Stații le extensive se bazează pe procedee de autoepurare în mediul acvatic și în soluri, cu
precădere prin sedimentare, filtrare și degradare/descompunere biologică și/sau sub acțiunea
razelor solare. Procedeele extensive de epurare sunt metode de epurare a apel or uzate foarte
apropiate de procesele naturale de purificare a apelor (procese le de autoepurare) unde rolul
principal îl joacă microorganismele (bacteriile).
În mod natural, algele microscopice care utilizează energia (radiația) solară pentru a
produce p rin fotosinteză oxigenul necesar culturilor bacteriene , în masa de apă impurificată se
găsesc dispesate sau fixate pe diferiți suporți în apa supusă procesului .
Procedeele extensive de ep urare prezintă marele avantaj c ă în marea lor majoritate, nu au
nevoi e de un aport exterior de energie pentru desfășurarea proceselor de lucru, fiind astfel extrem
de economice . De asemenea, sistemele extensive de epurare prezintă avantajul unor eficiențe
foarte ridicare de îndepărtare a încărcărilor organice și nutriențilo r din apa supusă tratamentului,
furnizând efluenți de foarte bună calitate, care pot fi deversați fără nici un pericol în cursurile de
ape naturale.
Un avanataj deloc neglijabil, al acestor sisteme extensive de apurare a apei, este acela că
au un astpect f oarte natural, încadrându -se perfect în peisajul natural, fără a -l afecta. [18] [24 ]
Dezavantajul acestor instalații extensive de epurare, îl constituie faptul că acestea sunt
eficiente doar la debite reduse ale influenților de apă uzată procesați, cu înc ărcări poluante reduse.
Deci, aceste sisteme necesită atât durate mari ale procesului de epurare, cât și spații mari de
amplasare, de câteva ori sau zeci de ori mai mari ca sistemele intensive pentru realizarea procesului
de epurare a apelor . [18] [24 ]
Modul în care culturile bacteriene se găsesc în apa uzată supusă procesului de epurare
împart e instalații le extensive în două categorii principale , și anume: culturi libere sau s uspendate
în mediul lichid/apos , culturi fixate s au imbobilizate pe suport solid . [18] [24 ]
Procesele biologice produse de biomasa bacteriană, fixată sau dispersată în apa uzată
supusă tratamentului, pot fi procese aerobe, acestea producând degradarea încărcării organice din
ape și nitrificare și defosforizare sau procese anaerobe, ace stea producând denitrificare. Procesele
aerobe au loc în zonele aerobe care se găsesc mai ales în apropiere de suprafața liberă a apei (în
aceste procese un rol foarte important îl are dezvoltarea algelor microscopice care furnizează prin
fotosinteză oxige nul liber, dizolvat în apă, necesar acestor procese), în timp ce procese anaerobe
au loc în zonele anaerobe plasate mai ales în apropirea sedimentelor de pe radier. [18] [24 ]
De menționat că în instalațiile extensive, la epurarea apelor uzate, pe lângă pro cesele
biologice, mai concură și unele procese fizice , cum ar fi: filtrarea apei printr -un strat granular (în
cazul câmpurilor de infiltrare) sau prin sistemele radiculare ale unor plante (în cazul filtrelor cu
vegetație) sau sedimentarea suspensiilor s olide și coloizilor (în cazul lagunelor naturale sau de
sedimentare) sau procese chimice , cum ar fi: precipitarea compușilor insolubili sau co-
precipitarea cu compuși insolubili (N,P), adsorbția unor compuși pe anumite substraturi (cu
diferite caracteristi ci, plasate în instalația de epurare) sau de către plante (N,P, metale, etc.),
distrugerea microorganismelor și virușilor prin iradiere naturală cu radiații UV, oxidarea sau
reducerea unor compuși (metale). [18] [24 ]

43
1.4.1. Instalațiile extensive cu biomasa bacte riană sub formă de peliculă
biologică
Instalațiile extensive cu biomasa bacteriană sub formă de peliculă biologică sunt
următoarele:
 câmpuri de infiltrare –percolare;
 filtre cu vegetație cu flux vertical;
 filtre cu vegetație cu flux orizontal. [18] [24 ]
Câmpuri de infiltrare –percolare
Câmpurile de infiltrare -percolare sunt sisteme extensive cu biomasa bacteriană aeroba sub
formă de peliculă fixatp pe un mediu granular de dimensiuni mici, care realizează epurarea apelor
prin intermediul a două procese principale :
 fermentarea anaerobă a încărcării poluante dizolvate a apei supuse tratamentului , prin care
materia organică dizolvată, azotul amoniacal și organic, sunt transformate biochimic de către o
peliculă biologică de bacterii aerobe care se formează pe suprafețele materialului granular al
păturilor filtrante, mai ales la suprafața, dar și î n interiorul acestora (paturile filtrante de material
granular devin adevărate reactoare biologice ce oferă o zonă de suport pentru o suprafață mare de
formare a peliculei biologice)
 filtrarea superficială a apei supusă tratamentului , prin care suspensiile solide sunt înl ăturate
prin reținere la suprafață și în porii patu lui filtrant, având în vedere ca suspensiile solide pot fi atât
de origine biologică cât și minerală, rezultând din acest proces de filtrare superficială o eliminare
semnificativa a părții organice a apei supuse tratatării [18], [27 ]
De fapt, paturile fil trante de material granular devin adevărate reactoare biologice care
oferă o zona de suport cu suprafață foarte mare pentru formarea peliculei biologice.
Aerarea în interiorul stratului granular se produce și este chiar intensificată atât de
convecția cau zată de mișcarea de infiltrare a apei prin mediul granular, cât și de difuzia aerului de
la suprafețele paturilor în interiorul straturilor de material granular prin adsorbție pe mediile
poroase reprezentate de acestea. [ 24]
Oxidarea biochimică a materiei organice este însoțită de dezvoltarea culturii bacteriene,
adică îngroșarea peliculei biologice, proces care trebuie să fie astfel dirijat încât să se evite atât
înfundarea mediului granular cu biomasă bacteriană cât și pierderile ocazionale de biomasă
bacteriană prin antrenare de către apele de înfiltrație, care sunt inevitabile atunci când încărcările
hidraulice cu influent sunt prea mari și provoacă curgerea cu viteze mari a apei prin stratul
granular. [18 ]

Fig. 1.44 . Principiul de operare al câmpur ilor de infiltrare -percolare [24 ]

44
Auto -ajustarea cantității de biomasă se poate realiza prin utilizarea unor câmpuri de
infiltrare compuse din mai multe paturi de infiltrare care nu sunt alimentate permanent cu influent,
ci discontinuu, după un anumit ciclu. În timpul perioadelor „de inactivitate” a paturilor de infiltrare
(adică atunci când acestea nu sunt alimentate cu influent), dezvoltarea bacteriilor este mult redusă,
din cauza " regimului alimentar deficitar" . Perioade le de inactivitate ale paturilor filt rante nu
trebuie să fie însă prea mari , astfel încât procesele de epurare biologică să poată reporni rapid ,
atunci când alimentarea cu influent este reluată . [18]
Un pat de infiltrare -percolare este compus din: sistemul de distribuție al influentului de ap ă
uzată , format dintr -o rețea de conducte peforate, stratul de infiltrare din material granular și
sistemul de colectare a apei purificate , format dintr -o rețea de conducte de drenaj plasată într -un
strat de piatră selectată plasat sub stratul de material granular.

Fig. 1.45 . Amenajarea câmpului de infiltrare -percolare [24]
Dacă terenul de bază pe care se construiește câmpul de infiltrare este impermeabil, atunci
amenajarea este realizat ă direct pe terenul de bază, fără nici un fel de izolație (vezi figur a 1.45 a),
în timp ce dacă terenul de bază pe care se construiește este permeabil, atunci suprafața pe care va
fi amenajată construcția se izolează față de terenul de bază cu o membrană impermeabilă (vezi
figura 1. 45 b).
Materialul din care se constituie p aturile filtrante este de regulă nisipul, care fie este special
adus cu mijloace de transport, fie locul de constituire a instalației cu câmpuri de infiltrare –
percolare, se alege pe, sau în preajma unei dune de nisip existente. Nisipul utilizat la construc ția
paturilor filtrante trebuie să aibă anumite caracteristici specifice pentru a se obține un echilibru
între prevenirea riscului de înfundare (care apare mai ales atunci când nisipul utilizat este prea fin)
și prevenirea apariției unui flux prea rapid de circulație a apei prin straturile granulare (care apare
mai ales atunci când particulele de nisip sunt prea grosiere). [18]
Principalele avantaje ale folosirii instalațiilor de epurare cu câmpuri de infilt rare-percolare
sunt rezultate le excelente ale redu cerii CBO5, CCO, SS din apa supusă tratmentului, nivel ul înalt
de nitrificare, suprafața necesară pentru înființarea instalației este mult mai mică de cât în cazul
lagunelor naturale, o capacitate semnificativă de dezinfectare, care devine interesa ntă și po ate fi
luată în calcul. [18]
Dezavantajele folosirii instalațiilor de epurare cu câmpuri de infiltrare -percolare sunt
necesitatea unui tratament mecanic preliminar al influentului (într -o treaptă preliminară mecanică
compusă de regulă din in stalație de sit are și decantor), riscul înfundărilor materialului granular
trebuie să fie rezolvat (mai ales prin utilizare de nisip curat cu granulație corespuzătoare, dar și
prin m odul de alimentare cu influent), necesită cantități mari de nisip la înființarea câmpuril or de
infiltrare -percolare, ceea ce conduce la creșterea de costuri de capital, mai ales în cazul în care nu
se găsește nisip cu calitate corespunzătoare în apropierea locului de înfi ințare a instalației de
epurare, adaptare limitată la suprasarcinile hidr ulice ale alimentării cu influent. [18]

45
Filtre cu vegetație cu flux vertical
Filtrele cu vegetație cu flux vertical sunt sisteme extensive cu biomasă bacteriană aerobă
sub formă de peliculă fixată pe mater ialul granular al unor straturi succesive de umplutură
(nisip/pietriș, având granulații diferite, în funcție de încărcarea poluantă a apei uzate tratate),
plasate într -o excavație neizolată, daca este realizată într -un teren impermeabil sau
impermeabilizat ă cu o geomembrană izolatoare, dacă este realizată intr -un sol permeabil. Pe
suprafața stratului granular al filtrului este plantată, iar mai apoi dezvoltată o cultură de plante
specifice m laștinilor (stuf, papură, etc.) . [4] [15] [16 ]

Fig. 1.46 . Filtru cu vegetație cu flux vertical [74]
Un sistem de epurare a apei uzate menajere cu filtre cu vegetație cu flux vertical este
constituit de regulă dintr -o treaptă de pretratare mecanică, compusă dintr -o instalație de sitare
(pentru înlăturarea suspensiilor grosiere din apa uzată supusă tratamentului), și două trepte
succesive, constituite din filtre cu vegetație cu flux vertical. [4] [15] [16 ]
Fiecare din cele două trepte sunt compartimentate în mai multe unități de filtrare
independente, fapt care dă posibilitatea unei alimentări intermitente și altern ative cu influent, și,
ca și în cazul paturilor din câmpurile de infiltrare, unitățile de filtrare au perioade active, când sunt
alimentate cu influent și perioade de inactivitate.

Fig. 1.4 7. Structura treptelor extensive ale sistemelor de epurare cu fi ltre cu vegetație cu flux vertical [24]
Acest tip de funcționare face posibilă o oxigenare corespunzătoare a straturilor granulare
de umplutură, atât în perioadele de active atunci când aerarea se realizează prin convecție, datorită
circulației apei de inf iltrație, cât și în perioadele de inactivitate, când aerarea se realizează prin
difuzie, aerul atmosferic fiind adsorbit datorită porozității straturilor de material granular. [18] [19]
În cadrul acestui tip de instalație de epurare, modul de lucru este a lcătuit dintr -un complex
de procese mecanice, chimice s i biologice între care p rocesul mecanic de filtrare a apei supuse
tratamentului, prin stratu rile de umplutură ale filtrului, p rocesul biologic de fermentare aerobă,
produs de biomasa bacteriană aerobă fixată sub formă de peliculă biologică pe gra nulele straturilor

46
de umplutură, p rocesul chimic de adsorbție a unor compuși ai încărcării poluante a apelor uzate,
de către mediul poros adsorbant și p rocesul biologic de sintetizare a unei părți din încarcarea
poluantă a apei uzate supusă tratamentului de către vegetația filtrului. [18] [19]

Fig.1.4 8. Distribuția materialului filtrant [3 9]
Materialul granular de umplutură utilizat în cadrul filtrelor vegetație cu flux vertical este
pietrișul cu diferite granu lații, stratificat după cum urmează: la suprafață un strat de distribuție
subțire alcătuit din pietris fin cu granulație sub 2 mm, apoi stratul activ (pe care se formează
pelicula biologică bacteriană) , cu o grosime totală de aproximativ 0,4 m, care este a lcătuit din
pietriș cu o granulație între 2 – 8 mm, după care urmează stratul de susținere alcătuit din pietriș
cu o granulație imtermediară între 10 – 20 mm, iar la bază se află stratul de drenaj , alcătuit tot din
pietriș însă cu o granulaț ie grosieră înt re 20 – 40 mm. [18 ] [23]
Prin straturile de umplutură al filtrelor cu vegetație cu flux vertical apa se infiltrează și
circulă gravitațional, de sus în jos. Apa purificată în urma procesului de epurare ajunge în stratul
inferior, de drenaj de unde este col ectată printr -o rețea de conducte de drenaj din material plastic,
rigide și prevăzute cu fante largi, în scopul prevenirii riscului colmatării . [18] [23]
Principalele avantaje ale folosirii instalațiilor de epurare cu filtre cu vegetație cu flux
vertical s unt reprezentate de exploatare a ușoară a instalației și costuri de întreținere mici, fără
consum de energie, dacă topografia amplasă rii instalației o face posibilă, posibilitatea tratării
eficiente a apei uzate menajere, operațiile de gestionare a nămolulu i reduse la minim (practic
inexistente), adaptare a bună la deservirea unor locații cu variații sezoniere de producere a apei
uzate menajere (locații de vacanță, campare, caravane, hoteluri). [18]
Necesitatea unor operații operații de întreținere regulate ( tăierea anuală a părții expuse a
plantelor, îndepărtarea manuală a buruienilor înainte de răsărirea și creșterea plantelor), utilizarea
acestor sisteme pentru deservirea unor obiective cu debite mari rămâne încă neverificată, din punct
de vedere al control ului hidraulic și al costurilor, de aceea perspectiva construirii unui sistem de
epurare cu filtre cu vegetație cu flux vertical cu capacitate mare, poate fi luată în considerare doar
după studii serioase legate de adaptarea bazei modelului și după stabili rea condițiilor care trebuie
îndeplinite pentru a asigura con trolul hidraulic al instalației, riscul apariției insectelor sau
rozăt oarelor în cadrul instalațiilor pot fi dezavantajele folosirii instalațiilor de epurare cu filtre cu
vegetație cu flux verti cal. [18 ]

47
Filtre cu vegetație cu flux orizontal
Sunt instalații extensive cu biomasă bacteriană aerobă sub formă de peliculă fixată pe un
material granular de umplutură, plasate tot în excavații oarecum asemănătoare cu cele ale filtrelor
cu vegetație c u flux vertical, însă cu anumite particularități:
 influentul de apă uzată este introdus în sistem pe la un capăt, printr -o instalație de
distribu ție îngropată în umplutură, realizând astfel o administrare uniformă a acestuia pe întreaga
secțiune transversală a patului de umplutură, după care, apa supusă procesului de lucru al
sistemului se va deplasa gravi tațional către celălalt capăt a l instalației, datorită pantei radierului,
pe o direcție practic orizontală, efluentul purificat fiind colectat la capătul opus al sistemului ;
 reglarea nivelului apei în instalație să fie controlată, încât să nu depășescă în nici o situație
suprafața patului de umplutură, deoarece în caz contrar ar apărea un risc de scurt -circuitare a
tratamentului, iar apariția unei oglinzi (supra fețe libere) de apă oferă un pri lej de proliferare a
insectelor;
 în timpul funcționării stratul de material granular de umplutură este în permanență aproape
complet saturat cu apa supusă tratamentului ( este inundat până la câțiva centimetri de suprafață).
[18] [23 ]

Fig. 1.4 9. Filtru cu vegetație cu flux orizontal [74]
Pe suprafețele paturilor de umplutură ale filtrelor cu vegetație cu flux orizontal se pot
cultiva diferite specii de plante s pecifice mlaștinilor.
Pentru facilitarea circulației apei prin filtru pe direcție orizontală, de la capătul de admisie
către capătul de evacuare, este necesar ca radierul filtrului, pe care se așează patul de umplutură,
să fie prevăzut cu o pantă. [23]

Fig.1.50 . Distribuția materialului filtrant [3 9]

48
Principalele avantaje ale folosirii instalațiilor de epurare cu filtre cu vegetație cu flux
orizontal sunt următoarele consum mic de energie, nu este necesar personal cu înaltă pregătire
pentru întreținere, nu este necesară o pantă semnificativă a radierului pentru curgerea
gravitatională a apei prin instalație (valori ale pantei sub 1m) și faptul că reacționează bine la
variații ale încărcării poluante a influentului. [18] [23]
Dezavantajele folosirii instal ațiilor de epurare cu filtre cu vegetație cu flux orizontal sunt
următoarele: este necesară o suprafață mare de teren pentru înființare (comparabilă cu cea necesară
pentru lagunele naturale); construcția unor sisteme de epurare extensive cu filtre cu veget ație cu
flux orizontal care să deservească locațități sau obiective cu peste 4000 locuitori echivalenți poate
fi luată în considerare numai dacă s -au analizat minuțios toți parametrii de proiectare, în special
parametrii hidraulici. [18] [23]

Exemple de i nstalațiile extensive cu biomasa bacteriană sub formă de peliculă biologică

Fig.1.51. Imagine cu zona de infiltrare -percolare a stației de epurare Shafdan [7 4]

Fig.1.52 . Câmpuri de infiltrare -percolare, Mazagon (Spania) cu capacitatea de 17 000 locui tori
echivalenți [74]

49

Fig.1.5 3. Sistem de filtre cu vegetație [66 ]

Fig.1.5 4. Filtru cu vegetație cu flux orizontal [66 ]

Fig.1.5 5. Amenajarea unei zone umede cu vegetație cu flux vertical [66 ]

50
1.4.2. Instalațiile extensive cu biomasa bacteriană sub formă de nămol activ
La modul general, lagunele sunt instalații extensive în care în apa uzată supusă
tratamentului este purificată (epurată) de încărcarea poluantă organică prin acțiunea biologică a
unor culturi bacteriene, în principal, de tip aerob, care sunt di spersate în apa supusă tratamentului.
Oxigenul necesar procesului de fermentare aerobă poate proveni, în funcție de împrejurări, din
surse naturale sau artificiale, modul de aerare dând chiar denumirea tipului de instalație instalație
extensivă, care poate fi cu lagune naturale sau cu lagune aerate. [18] [24 ]
De regulă, după finalizarea tratamentului de epurare biologică, cultura bacteriană este
separată din apa purificată prin sedimentare în bazine de decantare, de asemene naturale, denumite
lagune de sedi mentare. [18] [24 ]
Instalațiile extensive cu biomasa bacteriană sub formă de nămol activ sunt următoarele:
 lagune naturale (cu microfite);
 lagune naturale cu macrofite;
 lagune aerate. [18] [24 ]
Epurarea apelor reziduale în iazuri (lagune) este o tehnologie bine cunoscut ă. Procedeul de
epurare extensiv ă se bazeaz ă pe culturi de bacterii. Tratarea apei uzate se asigur ă datorit ă retenției
de lung ă durat ă care necesit ă un spațiu mai larg decât în cazul sistemelor intensive. Metodele de
epurare în iazuri au o performanț ă ridicat ă, costuri sc ăzute, consum mic de energie (uneori chiar
egal cu zero) și procedeu de epurare cu nevoie mic ă de întreținere, foarte potrivite unei clime calde.
[23]
Sistemele de epurare cu iazuri reprezint ă o tehnologie deja recunoscut ă în UE și sunt larg
răspândite în zonele rurale din majoritatea ț ărilor. In Franța exist ă peste 2,500 sisteme cu iazuri de
stabilizare. [23]
Lagune naturale (iazuri de stabilizare)
Iazurile biologice, denumite și iazuri de oxidare sau lagune sunt bazine naturale sau
artificiale de mică adâncime 1 -2 m și cu suprafață mare în plan. Această formă geometrică conduce
la volume mari de apă care, în raport cu debitul, oferă timpi lungi de retenție 2 -30 zile. În aceste
bazine apar procese naturale de degradare a substanțelor orga nice, de sedimentare (limpezire), de
dezinfectare în care factorul uman intervine parțial în proces. [13]
Prin intermediul metabolismului propriu, bacteriile aerobe descompun materia organică
din apa uzată în care sunt dispersate, pe care o transformă și o sintetizează pentru propria
dezvoltare, eliminând cantități semnificative de dioxid de carbon și apă. Dioxidul de carbon produs
de bacteriile aerobe, precum și sărurile minerale conținute în apa uzată supusă procesului, permite
algelor planctonice sa se multiplice și să dezvolte. [18] [24 ]
Prin urmare la procesul de epurare biologică din cadrul lagunelor naturale, iau parte și se
proliferează două populații de microorganisme interdependente și anume: bacteriile aerobe și
algele planctonice, acestea din ur mă fiind denumite "microfite". Acest proces biologic se auto –
menține atât timp cât sistemul primește energie solară și materie organică prin influentul de apă
uzată. De menționat că în partea inferioară a lagunelor, în vecinătatea radierului acestora, acol o
unde nu pătrunde lumina solară, se dezvoltă biomase de bacterii anaerobe care descompun
nămolurile de natură organică sedimentată. În urma acestui proces, de fermentare anerobă a
materiei organice se degajă dioxid de carbon și metan, sub formă de gaz de fermentație. [18] [24 ]

51

Fig.1.5 6. Schema procesului biologic din inte riorul unei lagune naturale [58 ]
În măsura în care nu dezinfectarea apei este preocuparea principală, utilizarea sistemelor
cu trei lagune așa c um se poate vedea în figura 1.57 ., asigur ă un bun nivel de fiabilitate de
funcționare pentru eliminarea încărcării organice a apei uzate. [18] [24 ]
În seria compusă din 3 iazuri biologice se constituie diferite zone din punct de vedere a
prezentei oxigenului. Primul bazin este anaerob datorită în cărcării organice înalte a apei uzate
brute și insuficienței din această cauză a oxigenului și asigură, mai presus de toate, o reducere
însemnată a încărcării organice a apei uzate. Al doilea bazin este facultativ, în care la suprafață
este zona aerobă, ia r la partea inferioara cea anaerobă, asigurând eliminarea azotului și fosforului
(nutrienților) iar al treilea bazin este predominat aerob și se mai numește iaz de maturare, acesta
rafinează (finisează) tratamentul aplicat apei uzate în bazinele anterioare și face sistemul fiabil, în
cazul unor defecțiuni apărute la primele două bazine sau în timpul lucrărilor de întreținere a
sistemului. [24] [28 ]

Fig.1.5 7. Sistem extensiv cu 3 lagune succesive de epurare [74]
În scopul unei funcționări corespunzătoare, sistemele extensive cu lagune naturale, pe lângă
amsamblurile de bazine, sunt este dotate și cu o treaptă preliminară mecanică compusă dintr -o
instalație de sitare (pentru înlăturarea suspensiilor grosiere din apa uzată supusă tratamentului). De
menționat că în cazul sistemelor de epurare cu lagune naturale care deservesc localități sau
obiective cu populație sub 500 locuitori echivalenți, treapta preliminară mecanică se înlocuiește

52
cu un grătar plutitor mobil pentru reținerea suspensiilor grosiere care es te amplasat în zona de
alimentare cu influent al primului bazin. De altfel, în general, la toate sistemele extensive cu lagune
naturale, în zona de alimentare cu influent a primului bazin, sunt plasate bariere de reținere
imersate pănă la adâncimi de 0,3 – 0,4 m, care rețin suspensiile solide plutitoare. [18]
Pentru înființarea unui sistem extensiv cu lagune naturale alegerea terenului depinde mai
ales de mărimea suprafeței de dispunere pe care sistemul lagunar îl ocupă. Suprafața de dispunere
include atât suprafețele corpurile de apă, precum și suprafețele celorlalte utilități, care trebuie să
prevăzute pentru a facilita exploatarea și întreținerea sistemului. [18] [24 ]

Fig. 1.5 8. Sistem cu 3 iazuri succesive pentru tratarea apei uzate Count Hale [43 ]

Performanțele care se obțin cu sistemele extensive de epurare cu lagune naturale sunt
următoarele:
 reducerea cu mai mult de 75% a încărcării cu materie organică a efluentului, calculată pe
baza valorilor încărcării poluante ale influentului, corespunzător unei valori de aproximativ de 125
mg/l CCO; în plus atât debitul de apă uzată supusă procesului în sistemul lagunar, cât și debitul
efluentului sistemului lagunar pot fi în mod frecvent mult reduse în timpul verii (cu până la 50%)
prin fenomenului de evapo tranpirație;
 concentrațiile de azot total, la nivelul efluentului sistemul lagunar natural, sunt foarte mici
pe timpul verii, dar pot ajunge la valori de câteva zeci de mg/l (exprimate în N), în timpul iernii;
 reducerea fosforului este semnificativă în pri mii câțiva ani de exploatare a sistemului
lagunar (de peste 60%), apoi se diminuează progresiv, scăzând până la zero după aproximativ 20
de ani; această scădere a eficienței de reducere a fosforului este cauzată de apariția unor degajări
de fosfor din sedi mentele naturale; în scopul eliminării acestui inconvenient se caută restabilirea
condițiilor inițiale prin curățarea bazinelor (astfel, în cazul în care instalația este sensibilă la
reducerea fosforului, curățarea trebuie să aibe loc la fiecare 10 ani, și nu la fiecare 20 de ani, așa
cum se procedează la instalațiile insensibile la reducerea fosforului);
 dezinfecția efluentului sistemelor lagunare naturale este importantă, în special în timpul
verii (reducerea încărcării microbiane de peste 10000); această performanță este legată de
perioadele lungi de retenție a apei uzate supuse tratamentului în sistem (aproximativ 70 de zile
pentru un tratament complet) sub acțiunea radiațiilor UV și a competiției microbiologice. [18] [24 ]

53

Fig.1.5 9. Sistem de lagune na turale compus dintr -o lagună anaerobă, una facultativă și trei lagune de
maturare [52]
Principalele avantaje ale folosirii sistemelor extensive de epurare cu l agune naturale sunt
date de faptul ca nu este necesară alimentarea cu energie a instalației în ca zul în care există o
diferență de nivel favorabilă circulației gravitaționale a apei în sistem, exploatare sistemelor cu
lagune naturale este simplă, cu condiția păstrării curățeniei generale, care dacă nu este efectuată la
timp, reduce acc entuat performa nțele sistemului, se elimină o mare parte din poluarea cu nutrienți
(azot și fo sfor), mai ales în timpul verii, se realizează o foarte bună eliminare a organismelor
patogene în timpul verii (reducere a numărului de microorganisme cu 4 -5 unități logaritmic e), și
eliminare bună în timpul iernii (red ucere cu 3 unități logaritmice), sistemele cu lagune naturale se
adaptează bine la variațiile mari ale sar cinii hidraulice a influentului, construcțiile și instalațiile
necesare la înființarea sistemelor cu lagune naturale nu sunt foarte complexe și de amploare,
ingineria necesară real izării acestora rămânând simplă, se integrează bine în peisaj, lipsa
producerii poluării sonore, se poate constitui într -un echipament pedagogic pentru inițierea elevilor
și studenți lor în microbiologie, nămolul rezultat în urma curățării bazinelor este bine stabilizat (cu
excepția celui de la partea frontală a primului bazinului) și poate fi răspândit pe terenurile agricole
fără nici un pericol pentru mediu. [18] [24 ]
Dezavantajele f olosirii sistemelor extensive de epurare cu l agune naturale sunt cauzate de
necesitatea unor suprafețe mari de teren pentru înființare, costurile de capital (de investiții) care
depind foarte mult de substratului terenului pe care s e înființează sistemul l agunar ( în cazul unor
terenuri instabile sau nisipoase, este de preferat să nu se ia în considerare înființarea sistemelo r de
epurare cu lagune naturale), performanța reducerii încărcării organice este mai mică decât a altor
instalații extensive – cu toate acestea, încărcarea organică a efluenților rezultați din lagune constă
preponderent din alge și are efecte mai puțin nocive decât încărcarea cu materie organică dizolvată,
pentru calitatea receptorilor în care sunt deversați; mai mult decât atât, încărcar ea cu materie
organică a apelor supuse tratamentului în sistemul lagunar natural rămâne foarte scăzută în timpul
verii ca rezultat al evapotranspirației) ca și debitele de efluent, cu efecte deosebit de favorabile
pentru calitatea receptorilor naturali, pe ntru care vara este perioada cea mai nefavorabilă din punct
de vedere a poluării, calitatea efluenților sistemelor lagunare variază în funcție de sezon. [18] [24 ]

54
Lagune naturale cu macrofite
Lagunele naturale cu macrofite sunt instalații extensive în car e sunt reproduse ecosistemele
din zonele mlăștinoase cu suprafețe libere (oglinzi) de apă, căutându -se utilizarea beneficiilor
ecologice ale acestor ecosisteme naturale în tratarea apelor uzate. Acest tip de sisteme sunt rar
utilizate în Europa, însă sunt destul de frecvent utilizate în Stalele Unite aleAmericii, mai ales ca
instalații de epurarea avansată (trepte de tratare terțiare) în completarea sistemelor de epurare cu
lagune naturale sau sistemelor de epurare cu lagune aerate în scopul îmbunătățirii p erformanțelor
acestora (mai ales în reducerea încărcării cu materie organică CBO sau suspensii solide SS) sau
pentru rafinarea (finisarea) procesului acestora (în eliminarea nutrienților sau metalelor).
Totuși, trebuie menționat că utilizarea sistemelor d e epurare cu lagune naturale cu microfite
este mult mai profitabilă datorită eficienței de epurare mai ridicate și ușurinței de întreținere și
exploatare. [18] [24 ]

Fig.1.60 . Lagune naturale cu vegetație de mlaștină [68]
În acest tip de iazuri sunt cresc ute macrofite emergente de două tipuri: moi și rigide. La
cele moi se referă plantele care au rădăcinile în stratul de apa, plutesc pe ea, de exemplu: lintiță,
broscariță (matasa broaștei), coșarul, coadă calului, zambilă, etc. Macrofitele rigide se referă la
trestia/ stuful, papură, pipirigul – cele mai intâlnite plante iubitoare de apa, care se înrădăcinează
în sol. Suprafața tijelor/tulpinelor imersate în apa este acoperită cu microorganisme sub formă de
biofilm, care asimilează/ degradează eficient polu anții organici și minerali. Toate tipurile de
macrofite acvatice enumerate, începând cu lintiță și terminînd cu stuful, se dezvoltă în apa uzată
în prealabil epurată și de aceea, acest tip de iazuri prezintă, de regulă, treaptă finală de epurare.
Totuși, aceste iazuri nu rezolvă problemă eliminării definitivă a nutrienților (N și P), deși iazurile
cu macrofite manifestă o mai mare biodiversitate față de fitofiltre. [24] [28 ]
Exemple de instalațiile extensive cu biomasa bacteriană sub formă de nămol activ
Iazurile naturale pentru canalizare combinat ă, Sören, Germania de nord
Sistemul de tratare a apelor reziduale prin iazuri naturale deservește 300 locuitori
echivalenți . Apa uzat ă menajer ă împreun ă cu apa pluvial ă din rețeaua combinat ă de canalizare
formeaz ă influentul ce ajunge în stația de epurare. Sistemul este alc ătuit din trei iazuri. [24]

55

Fig.1.61. Schema sistemului de iazuri naturale în Sören, Germania [24]
Stația de tratare este format ă dintr -un prim iaz decantor (1,200 m²) și un al -doilea de
stabil izare (1,500 m²). Cel de -al treilea iaz este cel pe de o parte pentru maturare, iar pe de alt ă
parte pentru asigurarea unei suprafațe adițional ă pentru depozitarea apelor pluviale (1,200 m²). [24]

Fig.1.6 2. Bazin primar cu zonă de sedimentare [24]

1.4.3. Sistem e extensive combinate
Asocierea mai multor instalații extensive, de diferite tipuri, în structuri în serie sau în paralel,
este uneori adoptată în scopul adaptării tratamentului la realizarea unor sarcini specifice (obținerea
nuei anumite calități a efluen ților, tratarea concomitentă a apelor meteorice, tratarea unor influenți
speciali, etc.). Deși experiența în domeniu este redusă în Europa, se pot prezenta mai multe variante
promițătoare de sisteme extensive combinate. [19]
Ansamblu de filtre cu vegetați e cu flux vertical și cu flux orizontal, plasate în serie, formează
un sistem eficient de reducere a nutrienților (azot și fosfor), mai ales în funcție de tipurile de
umplutură folosite. Acest tip de sistem poate asigura într -o treaptă anterioară compusă dintr-un filtru
cu flux vertical, o bună reducere a conținutului de suspensii solide SS și materie organică CBO,
realizând o nitrificare aproape totală, iar intr -o treaptă posterioară compusă dintr -un filtru cu flux
orizontal, o rafinărie a reducerilor de SS și CBO, o bună denitrificare precum și o bună capacitate de
eliminare a fosforului prin adsorbție în stratul de umplutură, recomandate fiind materialele pe bază
de Fe, Al, Ca. [19]

56
Sisteme cu configurații mai complexe, utilizate la rafinarea efluențilo r secundari sau
terțiari și anume: sisteme cu lagune naturale sau aerate completate cu o combinație de lagune cu
macrofite, elimină riscul unor efluenți cu calitate mediocră temporară; de asemenea, sisteme cu
lagune completate cu lagune cu macrofite sau re lativ frecvent folosite la tratarea apei meteorice.
[19]
La fundamentarea înființării unor sisteme extensive complexe care să deservească obiective
cu populație de peste 4000 locuitori echivalenți, trebuie realizată o comparație între costurile de
capital și exploatare estimate pentru astfel de sisteme cu costurile de capital și exploatare ale unor
sisteme intensive cu performanțe similare. În cadrul acestei analize nu trebuie să fie ignorate nici
suprafețele de teren necesare pentru înființarea sistemelor de epurare extensive. [19]

Fig.1.6 3. Sistem mixt de tratare a apei, cu filtre cu ve getație vertical și orizontal [67 ]

Bazine integrate avansate
Sistemele avansate de iazuri integrate reprezintă o adaptare a sistemelor de lagune naturale
bazate pe o se rie de patru iazuri avansate: un iaz facultativ dotat cu o excavație pentru fermentare ,
care funcțio nează la fel ca un iaz anaerob, un bazin acoperit cu alge, similar cu iazul facultativ,
care furnizează oxigen bacteriilor aerobe pentru metabolizarea subst anțelor nutritive și organice,
un bazin pentru decantarea algelor și în final un iaz de maturare pentru dezinfecția solară și
reducerea germenilor patogen i. Efluentul poate fi reutilizat pentru agricultură sau acvacultură, iar
algele bogate în nutrienți po t fi aplicate ca îngrășământ sau folosite ca hrană pentru animale. [74]

Fig.1.64 . Sistem de bazine integrate. V edere în plan și în secțiune. [7 4]

57
Tratarea apelor reziduale în iazuri combinate și în zone umede construite, Seevetal,
Germania de nord
Zona u medă construită deservește 1,170 PЕ. Apele reziduale provin pe de o parte dint -o
mică întreprin dere agroindustrială (curațare și ambalare de legume) și pe de altă parte din apele
uzate menajere din gospodăriile muncitorilor sezonieri. Caracteristicile sun t similare celor ale
apelor reziduale menajere. Volumul și încărcarea apelor reziduale variază considerabil în timpul
culegerii recoltei. [24 ]
Decantarea primară se face prin filtrare și în iaz de sedimentare. Cele patru zone umede
construite reprezintă tr eapta biologică de epurare. Suprafața zonei umede construite este de 450m²
(Suprafața totală plantată este de 1.400 m²).
Stația de tratare a apelor reziduale a fost construită ca un sistem modular cu câteva trepte
în conformi tate cu necesități și cerințe . Modulele implementate fac față fluctuațiilor sezoniere a
volumului și încărcării influentului. Zonele umede construite izolat pot fi înlăturate dacă nu sunt
necesare. Apele uzate epurate sunt infiltrate în sol (sol nisipos).

Fig. 1.65 . Schema zonei ume de construite, cu iazuri de sedimentare pentru tratare prealabilă [24]
1.5. Sistem extensiv de lagune aerate
Până în prezent au fost aplicate cateva noi metode de tratare a apelor reziduale din zonele
rurale, dar cea mai veche și cea mai simplă metodă o constituie lagunele. Din nefericire acestea
necesită suprafețe mari (10 -15 m2/ l.e.) pentru a realiza procesul de epurare cu o eficiență ridicată,
deoarece oxigenarea are loc doar la suprafața apei. Mai ales că în sezonul cald, procesele de
putrefacție pot genera mirosuri neplăcute. Prin urmare, lagunele neaerate trebuiesc construite doar
cu caracter provizoriu sau în zonele izolate.
De asemenea, instalațiile mici de epurare a apelor uzate, construite în număr mai mare în
trecut nu au oferit rezultatele aș teptate , din contră, s -au dovedit a fi foarte sensibile din punct de
vedere al întreținerii, în special la suprasarcina hidraulică sau la introducerea de apă cu concentrație
ridicata de materie organică (de exemplu gunoi de grajd sau deșeuri de siloz), car e au condus la
reducerea drastică a eficienței de epurare. [15] [24 ]

58
Aceste sisteme extensive cu lagune aerate sunt sisteme de lagune în care, prin intermediul
unor aeratoare mecanice de suprafață sau sisteme pneumatice de insuflare, oxigenul preluat din
aer este introdus pentru dezvoltarea și biomasei de bacterii aerobe.

Fig.1.66 . Schema procesului biologic din interiorul unei lagune aerate [15]
Acest tip de instalații extensive sunt asemănătoare cu instalațiile intensive de tip bazi n de
aerare cu nămol activ, cu diferențele că în acest caz nu are loc nici evacuarea continuă a nămolului
activ din bazinul de aerare și nici recircularea nămolului activ separat prin sedimentare din efluent.
De menționat că în cazul instalațiilor cu lagun e aerate este nevoie de alimentarea cu energie pentru
desfășurarea procesului de lucru, consumul de energie fiind similar instalațiilor intensive cu bazine
de aerare cu nămol activ, cu valori în intervalul 1.8 – 2 kW/kg de CBO5 eliminat. [15] [24]

Fig.1.6 7. Schema de pr incipiu a unei lagune aerate [74]
Aerarea este necesară producerii procesului biologic de fermentare aerobă și desfășurării
acestuia, în care apa supusă epurării intră în contact cu microorganismele aerobe (specii bacteriene
și de fungii similare cu cele p rezente în nămolul activ din instalațiile intensive), ce transformă și
asimilează încărcarea poluantă de nutrienți și de materie poluantă.
Decantarea constituie depunerea suspensiilor solide reg ăsite în apă sub grupări de
microorganisme, produse de ferment ație și particule solide cu densitate mai mare decât a apei,
formând astfel un sediment de nămol activ (biologic)
Combinarea mecanismelor procesului din lagunele aerate a determinat configurarea
sistemelor extensive cu lagunele aerate care în mod tipic, su nt compuse din două trepte distincte
succesive (exemplificate în figura 1. 68): o treaptă anterioară, având în componență lagune aerate,
în care are loc procesul de fermentare biologică și o treaptă posterioară, având în componență
lagune simple, de decanta re, în care are loc clarificare apei și decantarea nămolului care este

59
eliminat în mod regulat din bazine, de regulă prin pompare, atunci când volumul ocupat de acesta
în bazinele de decantare, crește peste anumite limite. [13]

Fig.1.6 8. Sistem extensiv cu lagune aerate, compus din două trepte distincte succesive [23]
Înainte de prima lagună este util sã se instaleze un dispozitiv pentru înlãturarea substanțelor
solide plutitoare. In stațiile pentru sub 500 l.e. este posibilã folosirea unei bariere mobile pentru
reținerea substanțelor solide plutitoare. In cazul stațiilor mai mari este necesarã instalarea la intrare
a unui grătar din bare. [23]
În prima lagună tratarea apei uzate prin aerare tehnicã este asemănătoare tratării intensive.
Cu toate acestea de nsitatea bacteriilor este mult mai micã și timpul de retenție e mai lung cu circa
20 de zile. Capacitatea totalã este de 3 m3 / l.e., adâncimea este de 2 -3.5 m dacă se folosește aerator
de suprafață și de peste 4 m dacã se folosește compresor. Cerința de o xigen este de 2 kg O2/kg
COB. Pentru amestecarea volumului și pentru evitarea creșterii microalgelor este necesară o putere
între 3 și 6 kW/m3. [23]
Următoarele două lagune sunt bazine de decantare și se folosesc pentru limpezirea
secundară și sedimentarea materiilor solide în suspensie. Nămolul decantat trebuie evacuat prin
pompare în mod constant, pentru garantarea epurării apelor reziduale. Etapa de sedimentare se
face într -un iaz de decantare dreptunghiular, este indicată legarea iazurilor în paralel pe ntru
evacuarea nămolului. Capacitatea este între 0.6 și 1 m3 / l.e. pentru fiecare iaz de decantare. [23]

Fig.1.6 9. Linia apei într -un sistem compus din lagune aerate și lagune de decantare [65]
Pentru reducerea riscului de degradarea malurilor din cauza agitării excesive a apei din
bazine se recomandă impermeabilizarea bazinelor cu geomembrană, spre deosebire de lagunele
naturale care nu necesită această măsură.
În cazul utilizării unor terenuri care asigură o impermeabilizare naturală, este recomandată
folosirea unor soluții care să asigure protecția malurilor împotriva agitației apei (utilizarea unor
cleonaje din beton, utilizarea de geogrile plus plantarea de papură), întrucât durabilitatea instalației
depinde mult de acest lucru. De asemenea, se menți onează că utilizarea unor dale sau grinzi de
beton îmbunătățesc semnificativ protecția fundației bazinelor aerate în cazul în care se folosesc
turboaeratoare. [15] [24]

60
Aerarea lagunelor
Pentru aerarea lagunelor aerate sunt folosite echipamente mecanice si electromagnetice,
taxele de operare și de întreținere fiind mult mai ridicate decât în cazul unei lagune naturale,
aceasta necesitând de asemenea și un personal calificat pentru întreținerea echipamentelor. În plus,
decolmatarea lagunei efectuându -se pr in golirea acesteia.
De menționat că în timpul operării lagunelor aerate este totdeauna recomandată limitarea
duratelor de operare ale utilajelor de aerare de mare putere, în favoarea duratelor de operare a unor
utilaje cu puteri mai mici, pentru evitarea supraîncărcărilor rețelelor de alimentare. [15] [24 ]
Sistemele de aerare difuză se împart în difuzoare fine, medii și grosiere. Cele cu bule fine
sunt construite din materiale poroase (granule din silice sau oxid de aluminiu pur sunt lipite din
ceramică sa u din rășini) care asigură bule foarte mici cu o suprafață mare care favorizează
transferul de oxigen din aer către apele uzate. Difuzoarele cu bule medii sunt țevi sau tuburi
perforate înfășurate cu material plastic sau țesătură. Difuzoarele cu bule mari pot fi dispozitive de
orificiu de diferite tipuri, dintre care unele sunt proiectate să nu fie înfundate. În figura 1.67. pot fi
vazute elementele constructive ale aeratoarelor difuze. [59]

Fig.1.7 0. Elementele constructive ale aeratoarelor difuze a – fine, b-medii și c -grosiere [59]
Cu difuzoarele mici sau cu bule fine, este important să fie alimentate cu aer fără particule
care le -ar bloca. Deși oarecum mai puțin eficiente pentru transferul de oxigen, difuzoarele cu bule
grosiere sunt uneori preferate, d eoarece prezența particulelor în aer nu poate fi controlată și, de
asemenea, pentru cerințele lor mai mici de cost și întreținere. Difuzoarele sunt amplasate de -a
lungul colectoarelor de aer, aproape de partea inferioară a bazinelor de aerare. [59]
Aeratoa rele statice (figura 1.68) sunt tuburi verticale amplasate pe radierul lagunei de
aerare, fiind protejate de o membrană permeabilă de -a lungul lungimii. Aerul comprimat este
alimentat din partea inferioară a tuburilor, forțând un amestec de aer și apă prin înveliș, unde are
loc cea mai mare parte a transferului de oxigen către apele uzate. [59]

Fig.1.71 . Aeratoare de tip tuburi verticale amplasate pe radierul lagunei [59]
Aeratoarele tip turbină sunt cele mai comune și simple dispozitive de aerare și const au
dintr -un rotor cu turbină cu motor electric rotit la viteză ridicată deasupra unei conducte sau a unui
inel de aerisire care descarcă aerul comprimat . Bulele de aer evacuate din conducte sunt dispersate
prin rotirea turbinei. În funcție de adâncimea baz inului de aerare, pot fi utilizate mai multe rotoare
pe aceeași axă. Puterea trasată de sistemele de turbină este utilizată pentru menținerea
microorganismelor în suspensie și pentru descompunerea și dispersarea bulelor de aer . [59]

61
Cele mai comune unități de aerare de suprafață (figura 1.72.) sunt montate pe un flotor și
constau dintr -o elice instalată în interiorul unui tub și alimentate de un motor care nu este
scufundat. Tubul cu elice trage lichidul de sub aerator și îl pulverizează deasupra suprafeței apei.
Transferul de oxigen are loc de la aer la picăturile pulverizate și la suprafața turbulentă a lichidului
care le înconjoară. [59]

Fig.1.72 . Modul de funcționare al unui aerator de suprafață [5 9]
Alte unități de aerare de suprafață sunt așa -numitel e aeratoare "perii" care sunt în principiu
lame montate pe un cilindru care se rotește prin lichid. De obicei, aceste unități necesită deflectori
pentru a direcționa fluxul și a asigura viteza turbulentă. [59]
Rata de transfer a oxigenului de la diferite d ispozitive fluctuează între 0,7 și 1,4 kg de
oxigen pe kilogram de oră atunci când este utilizat în apele uzate reale. Majoritatea cataloagelor
oferă capacități de transfer mult mai mari, deoarece aceste valori se bazează pe testarea în condiții
standard ( apă de la robinet în mod normal curată la 20 ° C și fără oxigen dizolvat la începutul
testului). Atunci când se selectează echipamente de aerare, ar trebui să se acorde atenție
interpretării acestor valori. [59]
Factorii care influențează procesul de epura re, avantajele și dezavantajele sistemului
Procesul de epurare în cadrul unei lagune aerate depinde de următorii factori: forma și
adâncimea lagunei, modul de aerare, precipitațiile, vântul, condițiile climatice, luminozitatea,
compoziția si concentrația c ompușilor din apă, etc.
În momentul adăugării unui plus de aer în apa supusă tratamentului, aflată în lagună,
parametrii mediului înconjurător și tipurile de microbi care participă la prelucrarea apei uzate, sunt
modificate. Fiecare categorie de microorgan isme microbiene are un rol bine definit, dând naștere
unor reacții chimice ce ajută la reducerea sau chiar la eliminarea mirosurilor neplăcute produse de
lagună. [15] [24 ]
Procesul de transformare a materiei organice, produs de microorganismele aflate în a pă,
este încetinit în timpul iernii din cauza temperaturii scăzute și a diminuării radiației solare, dar
acest aspect nu determină încetarea activității lagunei, întrucât microorganismele sunt incă active
în adâncul lagunei unde își desfășoară în continuar e activitatea. [24 ]
Apa supusă procesului de apurare în laguna aerată parcurge următoarele etape:
 faza de fermentație acidă, unde pH -ul scade sub valoarea 4, etapă în care laguna degajă un
miros de acizi grași;
 faza de fermentație metanică, unde pH -ul cre ște spre valoarea 7 (pH neutru), etapă în care
se degajă un miros de grajd, iar laguna capătă culoarea negru;

62
 faza facultativ aeroba/anaeroba când culoarea lagunei se schimbă în roșu. În cadrul acestei
etape nu se degajă niciun miros

Fig.1.73 . Sistem de lagune aerate pentru epurarea apelor uzate (de la un complex de animale , CAFO,
Carolina de Nord ) în faza de fermentație [73]
Performanțele care se obțin cu sistemele extensive de epurare cu lagune aerate sunt
reprezentate prin asigurarea unei calități bun ă a efuentului din punct de vedere al încărcării
organice (o reducere cu mai mult de 80% a CBO ), pentru nutrienți, eliminarea este limitată la
pragul de asimilare bacteriană (reduceri de 25 – 30%). Aceaste performanțe pot fi însă îmbunătățite
prin utilizar ea unor aditivi fizico -chimici în vederea eliminării ortofosfaților.
Principalele avantaje ale folosirii sistemelor extensive de epurare cu lagune aerate sunt
legate de faptul că acest tip de instalație este deosebit de tolerant cu variațiile unor factori care ar
determina proastă funcționare și performanțe la celelalte tipuri de instalații extensive, și anume
variații mari în ceea ce privește încărcarea hidraulică a influenților, influenți cu încărcari poluante
extrem de ridicate, neuniformitatea dispers ării în apă a biomasei bacteriene active care conduce la
obținerea unor efluenți un conținut variabil de nutrienți, influenți obținuti din amestecarea apelor
uzate menajere, ușor biodegradabile, cu ape uzate din deversărilor industriale. [15] [24 ]
Avantaj ele utilizării sistemelor extensive de lagune aerate sunt: va riațiile mari în ceea ce
priveș te încărcarea hidraulică a influenților, neuniformitatea dispersiei în apă a biomasei
bacteriene active, integrarea foarte bună în peisaj, posibilitatea evacuării f ără pericol în mediu a
nămolului rezultat și faptul că decolmatarea se face destul de rar, adică odată la doi ani. [15] [24 ]
Dezavantajele utilizării acestui sistem extensiv sunt: calitatea medie a efluenților evacuați,
necesitatea unui personal calificat pentru întreținerea echipamentelor electromagnetice , poluarea
sonoră cauzată de echipamentele de aerare și consumul mare de energie. [15] [24 ]
Exemple de sisteme extensive de lagune aerate
Iazuri aerate pentru epurarea apelor uzate menajere de la sistemul combinat de canalizare,
Rethwisch, Germania de Nord
Sistemul de lagune aerate a fost proiectat pentru epurarea apelor uzate provenite de la o
localitate micã cu 1,170 locuitori echivalenți. O tratare prealabilã se face prin filtrare înainte ca
apele rezid uale sã intre în cele trei iazuri aerate legate în serie. Suprafața totalã a bazinelor aerate
este de 3,500 m², iar cea a bazinului de maturare este de 250 m². Concentrația medie a COC în
efluent este întotdeauna sub 100 mg/l. Îndepărtarea nutrienților nu este necesară, deoarece apa
uzată epurată se evacuează într -un râu care nu face parte din zonele protejate. [23]

63

Fig.1.74 . Schema sistemului de iazuri aerate [23]

Fig.1.75 . Al treilea bazin de aerare din cadrul instalației, dotat cu aerator de suprafaț ă. [23]
Sistem extensiv de lagune aerate din localitatea Fort Kent, America
A fost construit în anul 1960 și modernizat în anul 1988, având o suprafață de 406,414 m2,
aerată cu sistem de 68 aeratoare cu bule fine model FlexAir de la compania Environmental
Dynamics. [63]

Fig.1.7 6. Lagună aerată din localitatea Fort Kent. [63]

64
Tabel 1.3. Caracteristicile sistemului extensiv d e lagune aerate – Fort Kent. [63 ]
Lagune Nr.1 Nr.2 Nr.3
Volum (m3) 68137.41 34068.70 34068.70
Dimensiunile
lagunelor (m) 170.69 x 1 03.63 x
5.48 124.36 x 80.77 x
5.18 124.36 x 80.77 x
5.18
Aria lagunelor (m2) 17685 10036 10036
Aerarea Bule fine Bule fine Bule fine
Numărul de aeratoare 68 14 5
Sistem extensiv de lagune aerate din orașul Norway Maine, America, realizată în anul 1965,
aerată cu aeratoare de suprafață. [63]

Fig.1.7 7. Sistem de lagune din orașul Norway Maine, America . [63]
Tabelul 1.4. Caracteristicile sistemului e xtensiv de lagune aerate – orașul Norway Maine, America . [63]
Lagune Nr. 1 Nr. 2
Volum 98420.71 m3 98420. 71 m3
Dimensiunile lagunelor (m) 91.440 x 304.80 243.84 x 243.84x 182.88
(triunghiular)
Aria lagunelor 27842 m2 24282 m2
Aerarea Aeratoare de suprafață Aeratoare de suprafață
Număr de aeratoare 6 2