Cercetari Experimentale Privind Reabilitarea Apelor Uzate Provenite de la Fabrica de Apa Minerala Borsec
Bibliografie
http://biblioteca.regielive.ro/proiecte/ecologie/indicatori-chimici-ape-naturale-49495.html;
https://www.google.ro/search?q=proprietatile+fizice+a+apei&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=QL0U4PEGcXjywOiuYE4&sqi=2&ved=0CAYQ_AUoAQ&biw=1024&bih=509#facrc=_&imgdii=_&imgrc=hcnHiu2ealDEjM%253A%3B5PgT_RDINunQJM%3Bhttp%253A%252F%252Fchimiegenerala.3x.ro%252FCapitolul4%252FCurs%252Fc4_1_1_files%252Fimage006.gif%3Bhttp%253A%252F%252Fchimiegenerala.3x.ro%252FCapitolul4%252FCurs%252Fc4_1_1.htm%3B248%3B201;
http://chimiegenerala.3x.ro/Capitolul4/Curs/c4_1_1.htm;
http://ro.wikipedia.org/wiki/Circuitul_apei_%C3%AEn_natur%C4%83;
http://water.usgs.gov/edu/watercycleromanian.html;
Mănescu, S., Cucu, M., Diaconescu, M.L., Chimia sanitară a mediului, Ed. medicală, București, 1994, 13-169;
http://www.slideshare.net/didacticaro/apa-material-teoretic;
L.I. Clipea, Al. Clipea. Poluarea mediului ambiant, Ed. Tehnică, București, 1978;
Berné, F., Cordonnier, J., Tratement des eaux, Edition TECHNIP, 1991.;
http://www.upg-ploiesti.ro/fisiere/1669/apa_poluare_depoluare.pdf;
http://www.rasfoiesc.com/educatie/geografie/PROIECT-RESURSE-NATURALE-SI-PR55.php;
http://www.ecosys.pub.ro/cursuri/sise_curs_3.doc;
Chirilă, N., Chimia mediului. Apa, Ed. Universității “[NUME_REDACTAT]”, [NUME_REDACTAT], 2010;
http://forum.portal.edu.ro/index.php?act=Attach&type=post&id=1300575
http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:7PI0QYvPCeQJ:forum.portal.edu.ro/index.php%3Fact%3DAttach%26type%3Dpost%26id%3D1300575+&cd=1&hl=hu&ct=clnk&gl=ro;
M. Negulescu. Epurarea apelor uzate industriale, Ed. Tehnică, București, 1987;
http://www.incdecoind.ro/noutati/analize-apa-uzata.html;
Blitz, E., Teodorescu, I., Epurarea în comun a apelor uzate industriale cu cele menajere- orășenești. În: Hidrotehnica, Gospodărirea apelor, Meteorologia, nr.3, mart. 1966;
Dr. ing. [NUME_REDACTAT]., N., Ing. Radu, A., Ing. Ilarion, C., Epurarea apelor uzate industrial, Ed. Tehnică, București, 1968;
Munteanu, A. Descărcarea apelor uzate industriale în canalizarea orășenească și epurarea lor în stații de epurare comune. În: Hidrotehnica, Meteorologia și Gospodărirea apelor nr. 2 febr. 1960;
Blitz, E.-Epurarea apelor uzate menajere și orășenești. București, Editura tehnică, 1966;
Sierp, Fr.-Gewerbliche und industrielle Abwasser- Berlin, [NUME_REDACTAT], 1967;
Blitz, E., Teodorescu, I., Epurarea în comun a apelor uzate industriale cu cele menajere- orășenești. În: Hidrotehnica, Gospodărirea apelor, Meteorologia, nr.3, mart. 1966;
Munteanu, A. Descărcarea apelor uzate industriale în canalizarea orășenească și epurarea lor în stații de epurare comune. În: Hidrotehnica, Meteorologia și Gospodărirea apelor nr. 2 febr. 1960;
C. S. A. Normativ N2-67 și C90-67 privind condițiile de descărcare a apelor uzate în rețelele de canalizare a centrelor populate;
STAS 4706-88, Condiții de calitate ale apelor de suprafață;
Dr. ing. [NUME_REDACTAT]., N., Ing. Radu, A., Ing. Ilarion, C., Epurarea apelor uzate industrial, Ed. Tehnică, București, 1968;
http://www.worldlifetimejourneys.com/harghita_ro.html;
http://www.google.ro/search?q=brand+apa+minerala+borsec;
http://www.apdmgalati.ro/CoWanda/services/documente/Ape/ro/NTPA%20001_28.02.2002.pdf
https://www.google.ro/search?q=duritatea+apei&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=IxmQU9noG8fl4QSa44HQCQ&ved=0CDwQsAQ&biw=1024.
CUPRINS
Rezumatul lucrării
[NUME_REDACTAT]
CAPITOLUL 1- APA DIN NATURĂ ȘI CARACTERISTICILE EI
1.1. Generalități
1.2. Proprietăți fizice
1.3. Proprietăți chimice
1.4. Circuitul apei în natură
CAPITOLUL 2- ORIGINEA ȘI CLASIFICAREA APELOR UZATE
2.1. Poluarea apelor
2.2. Principalele surse de poluare
2.3. Poluanții apelor
2.4. Ape uzate industriale
2.4.1. Clasificarea apelor uzate industriale din punct de vedere a compoziției
2.4.2. Caracteristicile apelor uzate industriale
2.4.3. Indicatori de apreciere a poluării apelor uzate industriale
2.4.3.1. Indicatori de apreciere a poluării fizice a apelor uzate industriale
2.4.3.2. Indicatori de apreciere a poluării chimice a apelor uzate industrial
2.4.3.3. Indicatori de apreciere a poluării bacteriologice a apelor uzate industrial
2.4.3.4. Indicatori de apreciere a poluării radioactive a apelor uzate industriale
2.4.3.5. Recoltarea probelor de ape uzate
2.4.3.6. Conservarea eșantioanelor în vederea analizei
2.4.3.7. Analiza probelor de apă uzată
2.5. Importanța purificării apelor uzate
2.6. Reglementări suplimentare pentru protecția apelor
CAPITOLUL 3 – EVACUAREA APELOR UZATE INDUSTRIAL
3.1. Condițiile generale ale evacuării apelor uzate industrial
3.2. Evacuarea apelor uzate industriale în rețeaua de canalizare orășenească
3.3. Evacuarea apelor uzate industriale în emisari
3.3.1. Efectele nocive ale principalelor substanțe evacuate concomitent cu apele uzate industrial
CAPITOLUL 4 – CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND REABILITAREA APELOR UZATE PROVENITE DE LA FABRICA DE APĂ MINERALĂ BORSEC
4.1. Scurt istoric despre fabrica de apă mineral
4.2. Calitatea apelor de suprafață din Borsec
4.3. Stația de epurare
4.3.1. Descrierea procesului tehnologic
4.3.2. Evacuarea apelor uzate
4.3.3. Bazinul de decantare
4.3.4. Analize privind intrare apei uzată și ieșirea apei tratată din stația de epurare
4.3.5. Duritatea apei uzate înainte de epurare și după epurare
Concluzii și propuneri
Bibliografie
CUPRINS
Rezumatul lucrării
[NUME_REDACTAT]
CAPITOLUL 1- APA DIN NATURĂ ȘI CARACTERISTICILE EI
1.1. Generalități
1.2. Proprietăți fizice
1.3. Proprietăți chimice
1.4. Circuitul apei în natură
CAPITOLUL 2- ORIGINEA ȘI CLASIFICAREA APELOR UZATE
2.1. Poluarea apelor
2.2. Principalele surse de poluare
2.3. Poluanții apelor
2.4. Ape uzate industriale
2.4.1. Clasificarea apelor uzate industriale din punct de vedere a compoziției
2.4.2. Caracteristicile apelor uzate industriale
2.4.3. Indicatori de apreciere a poluării apelor uzate industriale
2.4.3.1. Indicatori de apreciere a poluării fizice a apelor uzate industriale
2.4.3.2. Indicatori de apreciere a poluării chimice a apelor uzate industrial
2.4.3.3. Indicatori de apreciere a poluării bacteriologice a apelor uzate industrial
2.4.3.4. Indicatori de apreciere a poluării radioactive a apelor uzate industriale
2.4.3.5. Recoltarea probelor de ape uzate
2.4.3.6. Conservarea eșantioanelor în vederea analizei
2.4.3.7. Analiza probelor de apă uzată
2.5. Importanța purificării apelor uzate
2.6. Reglementări suplimentare pentru protecția apelor
CAPITOLUL 3 – EVACUAREA APELOR UZATE INDUSTRIAL
3.1. Condițiile generale ale evacuării apelor uzate industrial
3.2. Evacuarea apelor uzate industriale în rețeaua de canalizare orășenească
3.3. Evacuarea apelor uzate industriale în emisari
3.3.1. Efectele nocive ale principalelor substanțe evacuate concomitent cu apele uzate industrial
CAPITOLUL 4 – CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND REABILITAREA APELOR UZATE PROVENITE DE LA FABRICA DE APĂ MINERALĂ BORSEC
4.1. Scurt istoric despre fabrica de apă mineral
4.2. Calitatea apelor de suprafață din Borsec
4.3. Stația de epurare
4.3.1. Descrierea procesului tehnologic
4.3.2. Evacuarea apelor uzate
4.3.3. Bazinul de decantare
4.3.4. Analize privind intrare apei uzată și ieșirea apei tratată din stația de epurare
4.3.5. Duritatea apei uzate înainte de epurare și după epurare
Concluzii și propuneri
[NUME_REDACTAT] lucrării
Lucrarea de față abordează ”Studii și cercetări privind reabilitarea apelor uzate de la fabrica de apă minerală Borsec”.
Alegerea acestei teme a fost motivată de un fenomen important, eficiența epurării apelor uzate din fabrica de apă minerală Borsec ceea ce presupune protejarea mediului, mai ales emisarului în care este evacuat apa tratată.
În prima parte a lucrării de diplomă au fost tratate:
noțiuni generale despre apa din natură și caracteristicile ei;
noțiuni introductive despre originea și clasificarea apelor uzate, adică poluarea apelor, surse de poluare, poluanții principali, indicatori de apreciere a poluării apelor uzate industrial;
condițiile generale ale evacuării apelor uzate industriale: evacuarea apelor uzate în emisari sau în canalizarea orășenească, evident după o tratare adecvată.
În a doua parte a lucrării de diplomă sunt prezentate cercetările experimentale privind reabilitarea apelor uzate provenite de la fabrica de apă minerală Borsec și etapele principale din procesul de epurare a acestor ape uzate: epurare mecanică, chimică și biologic. Cercetările experimentale cuprind realizarea unor analize prin metoda de separare pe coloană (cromatografică), așadar obținerea unor cromatograme care arată concentrația poluanților, atât în apa uzată înainte și după tratare cât și în apele de suprafață.
În urma rezultatelor obținute se arată că următorii poluanți recomandați pentru monitorizare: nitriți, nitrați, amoniu și fosfați, nu depășesc limitele admisibile.
[NUME_REDACTAT] license degree treats the subject "Studies and researches on the rehabilitation of wastewater from mineral water factory Borsec".
The choice of this topic was motivated by an important phenomenon, the efficiency of the wastewater treatment plant mineral water Borsec which means protecting the environment, especially into the creek that the treated water is discharged.
In the first part of the license degree have been treated:
introductive information about water from the nature and its characteristics;
introduction about the origin and classification of waste water, ie water pollution, sources of pollution, primary pollutants, indicators for the industrial wastewater pollution;
general conditions of industrial wastewater discharge: discharge of wastewater into the environment or to public sewers, obviously after adequate treatment.
The second part of the license degree presents experimental researches on the rehabilitation of wastewater from mineral water factory Borsec and the main stages of such process wastewater treatment: mechanical treatment, chemical and biological. Experiments include conducting surveys column separation method (chromatographic), so are obtained chromatograms that are showing the concentration of pollutants, both before and after wastewater treatment and surface waters.
The results obtained show that the following pollutants are recommended for monitoring: nitrites, nitrates, ammonia and phosphates do not exceed allowable limits.
Introducere
“Apa!” este un cuvânt simplu scris din trei litere, dar cu o rezonanță puternică, este unul dintre cele mai importante elemente, substanțe, medii, forțe din natură. Este o formă de manifestare a materiei, în stare de agregare variată, interschimbabilă, fiind regăsită în formă solidă, lichidă, gazoasă. Deși simbolul chimic este H2O, acesta nu reflectă starea ei naturală și anume capacitatea ei de a îngloba și alte elemente chimice, în concentrații variate, ceea ce-i schimbă și gradul de calitate, utilitatea ei.
Ne fascinează prin cantitatea ei, dar ne preocupă pentru calitatea ei. O evocă poeții, o contemplăm și o iubim și noi, ne bucurăm cu toții de beneficiile oferite de ea, de spectacolul grandios pe care ni-l oferă. Doar să ne gândim la imensitatea oceanelor, mărilor și valurilor înspumate, la ghețarii imaculați ce par eterni, la susurul și sprinteneala izvoarelor montane, la răpăiala unei ploi cu sau fără grindină, la roua diafană, la setea potolită de o apă rece, curată, la dușul relaxant, fântânile arteziene, la spălatul vaselor, rufelor, etc. Unii doar o folosesc, alții și-au făcut o pasiune din cercetarea ei, alții fac comerț cu ea, unii chiar tânjesc după ea. Dar nu numai oamenii depind de apă, chiar și plantele și animalele, însăși planeta n-ar mai fi aceeași fără APĂ!
Există o moleculă avid căutată de către om în întreg universul: APA, întrucât descoperirea acesteia în atmosfera vreunei planete îndepărtate ar constitui întruchiparea celor mai îndrăznețe vise ale umanității. Apa este substanța unică, ale cărei caracteristici definesc proprietățile biologice și fiziologice de pe Terra. Apa are un rol primordial în activitatea socio-economică a oricărei țări. Ea constituie atât materie primă și sursă de energie, cât și un element indispensabil pentru începerea și dezvoltarea oricărei activități umane. Dezvoltarea unei societăți nu este posibilă fără apă.
Anticii considerau apa ca origine a tuturor lucrurilor, fruct al dragostei dintre cer și pământ, iar [NUME_REDACTAT] Vinci o numea seva vieții pe pământ. Ingineria apelor uzate este o ramură a ingineriei mediului în care principiile de bază ale științei și ingineriei sunt aplicate problemelor de control al poluării apelor. Scopul suprem al administrării apelor uzate este protecția mediului într-o manieră potrivită cu sănătatea publică, cu nevoile economice, sociale și politice. În ultima perioadă se pune un accent deosebit pe îmbunătățirea infrastructurii localităților, protecția mediului și gospodărirea cantitativă și calitativă a resurselor de apă, condiții în care epurarea apelor uzate capătă noi dimensiuni, modul de soluționare fiind măsura
în care edilii asigură populației condiții civilizate de trai și o eficientă protecție a mediului înconjurător.
În sprijinul protecției apelor și al realizării unor stații de epurare cât mai eficiente și economice, ori de câte ori este necesar, se fac recomandări în sensul recuperării unor substanțe utile din apele uzate, al folosirii apelor uzate și nămolurilor în diferite scopuri – irigare, fertilizare, recirculare, al înlocuirii în procesul tehnologic al unor substanțe deosebit de nocive, greu de îndepărtat.
Apele uzate industriale pot fi evacuate fie în rețeaua de canalizare orășenească – pentru debite mici și atunci când nu degradează sau nu împiedică buna funcționare a rețelei de canalizare și a stației de epurare orășenești, fie în receptori – în cazul platformelor industriale, bineînțeles după o prealabilă preepurare și epurare. Evacuarea apelor uzate industriale în rețeaua de canalizare orășenească sau în receptori este, într-o oarecare măsură, diferită de cea a apelor uzate orășenești, în principal datorită caracteristicilor fizico – chimice și biologice diferite. Procesele de epurare a apelor uzate industriale sunt, în general, aceleași ca pentru apele uzate orășenești, adică, în principal, procese mecanice și biologice – aerobe sau anaerobe. De cele mai multe ori, pentru apele uzate industriale, acestea sunt completate cu procese fizico – chimice de o complexitate deosebită, ca de exemplu: extracție lichid – lichid, schimb ionic, electrodializă etc. De aceea, proiectarea trebuie să fie sprijinită de cercetări bine fundamentate, iar exploatarea trebuie să urmărească și să adapteze procesul de epurare unor eventuale schimbări, inerente, ale procesului tehnologic industrial. Cunoașterea procesului tehnologic industrial, în măsura în care acesta conduce la stabilirea originii și a caracteristicilor calitative ale apelor uzate, reprezintă una dintre condițiile de bază pentru o proiectare judicoasă a stațiilor de epurare industriale și, mai târziu, a exploatării acestora. Evident că, pe lângă procedee convenționale, sunt folosite și numeroase alte procedee specifice (evaporare, adsorbție, incinerare etc.).
CAPITOLUL 1- APA DIN NATURĂ ȘI CARACTERISTICILE EI
1.1. [NUME_REDACTAT], este o substanță compusă dintre hidrogen și oxigen (H2O) raport de combinare 2AH + AO = 18; este un lichid incolor, fară miros,fară gust,inodoră. Are structura unghiulară, care în realitate este pseudo-tetraedrică, rezultată prin hibridizare, molecula de apă dispunând de doi orbitali hibrizi ocupați cu câte o pereche de electroni neparticipanți. Starea naturală a apei În natură, apa este cea mai răspândită substanță compusă și se găsește in toate cele trei stări de agregare, dar mai ales în stare lichidă (în această stare acoperă mai mult de 2/3 din suprafața globului). Apele naturale sunt amestecuri de substanțe, întrucât cuprind o serie de substanțe chimice dizolvate și în altele în suspensiune. Cele mai importante tehnici de purificare a apei sunt: filtrarea, distilarea și demineralizarea. Apa naturală conține dizolvate cantități variate de diferite săruri.Apa poate fi de mai multe categorii, cum ar fi: apă de barită (Ba(OH)2), apă de brom, apă de clor, apă de cristalizare, apă de hidrogen sulfurat, apă de plumb, apă de var (Ca(OH)2), apă distilată, apă dură, apă grea (D2O), apă minerală, apă oxigenată (H2O2), apă potabilă, apă regală, apă tare, apă amoniacale. În stare pură, apa este un lichid incolor în strat subțire, albastru-verzui în straturi mai groase, inodor și fără gust [1].
Consumul de apă dă gradul de civilizație al unei țări. El variază între 3 litri/om/zi în zonele aride ale Africii și 1054 litri/om/zi la New-York. Problema gospodăririi și consumului de apă este foarte importantă: de exemplu, dacă fiecare om ar consuma, în medie, 200 l zilnic, în cursul unui an, ar trebui ca înălțimea pânzei de apă să scadă cu 0,64 mm. În ultimul deceniu se lucrează după conceptul de utilizare durabilă a resurselor de apă, care face parte integrată din conceptul de dezvolatare durabilă.
În natură apa se găsește în proporții diferite în hidrosferă, atmosferă și litosferă (Tabelul 1.1.).
Tabelul 1.1.
Distribuția apei pe planeta Pământ
1.2. Proprietăți fizice ale apei
Apa este un lichid incolor, fără miros, fără gust, inodoră, insipină, îngheață la temperatura de 0oC, fierbe la temperatura de 100oC, pâna la temperatura de +4oC își mărește constant densitatea 1 g/cm3 , după care se micșorează(apa își mărește volumul la solidificare), la 25oC, densitatea este de 0,997 g/cm3. Gheața plutește pe apă, ceea ce face posibilă viața acvatică, deoarece sub stratul de gheață se găsește un strat de apă, densitatea gheți este de 0,917 g/cm3.
Figura 1.1. Dependența de temperatură a densității apei lichide și solide
În rețeaua cristalină a gheții fiecare moleculă de apă este înconjurată tetraedric de alte patru molecule, Fig. 1.2. Fiecare atom de hidrogen al moleculei centrale stabilește o legătură de hidrogen cu câte o pereche de electroni neparticipanți ai atomilor de oxigen ai altor două molecule de apă și fiecare pereche de electroni neparticipanți ai oxigenului din aceste molecule stabilește câte o legătură de hidrogen cu atomii de hidrogen din alte două molecule de apă. Multiplicând la infinit această structură se obține o rețea hexagonală afânată, imprimând apei solide o densitate mai mică decât a apei lichide.
Figura 1.2. O moleculă de apă din cristalul de gheață unită prin legături de hidrogen cu alte patru molecule dispuse tetraedric în jurul ei [2]
Tabelul 1.2.
Principalele proprietăți fizice ale apei [3]
Omologi apei , H2S, H2Se, H2Te, sunt substanțe gazoase în condiții obișnuite. Din analiza vaporilor punctele de topire și de fierbere ale hidrurilor prezentate se constată că apa are constante fizice anormale de ridicare. Anomaliile proprietăților fizice ale apei se explică prin faptul că apa lichidă nu este formată din molecule independente, ci din molecule asociate prin legături de hidrogen (H2O)n. Studiile cu raze X asupra gheții au evidenția o structură afânată. Fiecare moleculă de apă este înconjurată tetraedic de alte 4 molecule.Prin trecerea gheții în apă lichidă masa nu variază, dar volumul se micșorează.
Apă potabilă, apa naturală, subterană sau de suprafață este bună de băut. Așadar în acest scop ea trebuie să îndeplinească următoarele condiții principale: să fie incoloră, transparentă, fără miros, fără gust, să aibă o temperatură între 7 și 12oC, să nu conțină suspensii minerale sau organice. Săruri solubile în cantitate mai mare decât un gram la litru, substanțele otrăvitoare (compuși de cupru, plumb, arsen etc.) și nici microbi, care pot provoca îmbolnăvirea atât a oamenilor cât și a animalelor. Se utilizează ape filtrate și tratate cu substanțe sterilizate pentru alimentare centrelor populare. Apa naturală nu este niciodată pură, în ea se află dizolvate diverse substanțe. Apă potabilă este: apa lipsită de impurități, limpede, incoloră, fără miros, care conține dizolvate cantități mici de săruri ca: NaCl, NaHCO3. Așadar pentru obținerea apei potabile, apa naturală este supusă operațiilor de decantare și filtrare pentru a îndepărta particule în suspensie.
Pentru îndepărtarea completă a germenilor patogeni și a bacteriilor saprofite, apa este sterilizată Prin tratare cu clor, ozon sau iradiată cu raze ultraviolete. Se mai numește apă de băut.
1.3. Proprietăți chimice ale apei
Apa reacționează cu unele metale și nemetale, cu o serie de oxizi și de săruri. Astfel metalele active cu apa din punct de vedere chimic (de ex.: Na, K etc.) reacționează cu apa, punând în libertate hidrogenul:
Na + H2O Na(OH) + ½H2
Dintre nemetale, fluorul, cu afinitate mare pentru hidrogen, deplasează acest element din apă:
F2 + H2O 2HF + ½O2
În același mod reacționează și clorul. Alte elemente reducătoare, ca P, Si, B, C, reacționează cu apa la cald. Oxizii multor metale și nemetale reacționează cu apa, Formând baze și acizi. Apa participă la o serie de reacții de hidroliză. Multe substanțe simple sau compuse (în special săruri) se separă din soluție apoasă sub formă de cristalohidrați. Apa este un foarte bun dizolvant pentru multe substanțe, și în special pentru electroliți (datorită constantei ei dielectrice foarte mari). Cele mai multe reacții chimice au loc în soluții apoase.
Activitatea apei asupra metalelor:
Metale: potasiu , calciu, sodiu reacționează violent cu apa, la rece, cu formare de hidroxid și degajare de hidrogen.
Magneziu reacționează cu apa la cald sau în stare de vapori:
Mg2 + 2H2O = Mg(OH)2 + H2
Aluminiu este atacat de apă numai dacă este curățat de stratul protector de oxid:
2Al + 6H2O = Mg(OH)3 + 3H2
Fierul înroșit reacționează cu apa în stare de vapori și formează oxid feroferic (oxid al Fe II și Fe III):
3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2
Plumbul, cuprul, mercurul, aurul, argintul nu sunt atacate de apă sau de vaporii acestuia. Unele metale se corodează în prezența apei. Atacul este mai puternic în prezența oxigenului și a oxidului de carbon.
Acțiunea apei asupra nemetalelor:
Clorul în reacție cu apa formează apa de clor:
Cl2 + H2O = HCl + HClO
HClO = NCl + [O]
Trecând un curent de vapori de apă peste cocs (carbon) la temperatura de cel puțin 1000oC se formează un amestec de monoxid de carbon și hidrogen, denumit gaz de apă. Reacția are importanță industrială:
C + H2O = CO + H2
Apa este o resursă importantă, un factor important în echilibrele ecologice, iar poluarea și consecințele acestei reprezintă probleme ale prezentului cât și a viitorului .
1.4. Circuitul apei în natură
Circuitul apei în natură (denumit uneori și ciclul hidrologic sau ciclul apei) este procesul de circulație continuă a apei în cadrul hidrosferei Pământului. Acest proces este pus în mișcare de radiația solară și degravitație. În cursul parcurgerii acestui circuit, apa își schimbă starea de agregare fiind succesiv în stare solidă, lichidă sau gazoasă. Apa se mișcă dintr-un element component al circuitului în altul, de exemplu dintr-un râu într-un ocean, prin diferite procese fizice, dintre care cele mai însemnate sunt evaporația, transpirația, infiltrația, scurgerea, condensarea și precipitațiile. Științele care se ocupă cu studiul mișcării apei în cadrul acestui circuit sunt hidrologia și meteorologia [4].
Așadar circuitul apei în natură este influențat de o serie de factori care condiționează anumite procese fizice și chimice din atmosferă, determinând umiditatea atmosferică și chiar climatul regiunii respective.
Figura 1.3. Circuitul apei în natură [5]
Printr-o analiză mai profundă a procesului circulației apei în natură, se observă complexitatea acestei proces, fiind alcătuit din mai multe circuite, aflate într-o succesiune bine determinată. Astfel, se pot distinge foarte ușor, două circuite: unul local, sau circuitul mic și unul mare sau universal.
Circuitele locale sau mici se petrec fie deasupra oceanului planetar, fie deasupra maselor de apă continentale și se caracterizează prin succesiunea a trei procese: evaporare, condensare și precipitare atmosferică. Se formează astfel un circuit local oceanic și/sau un circuit local continental.
Circuitul universal sau mare. Din imensa cantitate de apă care se ridică sub formă de vapori de pe suprafața oceanului planetar, o însemnată parte este transportată deasupra continentelor, unde condensează și cade sub forma de ploi, zăpezi, grindină. Dar, după ce ajunge la suprafața uscatului, apa din precipitații, urmează diferite căi:
O parte se scurge fie în oceanul planetar, fie în locuri mai joase fără ieșire la mare, constituind procesul curgerii de suprafață sau scurgerea superficială;
Alta parte se infiltrează în scoarța terestră, unde, dacă întălnește un strat impermeabil înclinat, se scurge prin porii rocilor de deasupra, în direcția pantei acstuia, constituind scurgerea subterană, ce poate ajunge uneori până în oceane și mări.
Precipitațiile atmosferice căzute pe suprafața uscatului constituie sursa apelor curgătoare, precum și a apelor subterane (prin procesul infiltrației). Apele curgătoare varsă în oceane o cantitate considerabilă de apă, volumele ajungând la aproximativ 35.200 km3.
În aceași timp, de pe suprafața oceanului se ridică, prin evaporare, cantități imense de apă (447.900 km3) anual, cu care se alimentează în permanență atmosfera.
CAPITOLUL 2 – ORIGINEA ȘI CLASIFICAREA APELOR UZATE
Apele după ce au fost folosite, capătă denumirea de ape uzate.
Ele pot fi :
Ape uzate menajere
Ape uzate industriale
Apele uzate menajere sunt rezultate din activitatea gospodărească din locuințe și unități de folosință social: creșe, cămine, restaurant etc. Poluanții acestor ape sunt în general: detergenți, resturi alimentare, dejecții, microorganism.
Apele uzate industrial se impart în trei grupe:
Ape provenite din secțiile de producție unde au fost folosite direct în procesul de producție ca mediu de dizolvare sau reacție (poluanți: substanțe ca mediu de dizolvare, substanțe provenite din materii prime, intermediare și finite )
Ape de răcire (agentul de poluare este căldura)
Ape de spălare și transport care provin din secțiile de determinare a materiilor prime și de la spălarea instalațiilor chimice (poluanți: impuritățiile materiilor prime și substanțe parțial dizolvate/dezvoltate din acestea)
2.1. Poluarea apelor
Apa este un factor important în echilibrele ecologice, iar poluarea acesteia este o problem actuală cu consecințe mai mult sau mai puțin grave asupra polulației.
După definiția dată de O.N.U., poluarea apei reprezintă modificarea unor caracteristici fizice, chimice, biologice și bacteriologice, produse direct sau indirect de activitățile umane sau pe căi naturale care au ca efect tulburarea, schimbarea culorii, a gustului sau mirosului caracteristic, creșterea temperaturii, încărcarea cu substanțe toxice cât și cu impurități biologice cum ar fi bacterii, ciuperci, alge și paraziți [6].
Calitatea vieții la scară planetară este afectată și de poluarea apelor. Fără apă nu poate exista viața, știind că apa reprezintă sursa de viață pentru toate organismele din toate mediile de viață. Ca urmare a modificărilor de ordin fizic, chimic și bacteorologici calitatea ei a început din ce în ce mai mult să se degradeze.
Dacă cantitatea totală de apă de pe Pământ ar fi turnată în 16 pahare, 15 și un pahar jumate dintre ele ar conține apa oceanelor și a mărilor. Din acel pahar jumătate rămasă, o mare parte este încadrată ori în ghețarele polare, ori este prea poluată pentru a fi folosită drept apă potabilă, astfel conținutul unei lingurițe rămâne pentru consumul omenirii [7].
Consumul de apă mondial este repartizat astfel : 6,9 % agriculturii, 23 % industriei și 8 % în domeniul casnic.
Efectele poluării resurselor de apă sunt coplexe și variate, în funcție de natura și concentrația substanțelor impurificatoare. Rezolvarea acestor probleme ridicate de poluarea apei se realizează printr-un proces de tratare.
Poluarea apei = orice modificare a compoziției sau calității ei, astfel încât aceasta să devină mai puțin adecvată tuturor, sau anumitor, utilizări ale sale.
Protecția calității apei = păstrarea, respectiv îmbunătățirea caracteristicilor fizic-chimice și biologice ale apelor pentru gospodărirea cât mai eficientă a acestora.
Poluarea apei poate fi împărțită după mai multe criterii:
1. după perioada de timp cât acționează agentul impurificator:
permanentă sau sistematică;
periodică;
accidentală.
2. după concentrația și compoziția apei:
impurificare = reducerea capacității de utilizare;
murdărire = modificarea compoziției și a aspectului fizic al apei;
degradare = poluarea geavă, ceea ce o face improprie folosirii;
otrăvire = poluare gravă cu substanțe toxice.
3. după modul de producere a poluării:
Poluarea naturală se datorează surselor de poluare naturale și se produce în urma interacției apei cu atmosfera, când are loc o dizolvare a gazelor existente în aceasta, cu litosfera, când se produce dizolvarea rocilor solubile și cu organismele vii din apă.;
Poluarea artificială (antropică) cuprinde: poluarea urbană, industrială,agricolă, radioactivă și termică.
4. după natura substanțelor impurificatoare:
Poluarea fizică se referă în special la poluarea cu substanțe radioactive. Există și o poluare termică și o poluare determinată de elemente insolubile plutitoare sau sedimentabile, considerată ca fiind cel mai recent tip de poluare, caracteristică zonelor intens dezvoltate;
Poluarea chimică (poluarea cu reziduuri petroliere, fenoli, detergenți, pesticide, substanțe cancerigene, substanțe chimice specifice diverselor industrii) este reprezentată de pătrunderea în apă a unor substanțe chimice diverse, de la cele organice ușor degradabile, până la cele toxice cu persistență ridicată.
Poluarea biologică (poluarea cu bacterii patogene, drojdii patogene, protozoare patogene, viermii paraziți, enterovirusurile, organisme coliforme, bacterii saprofite, fungii, algele, crustaceii etc.) reprezintă tipul de poluare cel mai vechi – legată în mod direct de prezența omului;
Poluarea radioactivă.
Fenomenele de poluare a apei pot avea loc:
la suprafață (ex. poluare cu produse petroliere);
în volum (apare la agenți poluanți miscibili sau în suspensie).
Deoarece poluanții solizi, lichizi sau gazoși ajung în apele naturale direct, dar mai ales prin intermediul apelor uzate, sursele de poluare a apei sunt multiple.
Sursele de poluare sunt în general același pentru cele două mari categorii de receptori: apele de suprafață (fluvii, râuri, lacuri etc.) și apele subterane (straturi acvifere, izvoare etc.). Impurificarea apelor de suprafață sau suberane este favorizată de următoarele caracteristici ale apei:
starea lichidă a apei (la variații mari de temperatură), ceea ce face ca ea să antreneze în curgerea sa diferite substanțe impurificatoare;
apa e un mediu propice pentru realizarea a numeroase reacții fizico-chimice (ca de exemplu dizolvarea unor substanțe naturale sau artificiale, sedimentarea suspensiilor etc.);
faptul că în natură apa se găsește sub forme diferite (inclusiv gaze și vapori) îi mărește
sensibil domeniul de aplicare și în consecință posibilități multiple de poluare [8].
2.2. Principalele surse de poluare
Clasificarea surselor de poluare a apei se face după mai multe criterii:
1) Acțiunea poluanților în timp; după acest criteriu distingem următoarele surse [9]:
continue (ex. canalizarea unui oraș, canalizările instalațiilor industriale etc)
discontinue temporare sau temporar mobile (canalizări ale unor instalații și obiective care funcționează sezonier, nave, locuințe, autovehicule, colonii sezoniere etc.)
accidentale (avarierea instalațiilor, rezervoarelor, conductelor etc.)
2) Proveniența poluanților. Acest criteriu împarte sursele de poluare a apei în: a) surse de poluare organizate, și b) surse de poluare neorganizate (Tabelele 2.1 și 2.2).
a) sursele de poluare organizate sunt următoarele:
surse de poluare cu ape reziduale menajere;
surse de poluare cu ape reziduale industriale.
b) sursele de poluare neorganizate sunt următoarele, care produc o poluare difuză, greu de stabilit și de stăpânit și sunt reprezentate prin ape meteorice (ploi, zăpadă), care prin spălarea atmosferei și a solului contaminat pot conține sustanțe organice sau minerale, germeni patogeni, paraziți, substanțe toxice, substanțe radioactive:
apele meteorice;
centrele populate amplasate în apropierea cursurilor de apă ce pot deversa:
a) reziduuri solide de diferite proveniențe;
b) deșeuri rezultate dintr-o utilizare necorespunzătoare.
Tabelul 2.1.
Surse de poluare a apei și procesele de proveniență a acestora [10]
Tabelul 2.2.
Clasificarea efluenților industriali [11]
Dintre sursele industriale prezentate, trebuie remarcat că rafinăriile și combinatele petrochimice sunt, de regulă, interconectate și, prin urmare, apele reziduale conțin atât compuși organici toxici, cât și compuși micști.
2.3. Poluanții apelor
Poluanții apelor pot fi grupați după următoarele criterii:
După natura lor:
Poluanți organici,
Anorganici,
Biologici,
Termici,
Radioactivi.
După starea lor de agregare:
Suspensii (substanțe insolubile în apă);
Solubili în apă;
Dispersii coloidale.
După durata degradării naturale în apă, poluanții pot fi:
Ușor bodegradabili;
Greu biodegradabili (degrdarea are loc în mai puțin de 30 de zile);
Nebiodegradabili (degradarea se produce în 30-60 de zile);
Refractari (degradare începe după cel puțin 2 ani).
După modificările pe care le produc apei:
Poluanți care modifică proprietățile chimice și/sau biologice ale apei;
Compuși toxici anorganici: plumb, mercur, cupru, zinc, crom, cianuri;
Compuși organici greu sau nedegradabili: pesticide, detergenți;
Săruri organice provenite din mine sau exploatări petroliere;
Substanțe fertilizatoare: azot, fosfor, microorganisme (bacterii, viruși, paraziți).
Poluanți care modifică proprietășile fizice și/sau organoleptice ale apei:
Uleiuri, coloranți;
Substanțe degradabile care consumă oxigenul din apă;
Substanțe solide: suspensii.
Așadar prin poluarea apei, se înțelege alterarea caracteristicilor fizice, chimice și biologice ale apei, produsă direct sau indirect de activitățile umane și care face ca apele să devină improprii utilizării normale în scopurile în care această utilizare era posibilă înainte de a interveni alterarea. Efectele poluării resurselor de apă sunt complexe și variate, în funcție de natura și concentrația substanțelor impurificatoare. Rezolvarea acestor probleme ridicate de poluarea apei se realizează prin tratare, prin care se asigură condițiile necesare pentru consum.
2.4. Apele uzate industriale
După proveniența și domeniul de utilizare, apele uzate industrial se caracterizează prin compoziție extreme de variată: substanțe toxice (industria metalurgică, chimică, petrochimică), germeni patogeni (tăbăcării, abatoare), substanțe ușor biodegradabile (fabric de conserve, de zahăr), suspensii (stații de flotație). Prezența substanțelor toxice, chiar în cantități foarte mici prezintă ecotoxicitate pentru flora și fauna acvatică, fiind inhibitori în procesul de autoepurare și epurare.
2.4.1. Clasificarea apelor uzate industriale din punct de vedere a compoziției
Apele uzate industriale se clasifică în două categorii, din punct de vedere a compoziției:
Ape cu impurități organice
Ape cu impurități anorganice
2.4.2. Caracteristicile calitative și cantitative ale apelor uzate industrial
Determinarea originii și a caracteristicilor calitative ale apelor uzate necesită identificarea procesului tehnologic industrial pentru o proiectare rațională a stațiilor de epurare. Așadar este necesară cunoașterea originii principalilor afluenți și caracteristicile lor principale pentru definirea modului de epurare. Prin utilizarea unor tehnologii noi se poate realiza reducerea debitelor de apă uzată.
Principalele substanțe nocive ale apelor uzate industriale sunt:
substanțele organice (exprimate prin CBO5)
substanțele în suspensie
substanțele toxice
metalele grele.
Apele uzate sunt industriale și orășenești. În cazul în care acestea au debite mici, se recomandă epurarea lor în comun, dar această soluție trebuie bine fundamentată. Dar există cazuri când pentru apele uzate industriale sunt necesare materiale specifice și scumpe.
Apele uzate industriale pot conține substanțe organice ,exprimată prin CBO5 (consum biochimic de oxigen). Această încărcare organică a apelor la stațiile de epurare poate provoca deranjamente în funcționarea acestora, deoarece oxigenul este necesar proceselor aerobe, respectiv bacteriilor aerobe, care oxidează substanța organică. Substanțele în suspensie plutitoare (țiței, uleiuri) împiedică absorbția de oxigen pe la suprafața apei și deci autoepurarea, colmatează filtrele pentru tratarea apei. Substanțele în suspensie care se depun pe fundul receptorului (a bazinului de acumulare) îngreunează tratarea apei. Acizii și alcalii conduc la distrugerea faunei și florei acvatice, a vaselor pentru navigație. Sărurile anorganice conduc la mărirea salinității apei și, uneori, pot provoca creșterea durității, care produc depuneri pe conducte mărindu-le
rugozitatea și micșorând din capacitatea de transport. Ca de exemplu sulfatul de magneziu, bicarbonații și carbonații solubili [12].
Metalele grele (Pb, Cu, Zn, Cr etc.) au o acțiune toxică asupra organismelor acvatice, inhibând și procesele de epurare (autoepurare), CBO5 și CCO, sărurile de azot și fosfor (nutrienți) produc dezvoltarea rapidă a algelor.Substanțele toxice noi (fitofarmaceutice,
nitroclorbenzen, etc.) care se determină greu apar din ce în ce mai des în ultimii ani în procesele tehnologice industriale. Substanțele radioactive în apa receptorilor sunt stabilite prin legi.
Culoarea apei împiedică absorbția oxigenului și fenomenul de fotosinteză în autoepurare. Bacteriile din apele uzate pot fi patogene și produc infectarea receptorilor.
2.4.3. Indicatori de apreciere a poluării apelor uzate industrial
Gradul de impurificare a apelor uzate, indiferent de proveniența lor, se determină cu ajutorul indicatorilor de calitate, adică de apreciere a gradului de poluare a acestora. Acești indicatori sunt grupate, gruparea lor fiind făcută după natura și efectul pe care îl au asupra calității apei.
Clasificarea indicatorilor de calitate pe grupe de indicatori este următoarea:
Indicatori fizici
Indicatori chimici
Indicatori bacteriologici
Indicatori de radioactivitate
2.4.3.1. Indicatori de apreciere a poluării fizice a apelor uzate industriale
Cele mai importante dintre proprietățile fizice ale apei uzate industriale care intervin în procesele de epurare, inclusic cele organoleptice sunt:
Turbiditatea apelor uzate și a emisarilor indică numai în mod grosier conținutul de materii în suspensii al acesteia, deoarece nu există o proporționalitate nemijlocită între
turbiditate și conținutul de substanțe în suspensie. Turbiditatea se exprimă în grade în scara silicei(respectiv 1 grad de turbiditate este echivalent cu prezența în apă a 1mg SiO2 / l de apă). Turbiditatea apelor uzate orășenești neîncărcate puternic cu reziduuri industriale poate varia între 400 și 500 grade în scara silicei. În general, determinarea turbidității este aplicată apelor potabile
și mai puțin apelor uzate.
Culoarea apelor uzate proaspete este gri deschis, apele uzate în care fermentarea materiilor organice a început au culoarea gri închis. În cazul în care, în apele uzate orășenești au fost deversate ape industriale, atunci apa poate avea diferite culori, funcție de natura compușilor deversați. De exemplu, dacă apa are o culoare galbenă, înseamnă că au fost
deversate ape ce conțin clor, dacă apa are o culoare verzuie, atunci au fost deversate ape de la fabricile de conserve,etc.
Temperatura influențează modul de desfășurare a multor reacții chimice, precum și procesul de sedimentare. De regulă temperatura apelor uzate este mai ridicată cu cel puțin 2 – 30C decât temperatura apei la intrare la agenții economici sau la consumatorii casnici. Este indicat să se măsoare periodic temperatura apelor uzate, preferabil chiar permanent. Urmărind temperatura apei uzate din rețea putem obține o serie de informații utile. Temperatura apei are o importanță deosebită asupra vitezei de descompunere a substanțelor organice. La temperaturi mai ridicate vom avea o viteză mare de descompunere a substanțelor organice, în timp ce la temperaturi scăzute viteza de descompunere este mult mai redusă. Pe de altă parte la temperaturi mai ridicate solubilitatea oxigenului în apă este mai redusă și faptul că viteza de descompunere a substanțelor organice este mult mai mare, impune un consum mare de oxigen și deci se impune un aport substanțial de oxigen pentru desfășurarea în bune condiții a proceselor de oxidare a compușilor organici, în caz contrar procesul de descompunere a substanțelor organice se va desfășura foarte lent și nu se va putea asigura debitul de apă tratată. Pe de altă parte o temperatură mai ridicată a apei uzate asigură o scădere a solubilității gazelor în apă, și ca urmare la finalul perioadei de epurare concentrația gazelor în apa epurată va fi mult mai redusă. Din acest punct de vedere procesele de epurare a apelor variază în funcție de anotimp, fiind mai lente pe timp de iarnă.
Gustul: Gustul apei reprezintă o modalitate de percepție a proprietăților chimice a compușilor flați în apă. Dintre cationi, care conferă apei gust, amintim: fierul, manganul, magneziul, calciul, zincul, cuprul iar dintre anioni: clorurile, sulfații, bicarbonații. Dintre gaze, care intervin în gust se pot aminti: bioxidul de carbon, hidrogenul sulfurat etc. În afara celor
patru feluri de gust cunoscute – acru, amar, dulce,sărat- la apă se apreciază și alte gusturi: gust metallic, de pământ etc. gustul apei se determină conform STAS 6324/1961 și se estimează în grade de gust, pe o scară de la 0 la 5, ca și în cazul mirosului.
Mirosul: Apele uzate proaspete au un miros specific aproape insesizabil. Dacă apa a intrat în descompunere atunci se va simți mirosul hidrogenului sulfurat (H2S). Mirosul specific al apei ne poate da indicii asupra compușilor organici din apă și atunci putem deduce sursa de poluare. Culoarea și mai ales mirosurile specifice unor substanțe chimice ne poate indica prezența acestor substanțe, care de regulă provin din deversările agenților economici.
Mirosul apei se determină conform STAS 6324/1961 și se estimează în grade de miros pe o scară de la 0 la 5:
Tabelul 2.3.
Caracteristicile gradelor de miros [13]
Obs.:
Pentru ca o apă să fie acceptată drept apă potabilă, nu poate depăși nici în condiții excepționale limita de grad 2 de miros, conform STAS 1342/1991.
Pentru ca o apă să fie acceptată drept apă potabilă, nu poate depăși nici în condiții excepționale limita de grad 2 de gust, conform STAS 1342/1991.
2.4.3.2. Indicatori de apreciere a poluării chimice a apelor uzate industriale
Aceste indicatorii de apreciere a poluării chimice a apelor uzate industriale se referă la:
conținutul de materie organică și măsurarea acestuia
conținutul de materie anorganică și de gaze.
Principalele grupe de substanțe organice găsite în apa uzată sunt: proteinele, carbohidrații, grăsimile și uleiurile, produsele petroliere, produșii fenolici, detergenții, poluanții organici persistenți, compușii organici volatili, pesticidele etc. Odată cu sintetizarea a din ce în ce mai multe molecule organice, numărul de compuși de acest gen crește anual,. Prezența acestor
substanțe, în ultimii ani a complicat epurarea apelor uzate din cauză că multe dintre ele nu se pot descompune biologic ori se descompun foarte lent.
Substanțele anorganice prezente în apa uzată industrială pot fi: P, N, metale grele, cianuri, sulfuri etc.
2.4.3.3. Indicatori de apreciere a poluării bacteriologice a apelor uzate industriale
Contaminarea bacteriologică este produsă de apele uzate provenite din industria alimentară, crescătoriile de animale sau canalizarea apelor menajere și industriale în sistem combinat.
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.
Bacteriile din unele ape uzate industriale, cum sunt cele provenite din tăbăcării, abatoare, fabrici de conserve etc., sunt patogene (ex. Bacilus antracis) și produc infectarea puternică a receptorului, făcându-l de neutilizat; altele sunt mai puțin vătămătoare, chiar inofensive sau utile, contribuind la mineralizarea substanțelor organice din apele uzate.
2.4.3.4. Indicatori de apreciere a poluării radioactive a apelor uzate industriale
Poluarea radioactivă a apelor uzate industriale se datorează produșilor de fisiune rezultați din cercetări științifice, reziduurilor din producția de energie termonucleară sau acțiunilor militare.
În cazul depășirii valorilor radioactivității globale alfa și beta, se determină conținutul de radionuclizi, conform metodelor standardizate și elaborate de [NUME_REDACTAT].
Ca concluzie este de reținut faptul că mulți dintre acești parametri sunt legați între ei. De exemplu, temperatura, o proprietate fizică, afectează atât activitatea biologică din apele uzate, cât și cantitatea de gaze dizolvată în apele uzate. Sub influența energiei solare și în prezența nutrienților prezenți în acestea, apele uzate generează o floră și o faună abundentă, a căror
dezvoltare le influențează major compoziția chimică. Algele consumă azotul și fosforul. Reziduurile organice generate de acestea se depun pe fundul apei și se constituie în depozite de nutrienți (carbon, azot și fosfor) ce se descompun mai mult sau mai puțin rapid, modificând conținutul de oxigen.
2.4.3.5. Recoltarea probelor de ape uzate
Recoltarea probelor de apă este o etapă deosebit de importantă în desfășurarea procesului de analiză fizico-chimică, bacteriologică sau biologică a apei, deoarece probele de apă trebuie să fie reprezentative, nu trebuie să introducă erori în compoziția și calitățile apei datorită unei tehnici defectuoase sau a unor condiții incorecte de pregătire a materialului, cunoscut fiind faptul că erorile datorate unei recoltări necorespunzătoare nu mai pot fi ulterior corectate [14].
Condiții generale:
Personal calificat;
Să cunoască locul de unde face recoltarea;
Să stabilească în mod judicios punctele de recoltare;
Se recomandă ca prelevarea să fie executată de aceeași persoană care face și analiza. La recoltarea probelor de apă se vor avea în vedere următoarele condiții:
Proba de apă să fie reprezentativă (compoziția apei recoltate este identică cu cea a apei din care s-a făcut recoltarea sau are aceeași compoziție la locul și momentul când s-a făcut recoltarea);
Volumul probei de apă se stabilește de la caz la caz;
Recipientul trebuie să fie confecționat din materiale inerte. Flacoanele de sticlă influențează conținutul de Na și Si. Pentru determinarea acestor elemente, recoltarea se va face în flacoane de polietilenă sau alt material plastic;
În timpul recoltării și până la analiză probele vor fi conservate și transportate corespunzător.
Înainte ca un program de prelevare să fie realizat, un factor important îl reprezintă:
– poziționarea secțiunilor de prelevare;
– frecvența recoltărilor;
– procedurile de prelevare.
O atenție trebuie să se acorde și nivelului de detalii și precizie:
încărcări de poluanți
concentrații maxime, minime
medii aritmetice
valori extreme
prelevare lunară, zilnică sau lunară
De mare importanță este realizarea unei liste cu parametrii considerați a fi de interes, astfel încât să fie desemnate tehnicile de prelevare, tipurile de sticle folosite, precum și metodele de conservare și manevrare.
O atenție deosebită trebuie, de asemenea acordată minimizării oricăror schimbări în ceea ce privește concentrația unor importanți parametrii, schimbări ce pot surveni în timpul procesului de prelevare propriu-zis, dar și în perioada dintre prelevare și cea de analiză a probei.
Modul cum se face recoltarea este în funcție de sursa de apă, astfel
Tabelul 2.4.
Norme de recoltare a probelor de apă [15]
Cantitatea de apă recoltată depinde de analizele care trebuie efectuate, acestea variind între 500ml până la 20 litri. Pentru probele de apă din râuri, punctele de recoltare se stabilesc în funcție de afluenții acestora și de punctele de evacuare a apelor reziduale în râuri (amonte și aval).
2.4.3.6. Conservarea eșantioanelor în vederea analizei
Tehnicile de convervare sunt diversificate și permit limitarea evoluților fizico-chimice și bacteriologice a apelor supuse analizei. Alegerea materialelor flacoanelor trebuie să limiteze pierderile prin adsorbție. Conservarea probelor de apă uzată este necesară datorită modificărilor rapide în timp a proprietăților fizice și chimice a probelor recoltate.
În vederea menținerii proprietăților fizice, chimice și biologice ale apei astfel încât acestea să nu se schimbe prea mult din momentul recoltării până în momentul analizării, se realizează conservarea probelor prin diverse metode:
prin adăugare de substanțe chimice (conservanți), caz în care trebuie verificată și depistată apariția unor interferențe în etapa analizei de laborator;
prin păstrarea probelor de apă uzată la temperatură scăzută (2oC- 5oC), atunci când durata de conservare este maxim 24 de ore;
prin congelare (-20oC), pentru conservarea probei pe o perioadă mai lungă de timp (min. 30 de zile).
Tabelul 2.5.
Tehnici de conservare a probelor [16]
2.4.3.7. Analiza probelor de apă uzată
Analize apă uzată: indicatori fizico-chimici conform HG nr. 352–2005 (NTPA001 și NTPA 002) și substanțele periculoase și prioritar periculoase conform HG nr. 351–2005 modificat și completat de HG nr. 1038–2010. Analiza de screening compuși organici volatili, și semivolatili, metale conform HG nr. 351 – 2005 modificat și completat de HG nr. 1038 – 2010. Durata de efectuare a analizelor variază între 3-7 zile, în funcție de complexitatea tehnicilor analitice utilizate pentru pretratarea și analiza probelor.
Rezultatele analizei apei uzate sunt consemnate în Rapoarte de încercare și conțin informații referitoare la:
Identificarea unică a Raportului de încercare prin număr și dată;
Date despre beneficiar;
Natura probei;
Locul și data recoltării;
Tipul de recipiente utilizate;
Modul de transport al probelor la laborator;
Data executării analizelor;
Rezultatele determinărilor însoțite de unitatea de măsură corepunzătoare;
Metodele de analiză utilizate;
Limitele admisibile conform legislației specifice;
Evaluarea încadrării indicatorilor în limitele impuse (interpretare rezultate);
Identificarea persoanelor care își asumă responsabilitatea tehnică;
Semnătura persoanei responsabile și ștampila firmei [17].
2.5. Importanța purificării apelor uzate
Fără apă viața nu este posibilă pe Pământ, iar fără apă curată nu este posibilă nici viața omului. Din resursa globală de apă a Pământului, resursele de apă dulce reprezintă doar cca. 2,4 %, din care disponibile pentru utilizare sunt doar cca. 13 %. Viața umană se bazează pe apă dulce potabilă. Pentru susținerea vieții, un om are nevoie anual de cca. 1 m³ de apă potabilă, pentru necesitățile personale 100 m³ și alte 1000 m³ pentru producerea alimentelor necesare consumului anual, iar pentru protecția resurselor de apă este nevoie de alte cel putin 900 m³ anual de persoană. Rezultă că, pentru susținerea unei dezvoltări durabile, resursele de apă trebuie gospodărite astfel încât, să se poate asigura o capacitate de cel puțin 2000 m3/an.locuitor.
În prezent cca. 1,2 miliarde de oameni duc lipsa apei, 3 miliarde de oameni nu dispun de apă potabilă curată, iar 3-4 milioane de oameni – majoritatea copii – mor anual din cauze datorate lipsei de apă sau de bolile hidrice, cum sunt dizenteria, febra tifoidă și holera. La copii nou-născuți, nitriții, provoacă cianoză. Compușii nitriților cu proteinele pot provoca cancer, iar amoniul poate provoca de exemplu encefalopatia hepatică, tulburări de concentrare, oboseală. Trebuie știut că, nitrații, și amoniul din apă nu dispar prin fierbere.
Conform datelor guvernamentale, în Romania 98 % din populația urbană și doar 33 % din populația rurală este racordată la sistemele centrale publice de alimentare cu apă. Conform acelorași date, 90 % din populația urbană și doar 10 % din populația rurală este racordată la retelele publice de canalizare. La nivelul țării, 31 % din apele uzate (orășenești și industriale) se evacuează fără epurare, 41 % sunt insuficient epurate și doar 25 % sunt epurate corespunzător. Efectul de poluare a apelor uzate neepurate sau insuficient epurate asupra apelor de suprafață se manifestă în principal prin conținutul de materii în suspensie, de materii organice, în săruri nutritive, amoniu și în microorganisme patogene. De exemplu, sărurile nutritive de azot și fosfor provoacă eutrofizarea apelor de suprafață, cu efect de consumare a oxigenului dizolvat necesar pentru susținerea vieții acvatice. Amoniul este deosebit de toxic pentru vietățile acvatice.
Apele uzate neepurate sau insuficient epurate poluează apele subterane printre altele cu nitrați, amoniu și bacteriologic. Din cele prezentate rezultă că, epurarea apelor uzate orășenești (și nu numai) este o cerință esențială a dezvoltării civilizației umane. Fiind o necesitate cu
implicații sociale și ecologice deosebite, reglementarea unitară și asigurarea generală a infrastructurii necesare reprezintă o prioritate.
2.6. Reglementări pentru protecția apelor
Lege nr. 107 din 25/09/1996
Publicat in [NUME_REDACTAT], Partea I nr. 244 din 08/10/1996 Legea apelor
Ordin nr. 278 din 11/04/1997
Publicat in [NUME_REDACTAT], Partea I nr. 100bis din 26/05/1997 privind aprobarea Metodologiei-cadru de elaborare a planurilor de prevenire și combatere a poluărilor accidentale la folosințele de apă potențial poluatoare.
Hotarâre nr. 472 din 09/06/2000
Publicat in [NUME_REDACTAT], Partea I nr. 272 din 15/06/2000 privind unele măsuri de protecție a calității resurselor de apă.
Hotarâre nr. 188 din 28/02/2002
Publicat in [NUME_REDACTAT], Partea I nr. 187 din 20/03/2002 pentru aprobarea unor norme privind condițiile de descărcare în mediul acvatic a apelor uzate.
CAPITOLUL 3 – EVACUARAE APELOR UZATE INDUSTRIAL
3.1. Condițiile generale ale evacuării apelor uzate industrial
Evacuarea apelor uzate industriale în rețeaua de canalizare sau direct în emisari necesită o serie de studii și cercetări suplimentare, în comparație cu cele realizate la evacuarea apelor uzate orășenești, deoarece caracteristicile și debitele sunt mult diferite.
Este deosebit de important cunoașterea cantităților de apă evacuate și proveniența acesteia. Prin reducerea volumului de apă evacuată se micșorează volumul instalațiilor din stația de epurare și în același timp costul acestora. Reducerea cantităților de apă se realizează de obicei fie odată cu introducerea unei noi tehnologii, fie prin modernizarea vechii tehnologii [18].
Procesele tehnologice umede pot fi înlocuite cu procese tehnologice uscate, reducând astfel complet cantitatea de apă evacuată.
O altă modalitate de micșorare a deditelor evacuate și a impurificării emisarilor este recircularea apelor uzate. Exemplul cel mai semnificativ în ceea ce privește reducerea debitelor este recircularea apei de răcire, operație utilizată în numeroase întreprinderi industriale (termocentrale, rafinării, întreprinderi siderurgice etc.). Înainte de a fi aplicată această operație trebuie bine studiată, deoarece ca urmare acesteia crește uneori concentrația anumitor substanțe din apă și tratarea apei înainte de a fi reintrodusă în circuit este scumpă, astfel recircularea devine neeconomică.
Exploatarea în agricultură a apelor uzate și a nămolurilor rezultate în cadrul epurării a luat o dezvoltare deosebită în unele țări, utilizându-se mai ales apele uzate industriale cu un conținut ridicat de substanțe organice (apele de la fabricarea amidonului, spirtului, topitului inului și cânepei etc.)
Literatura indică din ce în ce mai numeroase cazuri de folosire a apelor uzate menajere sau industriale, după o epurare obișnuită și o tratare suplimentară, în diferite scopuri industriale, îndeosebi acolo unde se cere apei o calitate superioară [19].
Valorificarea unor substanțe valoroase care prin evacuare ar fi pierdute sunt recuperate, reducându-se astfel cantitatea de substanțe nocive evacuate odată cu apele uzate. Prin irigarea
câmpurilor agricole sau prin refolosirea în procesul tehnologic în urma unei tratări corespunzătoare, adică valorificarea parțială sau totală a apelor uzate, reprezintă de asemenea un mod de reducere a nocivităților evacuate cu apele uzate.
În sfârșit să nu uităm de șocurile pe care trebuie să le suporte emisarul, iar acestea pot fii reduse prin egalizarea, uniformizarea debitelor și concentrației lor.
3.1. Evacuarea apelor uzate industrial în rețeaua de canalizare orășenească
Apele uzate industriale sunt în ce în mai des evacuate în rețeaua de canalizare orășenească în vederea epurării lor în comun cu apele uzate menajere. Această soluție, recomandată de întreaga literatură de specialitate, poate fi aplicată numai când apele uzate industriale nu degradează sau împiedică buna funcționare a rețelei de cabalizare și a stației de epurare [20,21,22].
Evacuarea apelor uzate industriale în rețeaua de canalizare orășenească prezintă numeroase avantaje:
un singur responsabil cu epurare apelor uzate din oraș poate conduce și răspunde mai eficient de epurare apelor uzate;
de cele mai multe ori, deoarece instalațiile necesare pentru epurarea celor două feluri de ape uzate sunt similare, costul unei singure stații de epurare este mult mai redus [23];
de asemenea, și costul exploatării este mult mai redus în cazul existenței unei singure stații de epurare [23];
cooperarea fiind mai efiace între industrie și oraș, ambele urmărind reducerea prețului de cost al apei uzate;
apele uzate menajere conțin substanțe nutritive necesare epurării unor ape uzate industriale, care în cazul epurării separate ar trebui adăugate artificial [24].
Uneori tratarea în comun este împiedicată, deoarece industria evacuează o serie de substanțe care stânjenesc procesele de epurare. Cercetările preliminare înaintea proiectării unei stații de epurare comună au drept scop principal să stabilească aceste substanțe, să facă recomandări, astfel ajungând câteodată la necesitatea unei stații de preepurare sau chiar să intervină în procesul tehnologic industrial, în scopul înlocuirii acestor substanțe.
În timpul cercetării trebuie analizate: posibilitățile de primire de debite suplimentare ale fiecărei unități din stația de epurare, vitezele de traversare a instalațiilor, pierderile de sarcină stabilite prin mărirea debitului etc.
În general în toate țările, condițiile evacuării apelor uzate industriale în rețeaua de canalizare orășenească sunt asemănătoare. La noi în țară, “Normativul privind condițiile de descărcare a apelor uzate în rețelele de canalizare a centrelor populate”, elaborate de Comitetul de Stat al Apelor, face o serie de precizări.
Este interzis de către normativul menționat evacuarea de substanțe în suspensie a căror cantitate, mărime și natură constituie un factor activ de erodare a canalelor, provoacă depuneri sau stânjenesc curgerea hidraulică normal. Trebuie evitată evacuarea în rețeaua de canalizare și a substanțelelor care produc colorarea apei uzate, deoarece în stațiile de epurare menajere nu există instalații de reținere a culorilor.
Așadar este recomandat ca industria respectivă să aibă o stație de preepurare, iar stațiile de epurare comun să fie prevăzute cu bazine de egalizare a debitelor și concentrațiilor, cu o stație de clorurare după epurarea biologic. Amplasarea stației de epurare comună, se recomandă să fie așezată pe cât posibil cât mai aproape de industria care evacuează ape uzate, deoarece pot produce miros puternic.
Încărcarea organică, exprimată prin CBO5, se modifică odată cu introducerea apelor uzate inustriale în rețeaua orășenească. În apele uzate industriale CBO5 este mai mare de 10-30 de ori decât a apelor uzate menajere.
Tabelul 3.1.
Condițiile de calitate care trebuie îndeplinite de apele uzate în secțiunea
de control [25]
3.2. Evacuarea apelor uzate industriale în emisari
Evacuarea directă a apelor uzate industriale în emisari, după epurarea necesară, depinde de o serie de factori: raportu dintre debitele orășenești și industriale, așezarea industriei față de oraș, costul instalațiilor de preepurare și al racordului de canalizare, natura apelor uzate industriale etc.
În urma evacuării apelor uzate industrial în emisari sunt evacuate și numeroase substanețe, cu caracteristici diferite, foarte variate care pot conduce la murdărirea emisarului, făcându-l totodată inapt altor folosințe. Cele mai importante categorii de substanțe evacuate cu apele uzate industriale: substanțe organice, substanțele în suspensie, substanțele în susupensie plutitoare, acizii sau alcalii, sărurile anorganice, substanțele toxice, apele calde, culoarea și microorganismele.
Apele de suprafață trebuie să îndeplinească diferite condiții de calitate după evacuarea apelor uzate în emisari sunt date de STAS 4706-88, așadar se deosebesc trei categorii de ape:
categorie I- apele folosite pentru alimentarea potabilă centralizată, pentru fabricarea unor produse alimentare, pentru ștranduri, pentru salmonicultură;
categoria a II-a – apele utilizate pentru piscicultură (în afară de salmonicultură) și pentru scopuri urbanistice;
categoria a III-a – apele utilizate pentru alimentarea cu apă a sistemului de irigație, a unor industrii, precum și pentru alte folosințe.
Tabelul 3.2.
Unele condiții de calitate pe care trebuie să le îndeplinească apele de suprafață [26]
Notă: Se interzice evacuarea substanțelor radioactive sau a celor stabile care nu pot fi înlăturate prin autoepurare.
3.2.1. Efectele nocive ale principalelor substanțe evacuate concomitent cu apele uzate industriale
Substanțele poluante introduse în ape din surse naturale și artificiale sunt numeroase, producând un impact important asupra apelor de suprafață și subterane. Prejudiciile aduse mediului de substanțele poluante pot fi grupate în două mari categorii: prejudicii asupra sănătății publice și prejudicii aduse unor folosințe (industriale, piscicole, navigație, etc.). Substantele poluante pot fi clasificate, după natura lor și după prejudiciile aduse, în urmatoarele categorii:
Substanțe organice: în raport cu cantitatea evacuată, într-o măsură mai mare sau mică consumă oxigenul din apă, cauzând ditrugerea fondului piscicol și în general a tuturor organismelor acvatice. Cantitatea de oxigen este normată de STAS E 4706 – 66 și variază între 4 și 6 mg/l, funcție de categoria emisarului (Tabelul 3.2.). Oxigenul fiind una dintre condițiile principale ale vieții acvatice. Este de reținut că oxigenul este necesar și proceselor aerobe, adică bacteriilor aerobe, care distrug (oxidează) substanța organică, conducând la autoepurarea emisarului.
Subsatnțe în suspensie: acestea se depun și formează acumulări pe fundul emiarului, îngreunează tratarea apei, împiedică navigația, generează consumul oxigenului din apă, atunci când sunt de natură organică etc. Substanțele în suspensie pot fi evacuate în emisar, stabilită de STAS E 4706- 66 (Tabelul 3.2.).
Substanțele în suspensie plutitoare: ca de exemplu: țițeiul, produsele petroliere, uleiurile etc. Aceste subsanțe formează o crustă compactă la suprafața apei împiedicând absorbția de oxigen, deci și autoepurarea, ele dau apei un gust și miros neplăcut, sunt toxice uneori pentru flora și fauna acvatică, fac inutilizabilă apa pentru alimentarea instalațiilor de răcire, colmatează filtrele pentru tratarea apei, împiedică folosirea ei pentru irigații, agrement etc.
Acizii sau alcalii: stânjenesc folosirea apei pentru agrement, pentru alimentarea cu apă, conduc la distrugerea faunei și florei acvatice, la degradarea construcțiilor hidrotehnice de pe emisar, a vaselor și instalațiilor necesare navigației etc. Știind că hidroxidul de sodiu este foarte solubil în apă, produce creșterea rapid a pH-ului și alcalinitatea apei (apele de râu care conțin peste 25 mg/l hidroxid de sodiu distrug fauna piscicolă). Asemenea toxicitatea acidului sulfuric pentru faună depinde de valoarea pH-ului (peștii mor la un pH < 4,5).
Sărurile anorganice: conduc la mărirea salinității apei emisarului, iar unele dintre ele pot provoca creșterea durității. Depunerile pe conducte se produc datorită dutității mari a apei,
mărind rugozitatea și micșorând capacitatea de transport. Absența durității nu este de dorit, deoarece apa are un gust neplăcut, coeziunea poate acționa mai bine în conducte etc. Clorurile, peste anumite limite, fac apa improprie pentru alimentări cu apă potabilă și industrială, pentru irigații etc. Metalele grele (Pb, Cu, Zn, Cr) au acțiune toxică asupra organismelor acvatice, inhibând în aceleași timp procesele de autoepurare. Dezvoltarea rapidă a algelor la suprafața apei este datorită sărurilor de azot și fosfor.
Substanțele toxice: ele pot fii organice sau anorganice și în concentrații foarte mici, pot distruge în scurt timp flora și fauna emisarului. Instalațiile de tratare a apei nu rețin multe dintre acestea, dar sistemul digestiv uman da, astfel apar diferite îmbolnăviri. Standardul E 4706- 66 indică limitele admisibile pentru o serie de substanțe toxice, în funcție de categoria apei de suprafață. Să nu uităm de substanțele radioactive, mai ales care au un timp lung de înjumătățire ca Sr30, Cs137 , utilizate din ce în ce mai mai mult în diferite scopuri, deoarece sunt foarte periculase.
Apele calde: aduc numeroase prejudicii: produc dificultăți în exploatarea instalațiilor de alimentare cu apă potabilă și industrială și în folosirea appei pntru răcire, împiedică dezoltarea normală a faunei pscicole, produce scăderea solubilității oxigenului, datorită creșterii temperaturii, iar dezvoltarea excesive a bacteriilor aerobe.
Culoarea: aceste ape împedică absorbția oxigenului și dezvoltarea normală a fenomenelor de autoepurare, cât și a celor de fotozinteză.
Microorganismele: din diferite ape uzate, cum sunt cele provenite de la tăbăcării, abatoare, industrii de prelucrare a unor prouse vegetale, pot conține numeroase bacterii. Unele din acestea sunt patogene și produc infectarea puternică a emisarului, altele sunt mai puțin vătămătoare sau chiar inofensive și utile, contribuind la mineralizarea substanțelor organice sau la alte procese ce se dezvoltă în emisar [27].
CAPITOLUL 4- CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND REABILITAREA APELOR UZATE PROVENITE DE LA FABRICA DE APĂ MINERALĂ BORSEC
[NUME_REDACTAT] se află în lanțul muntos al [NUME_REDACTAT] la N-E [NUME_REDACTAT], într-o depresiune situată la interferența [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] și Călimani, la o altitudine cuprinsă între 850-950 m. Este situat limitrof DN15.
[NUME_REDACTAT] are o formă ovală și este cu vârful orientat spre nord-est, fiind separată de pintenul dealului [NUME_REDACTAT] în două subunități. Localitatea este compusă din două areale care corespund geografic celor două mici zone depresionare care se unesc: Borsecul de Sus și Borsecul de Jos. Acesta din urmă se află la sud-vest de a lungul DN15 la intersecția acestuia cu DJ128 Borsec-Ditrău, iar Borsecul de Sus (sau stațiunea propriu-zisă) se află pe platoul situat la nord-est de așezarea primară, aflat la altitudine superioară în medie cu 80-100 m. În partea de vest la mică distanță se găsește spre [NUME_REDACTAT] Creanga, iar spre est valea Bistricioarei. [NUME_REDACTAT] este situată ca altitudine superior de cea a Giurgeului, dar inferior de cea a Bilborului.
Figura 4.1. [NUME_REDACTAT] Harghita [28]
4.1. Scurt istoric despre fabrica de apă minerală
Figura 4.2. Emblema apei minerale Borsec [29]
Peste 200 de ani de îmbuteliere industrială
Acum 2000 de ani cunoașterea izvoarelor Borsecului datează încă de pe vremea romanilor, care le-au descoperit după cucerirea Daciei. Cu prilejul unor săpături arheologice realizate în anul 1857, în trecătoarea Tulgheș, au fost găsite monede romane datând din anii 337-361 precum și sarcofage romane.
Acum 400 de ani apele minerale de la Borsec, au fost îmbuteliate în ulcioare de lut ars și puse în desagi pe spinarea căilor de munte pentru a fi transportate în Transilvania, Moldova, țara Românească și Ungaria. Există atestări documentare potrivit cărora apa minerală de la Borsec a fost transportată cu căruțele, în 1594, în butoaie de stejar, la curtea domnească de la [NUME_REDACTAT], unde au fost folosite pentru tratament de către [NUME_REDACTAT].
Perioada anilor 1700-1800
În a doua jumătate a secolului al XVIII-lea, Borsec era deja o cunoscută stațiune balneară, dotată cu cabane din lemn construite în stil venețian și băi practicabile. Bolnavi din toate părțile Europei veneau aici să-și vindece suferințele.
În 1806 se naște [NUME_REDACTAT]
În anul 1803, după ce a băut din apa Borsecului, [NUME_REDACTAT] din Viena a vorbit cu [NUME_REDACTAT], consilier municipal la Viena, să ia în arendă Borsecul de la localnici și să comercializeze apa sa minerală în [NUME_REDACTAT]-Ungar. Astfel, în 1806, Zimmethausen și Eisner încep îmbutelierea industrială a apei Borsec. Îmbutelierea se făcea doar în zilele însorite, când presiunea atmosferică era foarte ridicată. Pentru construirea și funcționarea fabricuței, [NUME_REDACTAT], considerat astăzi ca întemeietorul localității, a fost nevoit să aducă forță de muncă specializată din Cehia, Polonia, Silezia, Bavaria, unii stabilindu-se pe aceste meleaguri, astfel explicându-se existența și astăzi a multor familii ce poartă nume ca: Fokt, Eigel, Schiller, Krammer, Kamenitzky și altele.
Până la fabricarea buteliilor din sticlă, apa minerală se punea în butoaie de lemn și se transporta cu care trase de boi, fiind foarte căutată și apreciată la Budapesta și Viena.
Perioada anilor 1800 – 1900
Într-o epocă în care aristocrația era o virtute fundamentală, Borsec intră în grațiile [NUME_REDACTAT] Josef, care, în 1873, îi acordă Medalia de Aur și o încoronează cu titlul de Regina a [NUME_REDACTAT]. Au urmat Medalia de Merit la [NUME_REDACTAT] de la Viena, în 1873, Diploma de Onoare la [NUME_REDACTAT] de la Paris, în 1878, Medalia de Argint și Diploma de Onoare la Expoziția de la Berlin și Trieste, în 1876, Medalia de Argint la Expoziția de la Budapesta, în 1885.
Perioada anilor 1900 – 2000
Îmbutelierea apei minerale Borsec a fost efectuată de-a lungul timpului de mai mulți intreprinzători, iar din 1945 activitatea de îmbuteliere a fost continuată de diverși contractori până la naționalizarea sa, în 1948. În anul 1998, fosta intreprindere de stat [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] s-a transformat în compania privată ROMAQUA GROUP S.A. Borsec.
Perioada anilor 2000 – 2005
În ultimii ani de zile, ca urmare a participării la diverse expoziții interne și internaționale, Borsec a fost recompensat cu peste 25 de medalii. În februarie 2004, Borsec este desemnată drept [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] Minerală din Lume în cadrul [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] in [NUME_REDACTAT], S.U.A. În anul 2005, apa carbogazoasă Borsec a fost premiată cu Medaliă de [NUME_REDACTAT], iar apei plate Borsec i s-a decernat Medalia de Aur la [NUME_REDACTAT] a Calității organizată de [NUME_REDACTAT] pentru [NUME_REDACTAT] de la Bruxelles, Belgia. Recunoașterea internațională a acestui veritabil brand românesc a venit și în 2006, când Borsec a primit două titluri remarcabile, cel de [NUME_REDACTAT] și cel de Superbrand. [NUME_REDACTAT]'s [NUME_REDACTAT], Borsec a fost desemnat drept câștigător al încrederii publicului la categoria «Apă minerală», conferindu-i-se titlul de [NUME_REDACTAT], acest lucru repetându-se și în anul 2007.
2006 – 200 DE ANI DE ÎMBUTELIERE INDUSTRIALĂ
S-au împlinit 200 de ani de când Regina apelor minerale românești a început să fie îmbuteliată la scară industrială. În tot acest timp, Borsec a devenit una dintre valorile naționale, un nume recunoscut pretutindeni, un brand în care consumatorii au încredere și pe care îl apreciază.
4.2. Calitatea apelor de suprafață din [NUME_REDACTAT] chimici majori din probele de apă prelevate din pȃrȃurile din depresiune au fost determinați prin metoda de separare pe coloană folosind un sistem format din două pompe, doi detectori de conductivitate și autosampler (DIONEX ICS 3000).
Figura 4.3. IonCromatograf Dionex ICS 3000
Figura 4.4. Incinta termostată: coloane, supresori, detectori (stȃnga), pompe (dreapata)
Figura 4.5. Autosampler (stȃnga)
La separarea anionilor s-a folosit coloană de tip DIONEX, IonPac AS 22 FAST și precoloană IonPac AG 22FAST. Eluția s-a făcut cu un amestec de carbonat de sodiu 4,5 mM și bicarbonat de sodiu 1,4 mM, la un debit de 1,2 ml/min., la temperatura de 300C.
Pentru calibrare s-a folosit un standard certificat de șapte anioni ([NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] II) cu un conținut de:
Fluoruri (20,2 mg/l);
Cloruri (99,9 mg/l);
Bromuri (99,3 mg/l);
Nitriți (101 mg/l);
Nitrați (98,7 mg/l);
Sulfați (100 mg/l);
Fosfați (200 mg/l).
calibrarea s-a făcut în patru puncte prin diluția Standardului de 10 x, 20 x, 50 x și 100 x.
La separarea cationilor s-a folosit coloană de tip DIONEX, IonPac CS 12A și precoloană IonPac CG 12A. Eluția s-a făcut cu acid metansulfonic 20 mM, la un debit de 1 ml/min., la temperatura de 300C.
Pentru calibrare s-a folosit un standard certificat de șase cationi ([NUME_REDACTAT] Cation II Standard II) cu un conținut de:
Litiu (49,8 mg/l);
Sodium (203 mg/l);
Amoniu (252 mg/l);
Potasiu (506 mg/l);
Magneziu (253 mg/l);
Calciu (498 mg/l).
calibrarea s-a făcut în patru puncte prin diluția Standardului de 10 x, 20 x, 50 x și 100 x.
O cromatogramă:
ilustrează răspunsul detectorului la un compus de analizat din probă la ieșirea acestuia din coloană ca funcție de timp sau de volum de fază mobilă adăugată;
este utilă atât pentru determinările cantitative cât și calitative;
furnizează o serie de picuri, unde aria de sub picuri furnizează informația cantitativă despre cantitatea de component iar poziția picului servește pentru identificarea compusului din probă.
În ion cromatografie cel mai des utilizat detector este cel de conductivitate, sărurile în soluție sunt soluții de electroliți.
Supresorul electrochimic reduce conductivitatea eluentului la o valoare cȃt mai mică, prin transformarea electrochimică al componenților din soluția de eluent, în componenți avȃnd conductivitatea zero sau cȃt mai apropiată de zero.
La supresia anionilor în metoda folosită este aplicat un curent de 59 mA.
La supresia cationilor în metoda folosită este aplicat un curent de 31 mA.
[NUME_REDACTAT] 4.1.
Valorile anionilor rezultate din pârâul [NUME_REDACTAT] situația din Tabelul 4.1. observăm că sulfații s-au găsit în cea mai mare concentrație de 14,039 mg/l din toate cele șase elemente chimice, iar fluorurile s-au găsit în cea mai mică cantitate de 0,093 mg/l.
[NUME_REDACTAT] 4.2.
Valorile cationilor rezultate din pârâul [NUME_REDACTAT] Tabelului 4.2. observăm că ionii de calciul și de magneziu s-au găsit în cea mai mare cantitate, 51,985 mg/l, respectiv 20,400 mg/l, ceea ce este datorat rocilor din care provin.
[NUME_REDACTAT] 4.3.
Valorile anionilor rezultate din pârâul [NUME_REDACTAT] amonte sulfații s-au găsit într-o valoare de 18,305 mg/l, fiind cea mai mare, iar nitriții s-au găsit în cea mai mică valoare de 0,025 mg/l.
[NUME_REDACTAT] 4.4.
Valorile cationilor rezultate din pârâul [NUME_REDACTAT] situația din Tabelul 4.4. observăm că ionul de calciu s-a găsit în cea mai mare concentrație de 14,038 mg/l și amoniul s-a găsit în cea mai mică concentrație de 0,612 mg/l.
[NUME_REDACTAT] 4.5.
Valorile anionilor rezultate din pârâul [NUME_REDACTAT] amonte sulfații au rezultat o valoare de 25,141 mg/l, fiind cea mai mare, iar fluorurile au înregistrat cea mai mică valoare de 0,080 mg/l.
[NUME_REDACTAT] 4.6.
Valorile cationilor rezultate din pârâul [NUME_REDACTAT] amonte ionul de calciul s-a găsit într-o valoare de 55,190 mg/l, fiind cea mai mare, iar litiul s-a găsit în cea mai mică concentrație de 0,010 mg/l.
[NUME_REDACTAT] 4.7.
Valorile anionilor rezultate din pârâul [NUME_REDACTAT] amonte cantitatea cea mai mare au sulfații, 50,62 mg/l, iar cea mai mică cantitate au nitriții, 0,020 mg/l.
[NUME_REDACTAT] 4.8.
Valorile cationilor rezultate din pârâul [NUME_REDACTAT] situația din Tabelul 4.8. ionii de calciu și de magneziu s-au găsit în cea mai mare concentrație.
[NUME_REDACTAT] 4.9.
Valorile anionilor rezultate din pârâul [NUME_REDACTAT] amonte sulfații s-au îregistrat o concentrație de 13,072 mg/l, fiind cea mai mare, iar fluorurile au înregistrat cea mai mică concentrație de 0,075 mg/l.
[NUME_REDACTAT] 4.10.
Valorile cationilor rezultate din pârâul [NUME_REDACTAT] amonte ionul de calciul s-a găsit într-o cantitate de 14,917 mg/l, fiind cea mai mare, iar amoniul s-a găsit în cea mai mică cantitate de 0,082 mg/l.
Principalele avantaje pe care le prezintă cromatografia ca metodă de separare sunt:
– permite separarea, identificarea și dozarea cantitativă simultană a componentelor unui amestec;
– se poate aplica unui număr foarte mare de produse, practic orice compus organic putând fi separat printr-o metoda cromatografică;
– sensibilitatea metodelor cromatografice este extrem de ridicată, ceea ce înseamnă că necesită doar o cantitate foarte mică de probă. În același timp însă se pot aplica și la scară preparativă.
– durata analizei este redusă, comparativ cu alte metode de analiză ale amestecurilor complexe.
Concluzii:
Apele de suprafață pot fi încadrate în diferite categorii (I, II-a, III-a), conform STAS 4706-88. Aceste ape de suprafață se încadrează în categoria a II-a, deoarece pot fi utilizate pentru piscicultură și pentru scopuri urbanistice.
Tabelul 4.11.
Concentrația unor poluanți din pârâuri conform analizelor
[NUME_REDACTAT] 4.11. se observă că concentrația poluanților din pârâul Hancker sunt cele mai ridicate, dar nu depășesc limitele admisibile.
Pentru o imagine mai exactă a concentrațiilor poluanților din apele de suprafață din bazinul hidrografic Borsec ar fi util determinarea concentrațiilor medii (un număr mai mare de probe), deoarece aceste concentrații sunt influențate de anotimp, activitate umană etc. Probele din care s-au făcut determinările au fost probe momentane.
La inersecția dintre rocile cristaline și tuful calcaros, acestea din urmă sunt mai solubile, ceea ce explică concentrația mai mare a sărurilor de calciu și magneziu, dar și mai poroase și permit infiltrarea apelor de suprafață.
4.3. Stația de epurare
În stația de epurare de la fabrica de apă minerală Borsec, S.C. ROMAQUA GROUP S.A. se realizează epurarea apelor uzate (menajere, tehnologice, pluviale) prin asocierea celor trei faze de epurare, mecanică, chimică și biologică.
Componentele stației de epurare:
bazin de decantare cu 4 compartimente cu capacitate de 150 m3 apă uzată;
bazin tampon cu capacitate de 10 m3;
bazin de neutralizare;
stația de epurare – bazinele de degradare biologică Edwards:
Stația de epurare, de tip [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] este dimensionată pentru un debit maxim de 40 m3/zi -200 l echivalent și este compusă din 6 bazine :
-bazin 1 – pentru acumulare, egalizare și fermentare anaerobă, echipat cu pompă submersibilă ABS tip MF054 WKS, grătar de protecție, distribuitor debit de apă.
-bazin 2- nitrificare/denitrificare (reducerea biologică a NO2, NO3 la azot gazos) echipat cu pompă submersibilă MF 154.
-bazin 3, 4, 5- (aerare)- oxidare biologică a ionului amoniu la NO2, NO3, echipat cu 4 bucăți de difuzori poroși sumersibili.
-bazin 6 –sedimentare finală și recirculare nămol, echipat cu 4 bucăți de difuzori poroși de suprafață, sistem air-lift pentru recircularea nămolului.
Echipamentul mai cuprinde:
-sistem de temporizare aerare -4 bucăți;
-sistem de aerare alcătuit din 6 compresoare SPP 200 tip diafragmă Qaer= 1035 l/m;
-tablou electric de comandă și control.
Apa uzată epurată este evacuată în emisar, pârâul Vinului.
Nămolul rezultat în stația de epurare și separatorul de produse petroliere se vidanjează periodic la Stația de epurare a orașului Borsec.
4.3.1. Descrierea procesului tehnologic
Apa reziduală tehnologică provine din instalația de spălare al sticlelor folosite la îmbuteliere, din soluția de lubrifiere al benzilor transportoare și apa menajeră din instalațiile sanitare folosite de personalul ce deservește liniile de îmbuteliere.
Apa reziduală provenită din instalația de spălare al sticlelor și din soluția de lubrifiere al benzilor transportoare este mai întâi trecută printr-un decantor cu șicane pentru decantarea materiilor în suspensie, dar și pentru carbonatarea pe cale naturală al soluției alcaline (sodă caustică + aditivi de spălare alcalină folosite în industria alimentară) în vederea scăderii pH-ului.
Bazinul de decantare de 150 m3 are rol și de depozitare pentru soluția alcalină rezultată din golirea vanelor de spălare ce conțin soluții de hidroxid de sodiu ~1,2-1,5% și carbonat de sodiu (pH~12) la fiecare sfârșit de săptămână. Soluția alcalină de spălare uzată este parțial neutralizată de soluțiile acide (pe bază de acid fosforic) utilizate la spălarea conductelor de legătură dintre unitățile de îmbuteliere, corecția pH-ului se face în bazinul de neutralizare.
În cursul săptămânii de lucru soluția de spălare are pH deasemenea alcalin, 10-11, (la un debit ce nu depășește 0,2 l/s) și scade până la o valoare de ~9-9,5 la ieșirea din decantor (urmare al procesului de carbonatare cu CO2 din atmosferă). De aici apa tehnologică reziduală ajunge într-un bazin de neutralizare (Figura 4.6.) pentru ajustarea pH-ului. Deoarece pH-ul este alcalin, pentru neutralizare se folosește acid clorhidric tehnic de concentrație 32% dozată de o pompă controlată de un pH-metru pentru reglarea pH-ului la o valoare sub 8-9 (bacteriile și ciupercile supercatalitice dozate în bazinele de degradare biologică nu tolerează pH peste 9,5, dar ideal neutru).
Figura 4.6. Bazinul de neutralizare
După decantare și neutralizare apa tehnologică împreună cu apa menajeră ajunge în modulul de degradare biologică (Figura 4.7.).
Figura 4.7. Bazinele de degradare biologică [NUME_REDACTAT] 1 – pentru acumulare, egalizare și fermentare anaerobă, echipat cu pompă submersibilă ABS tip MF054 WKS, grătar de protecție, distribuitor debit de apă.
În afară de preluarea apei uzate acest compartiment are și alte funcțiuni importante:
realizează separarea mecanică a materialelor nebiodegradabile din apa uzată, ce vor fi eliminate prin vidanjare la intervale mari de timp (1 – 2 ani) din același compartiment;
egalizează debitul de intrare în sistem prin eliminarea vârfurilor de sarcină și amestecarea apelor puternic uzate cu unele mai puțin încărcate;
pompează apa care trebuie tratată, lăsând să înainteze cantitatea strict necesară de apă uzată, proporțională cu capacitatea stației de epurare.
Această ultimă funcție este fundamentală pentru eficiența epurării, calibrarea corectă a debitului la intrarea în sistem (realizabilă doar printr-un echipament de pompare) constituie condiția necesară și care trebuie respectată pentru o funcționare corectă.
Astfel, în compartiment este prezentă o pompă submersibilă, pentru ape uzate, protejată de un grătar și care alimentează un regulator special de debit care are funcția de a introduce o cantitate predeterminată de apă uzată în următoarele compartimente de oxidare biologică și recirculare a nămolului excedentar.
Bazin 2 – nitrificare/denitrificare (reducerea biologică a NO2, NO3 la azot gazos), echipat cu pompă submersibilă MF 154.
În acestea, apele uzate provenite din compartimentul precedent sunt supuse unei aerări intense și prelungite, într-un contact permament cu nămolul activ (colonii de bacterii care se hrănesc cu materia organică prezentă în apa uzată), produs în prealabil de sistem. În acest bazin, săptămânal se introduce un produs ce conține un amestec natural de bacterii și ciuperci ”supercatalitice”, denumite astfel deoarece măresc viteza proceselor, de altfel naturale, de biodegradare, comercializată sub denumirea de BiOWiSH.
BiOWiSH reprezintă o tehnologie enzimatică nouă, unică și revoluționară creată printre altele pentru stații de epurare a apelor uzate (apa reziduală industrială, municipală și casnică), care combină activități enzimatice microbiene cu spectru larg cu biocatalizatori/cofactori non-enzimatici, care accelerează semnificativ – de cca o mie de ori – viteza reacțiilor de descompunere a deșeurilor organice. Rezultatul: dispariția mirosurilor neplăcute, reducerea COV (componentelor organice volatile), reducerea consumului biochimic de oxigen (CBO5), a
consumului chimic de oxigen (CCO) și reducerea drastică a masei deșeurilor organice, respectiv a costurilor de operare a stației de epurare.
BiOWiSH reprezintă o tehnologie 100 % naturală, ecologică, fără substanțe chimice, netoxică și nepoluantă.
Tehnologia BiOWiSH:
-reduce producerea nămolului și necesitatea manipulării acestuia;
-crește eficiența stației de epurare prin reducerea nămolului organic;
-elimină emisiile urât mirositoare;
-diminuează cantitatea de aditivi chimici utilizați;
-stabilizează și îmbunătățește operațiunile stației de epurare;
-îndepărtează sulfitul de hidrogen, amoniacul și nitrații.
Bazin 3, 4, 5 – (aerare)- oxidare biologică a ionului amoniu la NO2, NO3, echipat cu 4 bucăți de difuzori poroși submersibili.
În timpul staționării apelor uzate în aceste compartimente are loc oxidarea totală a masei organice și nitrificarea compușilor amoniacali prezenți, cu o scădere lentă și progresivă a masei de nămoluri active. La intervale mari (1 – 2 ani), o parte a acestor nămoluri în exces trebuie eliminată din sistem prin vidanjare. Altfel decât în cazul foselor septice, amestecul extras din stația de epurare este inodor și va avea o concentrație relativ mică de substanță solidă, astfel încât operația nu va provoca „bătăi de cap“ și nu va prezenta nici una dintre neplăcerile care însoțesc în mod normal astfel de intervenții.
Aerarea biomasei se realizează prin intermediul introducerii de aer comprimat produs de o suflantă cu membrană, caracterizată atât prin dimensiunile mici și consumul mic de electricitate, cât și printr-un nivel al zgomotului practic imperceptibil chiar și pe timpul nopții. Dizolvarea oxigenului în apă este asigurată de difuzorii poroși, studiați și omologați special pentru această dimensiune de rezervor. Difuzorii au o dublă funcționalitate, aceea de aerare cu bule fine și de menținere în suspensie a masei de nămol. La ieșirea din compartiment, lichidul va fi format dintr-un amestec de apă epurată aerată și nămol biologic.
Bazin 6 –sedimentare finală și recirculare nămol, echipat cu 4 bucăți de difuzori poroși de suprafață, sistem air-lift pentru recircularea nămolului.
Acest compartiment are funcția de decantor final al instalației de epurare, zonă în care nămolul găsește ambientul liniștit, neturbulent unde să sedimenteze gravitațional, eliberând apa epurată, adecvată pentru a fi deversată în emisar. Nămolul sedimentat este recirculat spre compartimentul 2 cu scopul asigurării continuității procesului biologic. Din compartimentul 5, printr-o fantă aflată la baza diafragmei, amestecul aerat ajunge într-un semicilindru aflat în compartimentul de decantare finală (bazinul 6) care are funcția de liniștire, necesară pentru a limita turbulența amestecului apă – nămol și pentru eliminarea oxigenului nedizolvat (care obstrucționează procesul de decantare). Amestecul este apoi dirijat către radierul rezervorului, în apropierea unui deflector înclinat, care mărește viteza de decantare. În această zonă are loc procesul de sedimentare gravitațională. Datorită regimului hidraulic impus, apa rezultată este dirijată către traseul de evacuare și apoi către racordul de refulare.
Recircularea nămolului biologic se produce printr-un sistem special air-lift, care ridică nămolul sedimentat pe radierul deflectorului. Air-lift-ul instalat în afară de faptul că ridică amestecul apă-nămol, crește nivelul oxigenului dizolvat cu 3-4 mg/l, readucându-l deja perfect reactivat în compartimentul de aerare. Aerul comprimat necesar pentru funcționarea air-lift-ului este furnizat de aceeași suflantă folosită la oxidare.
4.3.2. Evacuarea apelor uzate
Apele uzate menajere sunt colectate prin instalațiile sanitare interioare de o rețea de canalizare din tuburi PVC 200 x 4,9 mm SN4 multistrat și cămine de beton și dirijate spre stația de epurare.
Apele uzate tehnologice provenite de la spălarea buteliilor de sticlă, colectate prin instalațiile interioare sunt preluate de conducta de canalizare și dirijate într-un bazin de decantare cu 4 compartimente cu capacítate de 150 m3 ape uzate, bazin tampon de 10 m3, bazinul de neutralizare unde se dozează HCl, apele neutralizate se descarcă în stația de epurare, în care de fapt se realizează degradare biologică.
Apele pluviale de pe suprafața platformelor din incinta fabricii sunt preluate printr-o rețea de canale prevăzute cu guri de scurgere cu grătare carosabile și după o preepurare într-un separator de hidrocarburi, sunt deversate în pârâul Vinului.
Apa uzată menajeră și cea tehnologică din stația de epurare este deversat în pârâul Vinului.
Cantitatea evacuată prevăzută este: Qzi max= 24,35 m3/zi. Cantiatatea evacuată în prezent este: Q zi max = 40,00 m3/zi, menajere și tehnologice, cantiatate deversată este mai mare decât cantitatea prevăzută în 2009 și reprezintă media cantitățiilor evacuate pe primele 4 luni ale anului.
Creșterea cantității de apă uzată evacuată se datorează racordări a trei blocuri de locuințe la stația de epurare, ceea ce era important pentru echilibrarea cantitățiilor de apă uzată tehnologică evacuată și a cantitățiilor de apă uzate menajere, îmbunătățind procesul de fermentare. (În secția de producție cantiatatea de apă uzată tehnologică este semnificativ mai mare decât cantitatea de apă uzată menajeră, prin racordarea blocurilor de locuințe s-a mărit cantitatea de apă menajeră, îmbunătățind procesul de fermentare. Prin realizarea bazinului de decantare a apelor uzate tehnologice evacuate s-a îmbunătățit și procesul de neutralizare a acestora.)
4.3.3. Bazinul de decantare
Bazinul de decantare tetracompartimentat este destinat pentru decantarea soluției de spălat sticle și soluției de spălare acidă efectuată la fiecare sfȃrșit de săptămȃnă.
Volumul bazinului este de 150 m3, calculat să colecteze volumul de apă rezidual pe toată durata săptămȃnii și soluția de spălare acidă de la spălările acide.
Pentru spălarea sticlelor se folosește o soluție de hidroxid de sodiu de concentrație 1-1,2%. Spălările acide se efectuează cu detergenți industriali pe bază de acid fosforic.
În cursul săptămânii apa reziduală ce ajunge în bazinul de decantare este apă reziduală cu pH alcalin (9,5-11,5).
Analiza concențratiilor constituenților (hidroxid de sodiu și carbonat de sodiu), într-o zi din cursul săptămânii sunt:
Bazinul 1:
pH: 11,5
NaOH (%): 0,2
Na2CO3 (%): 0,095
Conductivitate, (mS/cm): 3,5
Bazinul 2:
pH: 10,61
NaOH (%): 0,00
Na2CO3 (%): 0,223
Conductivitate, (mS/cm): 2,47
Bazinul 3:
pH: 10,31
NaOH (%): 0,00
Na2CO3 (%): 0,254
Conductivitate, (mS/cm): 2,23
Bazinul 4:
pH: 10,07
NaOH (%): 0,00
Na2CO3 (%): 0,265
Conductivitate, (mS/cm): 2,01
Figura 4. 8. Reprezentarea concentrațiilor constituenților, a pH-ului și a conductivității
Figura 4.9. Bazinul de decantare/carbonatare
Din datele de mai sus se poate vedea scăderea pH-ului soluției odată cu carbonatarea hidroxidului de sodiu cu dioxidul de carbon din atmosferă.
Ajustarea pH-ului (<9,5) se face cu acid clorhidric concentrat 32%, cu o pompă dozatoare. Menținerea pH-ului în limitele de 6,5-8,5 se face cu ajutorul unei sonde de pH.
Figura 4.10. Pompa de dozare acid clorhidric funcție de pH
Concentrația soluției de NaOH în prezența Na2CO3 s-a determinat titrimetric prin metoda:
Reactivi: HCl 0,1N
[NUME_REDACTAT]
1.-se măsoară 50 ml din proba de analizat;
2.-se adaugă 2-3 picături de fenolftaleină-culoarea devine violet;
3.-se titrează cu HCl 0,5 N până la decolorarea soluției. Se notează cu P numărul de ml HCl consumat;
4.-în paharul care conține soluția de analizat se adaugă 3-5 picături de metilorange-soluția se colorează în galben;
5.-se titrează în continuare cu HCl până la schimbarea culorii soluției în roșu portocaliu. Se notează cu M numărul total de ml HCl consumat pâna la virarea culorii în roșu portocaliu.
Tabelul 4.12.
Determinarea concentrației de NaOH în prezența carbonatului și bicarbonatului de sodiu
La sfârșitul săptămânii soluția de hidroxid de sodiu evacuată în bazinul de decantare este neutralizat (NaOH~1%) este neutralizat cu o soluție acidă (H3PO4~1%).
Figura 4.11. Bazin de neutralizare
Din bazinul de decantare apa reziduală ajunge în bazinele de degradare biologică.
Figura 4.12. Bazinele de degradare biologică
4.3.4. Analize privind intrare apei uzată și ieșirea apei tratată din stația de epurare
Analizele de CBO5 de la intrarea în epurare-20 mg/l oxigen dizolvat și CCO-Mn-40 mg/l oxigen, respectiv de 12 mg/l oxigen dizolvat (CBO5) și 18 mg/l oxigen pentru consumul chimic (CCO-Mn) la ieșirea din stație demonstrează o eficiență de ~60% pentru stația de epurare.
Tabelul 4.13.
Indicatori de calitate
Deasemenea analiza concentrațiilor poluanților recomandați pentru monitorizare (amoniu, nitriți, nitrați, fosfați) demonstrează funcționarea eficientă al stației (vezi următoarele
cromatograme). Astfel epurarea apelor uzate are loc cu respectarea NTPA 001 pentru parametrii menționați.
Tabelul 4.14.
Normative tehnice de calitate a apei reziduale evacuate în receptori naturali [30]
[NUME_REDACTAT]
Se constată că pe parcursul procesului de epurare cantitățile următorilor poluanți: nitriți, nitrați, fosfați și amoniu au scăzut în așa fel încât nu depășesc valoarile limită admisibile conform NTPA 001. În concluzie, datorită epurării eficiente apa tratată poate fi evacuată în emisar.
Figură 4.13 . Reprezentarea grafică a concentrațiilor poluanților
4.3.5. Duritatea apei uzate înainte de epurare și după epurare
Duritatea totală a apei reprezintă conținutul total de ioni de calciu și magneziu existenți în apă. Duritatea apei se măsoară în grade de duritate (germane, engleze, americane etc.). [NUME_REDACTAT] se folosește gradul de duritate german (0d).
mg Ca2+/7,14= grade germane (0d) rezultate din sărurile de calciu;
mg Mg2+/4,2= grade germane rezultate din sărurile de magneziu;
Se adună cele două valori și se obține duritatea totală.
Pentru apa de rețea din Borsec avem: ~60 mg/l Ca2+ și ~30 mg/l Mg2+
Atunci:
60:7,14=8,4;
30:4,2=7,14
0d=15,54
În cocluzie, apa de rețea din Borsec conform Figurei 4.14. este o apă dură.
Figura 4.14. Duritatea totală a apei în grade Germane [31]
Tabelul 4.15.
Duritatea apei înainte și după epurare
Atunci:
89,540:7,14 =12,54
126,529:4,2 =30,12
În concluzie se observă creșterea durității permanente (momentane), al apei după epurare datorat solubilizării carbonaților de calciu și magneziu cu acizii minereali: fosforic și clorhidric utilizați la neutralizare.
Concluzii și propuneri
De ce este importantă tratarea apelor reziduale? Astăzi managementul apei reziduale are obligația de a îndeplinii următoarele deziderate importante: să corespundă standardelor de calitate din ce în ce mai exigente, reducerea efectului de seră și costuri de operare reduse. Astfel putem proteja sănătatea oamenilor și mediul înconjurător.
Pentru purificarea apelor uzate industriale există pretenții din ce în ce mai mari. Indiferent dacă este vorba de condiții legale sau modificări determinate de exploatare se impun concepte și proceduri tehnice, care să asigure o flexibilitate cât mai mare posibil a instalațiilor de purificare.
Principiile teoretice și reacțiile chimice care stau la baza procesului de epurare au fost prezentate în cadrul lucrării. Astfel, s-a arătat că asocierea celor trei faze de epurare, mecanică, chimică și biologică a fost concepută în vederea obținerii unui randament sporit de îndepărtare a impurităților existente în apele reziduale brute, pentru redarea lor în circuitul apelor de suprafață la parametrii avizați de normele în vigoare. Astfel treapta de epurare mecanică a fost introdusă în procesul tehnologic în scopul reținerii substanțelor grosiere care ar putea înfunda canalele. Treapta de epurare chimică are un rol bine determinat în procesul tehnologic, prin care se îndepărtează o parte din conținutul impurificator al apelor reziduale. După epurarea mecano-chimică și corecția pH-ului apele pot fi introduse în treapta de epurare biologică, unde are loc definitivarea procesului de epurare. Necesitatea introducerii treptei de epurare biologică este motivată datorită conținutului de substanță organică din apele reziduale evacuate. Epurarea biologică constă în degradarea compușilor chimici organici sub acțiunea microorganismelor în prezența oxigenului dizolvat și transformarea acestor produși în substanțe nenocive. În concepția și practica actuală, epurarea biologică a apelor uzate nu este o operație unică ci o combinație de operații intermediare care depind de caracteristicile apei și de cerințele evacuării în emisar.
În cazul actual a fost făcută o analiză mai complexă a apelor de suprafață din bazinul hidrografic Borsec, respectiv pârâul: Hancker, Malnaș, Mesteacănului, Usturoiul și Vinului. Analiza a fost realizată prin metoda de separare pe coloană, în urma căreia s-au obținut cromatograme care reprezintă concentrația poluanților. Ulterior analizei, s-a constatat că valorile, atât a anioniilor: nitriți, nitrați, fosfați, cât și a cationiilor: amoniu, ioni de calciu, magneziu, nu depășesc valorile admisibile, conform condiților de calitate, pe care trebuie să le îndeplinească apele de suprafață. Ionii de calciu și de magneziu sunt în concentrații mari datorită traseului străbătut de apele de suprafață peste rocile cristaline și tuful calcaros, acestea din urmă fiind mai solubile și poroase.
Așadar, apele de suprafață îndeplinesc condițiile de calitate, ceea ce presupune că nu sunt poluate, deci putem trage concluzia că epurarea apelor uzate din fabrica de apă minerală Borsec este eficientă.
În urma celor tratate anterior, ne permitem libertatea de a aduce în vedere câteva propuneri:
evacuarea apei uzate industrial în rețeaua de canalizare orășenească, după o tratare riguroasă în prealabil;
exploatarea compușilor chimici acizi, proveniți din apa uzată, în urma unei separații de natură chimică, în vederea reutilizării acestora în cadrul fabricii de apă sau chiar distribuirea lor în alte centre sau combinate chimice, care să îi valorifice în scop industrial.
Bibliografie
http://biblioteca.regielive.ro/proiecte/ecologie/indicatori-chimici-ape-naturale-49495.html;
https://www.google.ro/search?q=proprietatile+fizice+a+apei&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=QL0U4PEGcXjywOiuYE4&sqi=2&ved=0CAYQ_AUoAQ&biw=1024&bih=509#facrc=_&imgdii=_&imgrc=hcnHiu2ealDEjM%253A%3B5PgT_RDINunQJM%3Bhttp%253A%252F%252Fchimiegenerala.3x.ro%252FCapitolul4%252FCurs%252Fc4_1_1_files%252Fimage006.gif%3Bhttp%253A%252F%252Fchimiegenerala.3x.ro%252FCapitolul4%252FCurs%252Fc4_1_1.htm%3B248%3B201;
http://chimiegenerala.3x.ro/Capitolul4/Curs/c4_1_1.htm;
http://ro.wikipedia.org/wiki/Circuitul_apei_%C3%AEn_natur%C4%83;
http://water.usgs.gov/edu/watercycleromanian.html;
Mănescu, S., Cucu, M., Diaconescu, M.L., Chimia sanitară a mediului, Ed. medicală, București, 1994, 13-169;
http://www.slideshare.net/didacticaro/apa-material-teoretic;
L.I. Clipea, Al. Clipea. Poluarea mediului ambiant, Ed. Tehnică, București, 1978;
Berné, F., Cordonnier, J., Tratement des eaux, Edition TECHNIP, 1991.;
http://www.upg-ploiesti.ro/fisiere/1669/apa_poluare_depoluare.pdf;
http://www.rasfoiesc.com/educatie/geografie/PROIECT-RESURSE-NATURALE-SI-PR55.php;
http://www.ecosys.pub.ro/cursuri/sise_curs_3.doc;
Chirilă, N., Chimia mediului. Apa, Ed. Universității “[NUME_REDACTAT]”, [NUME_REDACTAT], 2010;
http://forum.portal.edu.ro/index.php?act=Attach&type=post&id=1300575
http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:7PI0QYvPCeQJ:forum.portal.edu.ro/index.php%3Fact%3DAttach%26type%3Dpost%26id%3D1300575+&cd=1&hl=hu&ct=clnk&gl=ro;
M. Negulescu. Epurarea apelor uzate industriale, Ed. Tehnică, București, 1987;
http://www.incdecoind.ro/noutati/analize-apa-uzata.html;
Blitz, E., Teodorescu, I., Epurarea în comun a apelor uzate industriale cu cele menajere- orășenești. În: Hidrotehnica, Gospodărirea apelor, Meteorologia, nr.3, mart. 1966;
Dr. ing. [NUME_REDACTAT]., N., Ing. Radu, A., Ing. Ilarion, C., Epurarea apelor uzate industrial, Ed. Tehnică, București, 1968;
Munteanu, A. Descărcarea apelor uzate industriale în canalizarea orășenească și epurarea lor în stații de epurare comune. În: Hidrotehnica, Meteorologia și Gospodărirea apelor nr. 2 febr. 1960;
Blitz, E.-Epurarea apelor uzate menajere și orășenești. București, Editura tehnică, 1966;
Sierp, Fr.-Gewerbliche und industrielle Abwasser- Berlin, [NUME_REDACTAT], 1967;
Blitz, E., Teodorescu, I., Epurarea în comun a apelor uzate industriale cu cele menajere- orășenești. În: Hidrotehnica, Gospodărirea apelor, Meteorologia, nr.3, mart. 1966;
Munteanu, A. Descărcarea apelor uzate industriale în canalizarea orășenească și epurarea lor în stații de epurare comune. În: Hidrotehnica, Meteorologia și Gospodărirea apelor nr. 2 febr. 1960;
C. S. A. Normativ N2-67 și C90-67 privind condițiile de descărcare a apelor uzate în rețelele de canalizare a centrelor populate;
STAS 4706-88, Condiții de calitate ale apelor de suprafață;
Dr. ing. [NUME_REDACTAT]., N., Ing. Radu, A., Ing. Ilarion, C., Epurarea apelor uzate industrial, Ed. Tehnică, București, 1968;
http://www.worldlifetimejourneys.com/harghita_ro.html;
http://www.google.ro/search?q=brand+apa+minerala+borsec;
http://www.apdmgalati.ro/CoWanda/services/documente/Ape/ro/NTPA%20001_28.02.2002.pdf
https://www.google.ro/search?q=duritatea+apei&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=IxmQU9noG8fl4QSa44HQCQ&ved=0CDwQsAQ&biw=1024.
OPIS
Privind proiectul de diplomă „ Studii și cercetări privind reabilitarea apelor uzate provenite de la fabrica de apă minerală Borsec ”.
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Cercetari Experimentale Privind Reabilitarea Apelor Uzate Provenite de la Fabrica de Apa Minerala Borsec (ID: 1285)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.