APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI 82 APA. POLUAREA ȘI DEPOLUAREA APEI OBIECTIVE:  Cunoașterea răspăndirii și importanței apei  Calitatea apei … [607863]

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

82

APA. POLUAREA
ȘI DEPOLUAREA APEI

OBIECTIVE:

 Cunoașterea răspăndirii și importanței apei
 Calitatea apei
 Clasificarea apelor. Categorii de ape
 Cunoașterea surselor de poluare a apei
 Identificarea agenților poluanți ai apei
 Metode de epurar e a apelor uzate

Termeni cheie:

 Ape uzate, ape reziduale
 Ape tehnologice, ape menajere, ape meteorice
 Emisar
 Epurarea apelor
 Floculare, coagulare, flotație
 Tratare primară, secundară, terțiară
 Tratare fizică, chimică, biologică

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

83
3. APA. POLUAR EA APEI

Apa = substanța minerală cea mai răspândită pe suprafața pământului și
are un rol primordial în dezvoltarea social  economică a unei națiuni [1].

3.1. RĂSPÂNDIREA, GOSPODĂRIREA ȘI
CALITATEA APEI

Consumul de apă dă gradul de civilizație al unei țăr i. 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 c a 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 hidro sferă, atmosferă
și litosferă (tabelul 3.1).

Tabelul 3.1. Distribuția apei pe planeta Pământ [2]

Sursa de apă Volumul de apă, km 3 % față de volumul
total de apă

Mări și oceane 1370 *106 97,5
Distribuția apei dulci pe Terra % față de volumul
de apă du lce
Calote glaciale și
ghețari 27,097 *106 77,19
Apele subterane și
umiditatea din sol 7,87 *106 22,41
Lacuri și mlaștini 0,123 *106 0,35
Atmosferă 0,014 *106 0,04
Râuri 0,0035 *106 0,01
Volum total de apă
dulce 35,107*106 100
Volum total de apă
1405,10 7*106 100, 00

Apa nu numai că trebuie să fie prezentă în cantități importante, dar
ea trebuie să îndeplinească anumite criterii de calitate [3].
Calitatea apei = ansamblul caracteristicilor fizice chimice, biologice
și bacteriologice, exprimate cuantifi cat, care permit încadrarea probei într -o
categorie, căpătând astfel însușirea de a servi unui anumit scop. Planul

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

84
mondial de supraveghere a mediului înconjurător GEMS, al Națiunilor
Unite prevede urmărirea calității apelor prin trei categorii de parametri [4]:
1. parametrii de bază : temperatura, pH -ul, conductivitatea,
oxigenul dizolvat, comținut de colibacili;
2. parametrii indicatori ai poluării persistente: cadmiu, mercur,
compuși organo -halogenați și uleiuri minerale;
3. parametri opționali : carbon or ganic total, consum biochimic de
oxigen, detergenți anionici, metale grele, arsenic, clor, sodiu,
cianuri, uleiuri totale, streptococi.

În tabelul 3.2 se prezintă condițiile de calitate ale apelor de
suprafață, subterane și tratate, precum și metodele spe cifice de analiză [5].

Tabelul 3.2. Metode de analiză actuale pentru diverse tipuri de ape

Nr.
crt. Indicator Metoda de analizã în vigoare
(STAS, SR sau SR ISO)
Tipul de
aparat apa din
surse de
suprafațã
și ape
uzate apa din
surse sub
terane și
apa
tratatã tipul de
analizã
1 Prelevare probe 2852/94 echipament
de prelevare
2 Gust, miros 6324/61
3 Temperaturã 6325/61 instrumentalã termometru
4 pH 6325/75 instrumentalã pH – metru
5 Culoare 6322/61 instrumentalã spectro –
metru VIS*
6 Turbid itate 6323/88 instrumentalã turbidimetru
7 Conductivitate
electrică 7722/84 instrumentalã conducto –
metru
8 Oxigen dizolvat 6536/87 volumetric,
instrumentalã oxigeno –
metru
9 CCO -Mn 9887/94 3002/85 volumetric
10 CCO -Cr 6954/64 3002/85 volumetric baterie
electricã de
încãlzire
11 CBO3 6560/82 volumetric termostat
12 Alcalinitate și
aciditate 6363/76 volumetric
13 Duritate 3026/76 volumetric
14 Calciu 3662/90
volumetric,
absorbție
atomicã spectro –
metru AA*
15 Magneziu 6674/77 spectrometric
Spectro –
metru VIS
și AA

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

85
Nr.
crt. Indicator Metoda de analizã în vigoare
(STAS, SR sau SR ISO)
Tipul de
aparat apa din
surse de
suprafațã
și ape
uzate apa din
surse sub
terane și
apa
tratatã tipul de
analizã
16 Sodiu 8295/69 3223/2/
80 flamfoto –
metric
sau absorbție
atomicã flamfoto –
metru,
spectro –
metru AA
17 Potasiu 8295/69 3223/1/
80 flamfoto –
metric
sau absorbție
atomicã flamfoto –
metru,
spectro –
metru AA
18 Cloruri 8663/70 3049/88 Volumetric
19 Sulfați 8061/70 3069/87 gravi metric cuptor
electric,
baie de
nisip sau
apă
20 Amoniu 8683/70 6328/85 spectrometric spectro –
metru VIS
21 Azotați 3048/1/
77 spectrometric spectro –
metru VIS
22 Azotiți 8990/2/
71 3048/2/
77 spectrometric spectro –
metru VIS
23 Azot total 7312/83 spectrometric spectro –
metru VIS
24 Fosfați 10064/75 3265/86 spectrometric spectro –
metru VIS
25 Cobalt 8288/69

spectrometrie

și

absorbție

atomică

spectro –
metru VIS
și AA
26 Nichel 7987/67
27 Cupru 7795/80 3224/69
28 Zinc 8314/87 6327/81
29 Cadmiu 5961/95 5961/95
30 Plumb 8637/79 6362/85
31 Molibden 11422/84
32 Argint 8190/68
33 Fier 8634/70 3086/68
34 Mangan 8662/
70 3254/81
35 Aluminiu 9411/83 6326/90
36 Crom 7884/91
37 Seleniu 12663/88
38 Mercur 8045/
79 10267/89

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

86
Nr.
crt. Indicator Metoda de analizã în vigoare
(STAS, SR sau SR ISO)
Tipul de
aparat apa din
surse de
suprafațã
și ape
uzate apa din
surse sub
terane și
apa
tratatã tipul de
analizã
39 Siliciu 9375/
73 3225/61 spectrometric spectro –
metru VIS
40 Floruri 8910/
71 6673/62 volumetric și
spectrometric spectro –
metru VIS
41 Arsen 7885/
67 spectrometric
sau absorbție
atomică spectro –
metru VIS
și AA
42 Cianuri 7685/79 10847/77 spectrometric spectro –
metru VIS 43 Fenoli 7167/92 10266/87 spectrometric
44 Paranitrofenoli 13218/ 95 spectrometric
45 Sulfocianuri 13183/95 spectrometric
46 Detergenți 7875/1; 2/84 spectrometric
47 Sulfuri 7510/
66 volumetric
sau
spectrometric
48 Clor rezidual 6364/78 volumetric trusa de clor
spectro –
metru AA
49 Bariu 10258/75 spectrometr ic spectro –
metru VIS
50 Pesticide
organo -clorurate 12650/88 cromato –
grafic cromatograf
în fază gaz

51 Substanțe
extractibile 7587/66
spectrometric spectro –
metru VIS 52 Produse
petroliere 7877/87
53 Toluen 8484/69
54 Anilină 8507/70
55 Naftalină 8562/70
56 Hidrazinã 8563/70

spectrometric

spectro –
metru VIS 57 CS2 8581/70
58  si  naftol 8582/70
59 Sulf
mercaptanic 8684/70
60 Furfurol 8685/70
61 Chinolină 8716/70
62 Uree 13252/95
63 Benzaldehidă 8717/70
64 Compuși 8891/71 cromato – cromatograf

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

87
Nr.
crt. Indicator Metoda de analizã în vigoare
(STAS, SR sau SR ISO)
Tipul de
aparat apa din
surse de
suprafațã
și ape
uzate apa din
surse sub
terane și
apa
tratatã tipul de
analizã
hidroxi –
aromatici grafic în fază gaz

65 Fenil 
naftilamină 11139/78 spectrometric spectro –
metru VIS
66 Determinări de
biodegrabilitate
la detergenți 9888/74 tester teste
specifice
67 Carbon organic
total 8285 /95 instrumental analizor de
carbon
organic
68 Apa utilizatã în
laboratoarele
analitice 3696/95 aparat
distilare și
bidistilare
69 Reziduu fix 3638/76 gravimetric etuvă și baie
electrică
70 Materii în
suspensie,
pierdere pentru
tratare 6953/81 gravim etric etuvă, baie
de apă și
cuptor
electric
71 Doze de reactiv
pentru tratare metoda jar –
test agitator
multiplu
72 Nitroetilbenzen 13208/94 spectrometric spectro –
metru VIS
73 Doza de clor
pentru
dezinfecție 13158/93 spectro –
metru VIS
74 Analiza
biologică 6329/90 centrifugă,
microscop
binocular
75 Analiză
bacteriologică
3001/91
microscop,
autoclavă
termostat
*VIS = vizibil; AA= adsorbție atomică

Dintre criteriile de clasificare a apei cele mai importante sunt:
– sursa de proveniență;
– domeniu l (sectorul) de utilizare.

O ilustrare a diferitelor categoriilor de ape existente în natură este
prezentată în tabelul 3.3.

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

88
Tabelul 3.3. Clasificarea apei

APA ÎN NATURĂ

După sursa de
proveniență Categorie Forme /categorii

Apa de
suprafață

– oceane
– mări
– ghețari
– fluvii
– râuri
– lacuri

Apa
atmosferică
– apa meteorică

Apa subterană

– straturi acvifere
– izvoare

Domeniul de utilizare

Ape industriale
– materii prime pentru diverse
industrii
– auxiliar în procesele d e
fabricație (celuloză și hărtie,
industria chimică, alimentară,
metalurgică etc.)
– agent de vehiculare a
materiilor prime în industria
chimică
-purtător de energie
(hidroenergie, termoenerie,
energie nucleară etc)
-agent de răcire/încălzire
(industria c himică, de
rafinare, celuloză și hârtie,
alimentară etc.)

Apă potabilă

– pentru consum casnic
– pentru agricultură

În tabelele 3.4  3.6 se prezintă utilizarea apei tehnologice, niveluri
de consum specific de apă și volume de ape uzate în anumite sectoare
industriale românești.
Așa cum se observă în tabelul 3.6, industria chimică participă la
poluarea apelor cu un procent însemnat, care este de circa 3 ori mai mare
decât al celorlate industrii.

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

89
Tabelul 3.4. Utilizarea apei tehnologice

Categoria Utilizare /proces

Apa tehnologică Dizolvant pentru soluțiile
de reactivi sau
mediu de reacție

Materie primă

Apă de răcire

Apă de spălare

Apă pentru alimentarea
cazanelor

Apa distilată, bidistilată
și sterilizată

Apa potabilă – soluții de hidroxizi,
acizi, săruri
– polimerizare,
industria alimentară,
farmaceutică
– în electroliză

– în răcitoare,
condensatoare etc.
– metalurgie, flotație,
industria chimică,
scrubere
– producerea aburului
tehnologic, instalații
de termoficare
– laboratoare, industria
farmaceutică,
alimentară,
biotehnologii
– casnic și industrial

Tabelul 3.5. Consumuri specifice de apă în industrie

Utilizarea apei Consumul de apă t apă/t produs
Spălarea cărbunelui 2,3  9,0
Fabricarea zahărului 76, 0  95,0
Extracția țițeiului 1,0  12
Rafinarea petrolului 3  70

Tabeleul 3.6. Volumul apelor uzate din România (deversate și tratate)

Domeniu de activitate Volum ape uzate, milioane m3/an
Alimentare cu energie electrică și
termică 2 593 (43 %)
Stații municipal e 2 241(37%)
Industria chimică 453 (15%)
Alte industrii 151 (5%)

3.2. SURSE DE POLUARE A A PEI

Poluarea apei = orice modificare a compoziției sau calității ei, astfel
încât aceasta să devină mai puțin adecvată tuturor, sau anumitor, utilizări ale
sale.

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

90
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 c ât acționează agentul impurificator :
a. permanentă sau sistematică;
b. periodică;
c. accidentală.
2. după concentrația și compoziția apei:
a. impurificare = reducerea capacității de utilizare;
b. murdărire = modificarea compoziției și a aspectului fizic al
apei;
c. degrada re = poluarea geavă, ceea ce o face improprie
folosirii;
d. otrăvire = poluare gravă cu substanțe toxice.
3. după modul de producere a poluării :
a. naturală;
b. artificială (antropică). Poluarea artificială cuprinde:
poluarea urbană, industrială, agricolă, radio activă și termică.
4. după natura substanțelor impurificatoare:
a. poluare fizică (poluarea datorată apelor termice);
b. poluarea chimică (poluarea cu reziduuri petroliere, fenoli,
detergenți, pesticide, substanțe cancerigene, substanțe
chimice specifice diverselo r industrii );
c. poluarea biologică (poluarea cu bacterii patogene, drojdii
patogene, protozoare patogene, viermii paraziți,
enterovirusurile, organisme coliforme, bacterii saprofite,
fungii, algele, crustaceii etc.);
d. 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 .
Clasificarea surselor de poluare a apei se face după mai multe
criterii:

1) Acțiunea poluanților în timp ; după acest criteriu distingem
următoarele surse [7]:
a) continue (ex. canalizarea unui oraș, canal izările instalațiilor
industriale etc)
b) discontinue temporare sau temporar mobile (canalizări ale
unor instalații și obiective care funcționează sezonier, nave,
locuințe, autovehicule, colonii sezoniere etc.)

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

91
c) accidentale (avarierea instalațiilor, rezervoare lor,
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 3.7 și 3.8).

a) sursele de poluare organizate sunt următoarele:
 surse de polua re cu ape reziduale menajere;
 surse de poluare cu ape reziduale industriale.

b) sursele de poluare neorganizate sunt următoarele:
 apele meteorice;
 centrele populate amplasate în apropierea cursurilor de
apă ce pot deversa:
a) reziduuri solide de diferite prove niențe;
b) deșeuri rezultate dintr -o utilizare
necorespunzătoare.

Tabelul 3.7. Surse de poluare a apei și procesele de proveniență a
acestora

Categoria Sursa Procesul generator de
poluare Agenții poluanți

Ape uzate
industriale

Industria mi nieră
Prepararea minereurilor
metalifere și
nemetalifere;
Preparațiile de cărbune;
Flotațiile;
Extracția și prelucrarea
minereurilor radioactive.
-săruri de metale
grele;
-particule în
suspensie (argilă,
praf de cărbune);
-produși organici
folosiți ca ag enți de
flotație;
-deșeuri radioactive.

Industria
metalurgică Procedee
pirometalurgice și
Hidrometalurgice;
Procese de răcire;
Procese de spălare. -suspensii insolubile;
– ioni de metale
grele;
– fenoli;
– cianuri;
– sulfați;

Industria chimică Apa de răcire, dizolvare
și reacție din procesele
tehnologice de fabricare
a substanțelor organice
și anorganice – acizi;
– baze;
– săruri;
– cenușă;
– suspensii;
– coloranți;
– detergenți.

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

92
Sursa Procesul generator de
poluare Agenții poluanți

Industria petrolului
și petrochimică Extracția țițeiului,
transpotul și depozitarea
țițeiului și fracțiunilor
sale, transportul naval,
accidentele tancurilor
petroliere -petrol;
-produse petroliere;
– compuși fenolici și
aromatici;
-hidrogen sulfurat;
– acizi naft enici.

Industria
termoenergetică
Deversarea lichidelor
calde din sistemele de
răcire a instalațiilor sau
centralelor electrice
– lichide calde
(poluare termică)
Ape uzate
industriale
Industria alimentară Procese de fabricare și
prelucrare -subst anțe organice;
-germeni patogeni.

Industria celulozei
și hârtiei Procesele de fabricare și
prelucrare – acizi organici;
– rășini;
– zaharuri;
– coloranți;
-compuși cu sulf;
-suspensii;
-celuloză.

Ape uzate
menajere Locuințe
Înstituții publice
Băi spălători
Spitale școli
Hoteluri
Unități comerciale
și de alimentație Folosirea apei ca agent
de spălare și curățare -produse petroliere;
– detergenți;
– pesticide;
– microorganisme;
-paraziți;
– substanțe minerale.
Ape uzate
agrozoo –
tehnice
Agricultura Irigarea terenurilor
agricole – îngrășăminte;
– pesticide;
– suspensii.
Zootehnia Adăparea animalor;
Salubrizarea
crescătoriilor de
animale. -suspensii organice;
– agenți patogeni.
Ape
meteorice Ploaia
Zăpada Contactul precipitatiilor – ploi acide;
– îngrășminte;
– pesticice;
-reziduuri animale.

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

93
Tabelul 3.8. Clasificarea efluenților industriali

Apele reziduale

Tipul apei reziduale

Sursa industrială

Cu compuși anorganici
Industria chimică anorganică
Ceramică
Metalurgie

Cu compuși orga nici
Industria alimentară
Farmaceutică

Cu compuși organici toxici 3
Uzine cocsochimice
Rafinării
Industria organică de sinteză

Cu compuși micști
Combinate chimice
Combinate petrochimice
Procese complexe de prelucrare

Dintre sursele industriale p rezentate, 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.

3.3. AGENȚII POLUANȚI AI APEI

Multitudinea de surse de p oluare a condus la încercarea de împărțire
a poluanților apei după mai multe criterii (tabelele 3.9 și 3.10):

Tabelul 3.9 . Clasificarea poluanților apei după tipul și natura lor

Criteriul de împărțire

Categoria de poluanți
Poluanții

Tipul polua nților

Substanțe organice – hidrocarburi;
– pesticide;
– detergenți.

Substanțe anorganice – metale grele;
– fosfor;
– azot;
Suspensii – material steril din mine
sau din cariere ;
– fibre de celuloză și
lemn;
– diverse deșeuri.

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

94

Tipul poluanților

Proveniență și
caracteristici comune

Produse petroliere – hidrocarburi din
rafinării;
– foraj- extracție;
-combinate
petrochimice;
– transport auto, naval și
prin conducte.

Substanțe radioactive -substanțe din atmosferă;
-scăpări de l a reactoarele
nucleare;
– izotopi radioactivi din
laboratoare de cercetare.
Ape termale – apa caldă din industrie;
– apa caldă din centrale
termoelectrice.
Microorganisme
patogene – din spitale;
– crescătorii de animale;
– ștranduri și locuințe.

Natura poluanților
Poluanți fizici – substanțe radioactive;
– ape termale.

Poluanți chimici – plumb;
– mercur;
– azot și fosfor;
– hidrocarburi;
– detergenți;
– pesticide.
Poluanți biologici – microorganisme.

Ca urmare a poluării apei pot fi pertu rbate următoarele procese:
a. Alimentarea cu apă potabilă a centrelor urbane (impurificarea
apei cu reziduuri menajere și industriale, cu germeni patogeni,
substanțe toxice etc.);
b. Alimentarea cu apă a unităților industriale (apa tehnologică
poate fi impurifi cată cu anumiți poluanți indezirabili în anumite
procese tehnologice);
c. Alimentarea cu apă a crescătoriilor de animale (concentrații
mici de substanțe toxice pot afecta sănătatea animalelor;
concentrații de sare peste 1,5% s -au dovedit mortale pentru
animal ele de fermă);
d. Irigațiile (plantele pot fi afectate de prezența în apa de irigat a
metalelor grele, borului, sodiului etc.);
e. Piscicultura (deversarea în emisar a unor ape reziduale cu
substanțe toxice: cianura de sodiu, cuprul, zincul, fenolul,
amoniacul etc.);
f. Centralele hidroelectrice (creșterea corozivitătii apei râurilor și
fluviilor aferente centralelor pot avea un impact negativ asupra
funcționării normale a utilajelor centralei);

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

95
g. Sportul de agrement și turismul (poluarea lacurilor și râurilor de
agrement cu alge, de exemplu, poate conduce la mirosuri
ofensive și aspecte inestetice care scad interesul turistic);
h. Navigația (poluarea apelor fluviale și marine conduce la
creșterea acidității și corozivității acestor ape, cu efecte negative
asupra părții metalice a navelor; depozitarea cantitativă a unor
substanțe în suspensie poate perturba circulația navelor).

Tabelul 3.10. Clasificarea poluanților apei după modificările
proprietăților apei

Criteriul de împărțire Categoria de poluanți Poluanții

Modificarea
proprietăților chimice
și/sau biologice ale apei

Compuși toxici
anorganici – plumb;
– mercur;
– cupru;
– zinc;
– crom;
– cianuri, etc.
Compuși organici greu
degradabili – pesticide;
– detergenți.
Săruri fertilizatoare – azot;
– fosfor.

Săruri organice – substanțe organice
din mine și din
exploatări petroliere.

Microorganisme – bacterii;
– viruși;
– paraziți, etc.

Modificarea
proprietăților fizice
și/sau organoleptice ale
apei

Uleiuri
Coloranți
Substanțe degradabile

– hidrocar buri;
– compuși organici.

Substanțe solide

– suspensii.

3.4. PREVENIREA ȘI COMBAT EREA
POLUĂRII APEI

Problema purificării apelor reziduale are atât un aspect economic
(recuperarea produselor petroliere antrenate și refolosirea apei recirculate),
cât și un aspect sanitar, pentru a evita o impurificare apelor primitoare
(emisar).

Asigurarea calității apei ce urmează a fi utilizată într -un anumit
scop se realizează și se menține prin:

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

96
1. Reducerea cantității și concentrației poluanților prin folosirea unor
tehnologii de fabricație care să reducă cantitatea de apă implicată,
reutilizarea apei în circuit închis după epurări parțiale sau totale,
renunțarea la fabricarea unor produse toxice (DDT, detergenți
nebiodegradabili etc.), majorarea suprafețelor irigate cu apă uzată etc.
2. Mărirea capacității de autoepurare a cursurilor naturale prin: mărirea
diluției la deversarea efluenților în cursurile naturale, mărirea capacității
de oxigenare naturală a râurilor prin crearea de praguri, cascade etc.,
reaerarea artificia lă a cursurilor naturale cu echipamente mecanice
plutitoare, amenajarea complexă a cursurilor naturale cu acumulări,
derivări, turbinări etc.
3. Epurarea apelor uzate , realizată prin procedeee avansate în stații
specializate care folosesc tehnologii și echipa mente moderne, fiabile,
eficiente [8].

3.4.1. PREVENIREA IM PURIFICĂRII
BAZINELOR NATURALE C U PRODUSE
PETROLIERE

Condițiile fizico -chimice și bacteriologice privind deversarea apelor
reziduale sunt prezentate în tabelul 3.11 [9]:

Tabelul 3.11. Limit e de încărcare cu poluanți a apelor uzate evacuate în
resursele de apă

Nr. Crt.
Indicator de calitate
UM Limite
maxime
admisibile
Metoda de
analiză
A.Indicatori
fizici

B. Indicatori
chimici

1.Temperatura

2.Concentrația ionilor
de hidrogen (pH)
pentru fluviul Dunărea
3. Materii totale în
suspensie (MTS)
4. Consum biochimic
de oxigen la 5 zile
(CBO 5)
5. Consum chimic de
oxigen – metoda cu
permanganat de
potasiu (CCO -Mn)
6. Consum chimic de
oxigen – metoda cu
bicromat de potasiu
(CCO -Cr)
7. Azot amoniacal
(NH 4+) șC

unit. pH

mg/dm3

mg/dm3

mg/dm3

mg/dm3
30 șC

6,5-8,5

6,5-9,0

60,0

20,0

40

70
–

STAS 8619/3 –
90

STAS 6953/3 –
81

STAS 6560 -82

STAS
9887 -74

STAS
6954 -82

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

97

C. Indicatori
bacteriologici 8. Azot total (N)
9. Azotați (NO 3-)
10. Azotiți (NO 2-)
11. Sulfuri și hidrogen
sulfurat (H 2S)
12. Sulfiți (SO 32-)
13. Fenoli antrenabili
cu vapori de apă
(C6H5OH)
14.Substanțe
extractibile cu eter de
petrol
15. Produse petroliere
16. Fosfați (PO 43-)
17. Fosfor total (P)
18.Detergenți sintetici
anion activi,
biodegradabili
19. Arsen
20. Aluminiu (Al 3+)
21. Calciu (Ca 2+)
22.Plumb (Pb 2+)
23.Cadmiu ( Cd2+)
24.Crom (Cr3+)
25.Crom (Cr6+)
26.Fier total ionic
(Fe2+ + Fe3+)
27.Cupru (Cu 2+)
28. Nichel (Ni2+)
29. Zinc (Zn 2+)
30. Mercur (Hg2+)
31. Argint (Ag+)
32. Fluoruri (F)
33. Molibden (Mo2+)
34. Seleniu (Se2+)
35. Mangan (Mn2+)
36. Magneziu (Mg2+)
37. Cobalt (Co2+)
38. Cianuri (CN-)
39. Clor liber (Cl 2)
40. Cloruri (Cl-)
41. Reziduu filtrat la
105 șC
42. Bacterii coliforme
totale
43. Bacterii coliforme
fecale
44. Streptococi fecali

45. Salmonella
mg/dm3
mg/dm3
mg/dm3
mg/dm3

mg/dm3
mg/dm3

mg/dm3

mg/dm3
mg/dm3
mg/dm3
mg/dm3

mg/dm3
mg/dm3
mg/dm3
mg/dm3
mg/dm3
mg/dm3
mg/dm3

mg/dm3
mg/dm3
mg/dm3
mg/dm3
mg/dm3
mg/dm3
mg/dm3
mg/dm3
mg/dm3
mg/dm3
mg/dm3
mg/dm3
mg/dm3
mg/dm3
mg/dm3

mg/dm3
nr./100
cm3
nr./100
cm3
nr./100
cm3
nr./100
cm3 2,0
10,0
25,0
1,0

0,1
1,0

0,05

5,0
1,0
4,0
1,0

0,5
0,05
8,0
300
0,2
0,1
1,0

0,1
5,0
0,1
0,1
0,5
0,005
0,1
0,5
0,1
0,1
1,0
100,0
1,0
0,05
0,05

500,0
2000,0

1 mil.

10 000

5 000
absent STAS 8683 -70
STAS 7312 -83
STAS 8900 -71
STAS 8900 -71

STAS 7510 -66
STAS 7661 -89

STAS 7167 -92

STAS 7587 -66
STAS 7877 -87
STAS 10064 -75
STAS 7576 -66

STAS 7885 -67
STAS 9411 -83
STAS 3662 -90
STAS 8637 -79
STAS 7852 -80
STAS 7884 -91
STAS 7884 -91

STAS 8634 -70
STAS 7795 -80
STAS 7987 -91
STAS 8314 -91
STAS 8014 -79
STAS 8190 -68
STAS 8910 -71
STAS 11422 -84
STAS 12663 -88
STAS 8662 -70
STAS 6674 -77
STAS 8288 -69
STAS 7685 -79
STAS 6364 -78
STAS 8663 -70

STAS 9187 -84
STAS 3001 -91

STAS 3001 -91

STAS 3001 -91

STAS 3001 -91

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

98
Pentru prevenirea impurificării bazinelor naturale cu produse
petroliere sunt prevăzute următoarele măsuri:
1. Reducerea cantității de ape reziduale .
Conținutul de produse petroliere al apelor reziduale la ieșirea din
sistemele de purificare (separatoare) se va reduce prin micșorarea la
minimum a cantității de ape evacuate, prin:
a) raționalizarea utilizării apei de răcire ceea ce poate duce la
reducerea cantității de apă recirculată cu cca 20 -25% (utilizarea
în trepte a apei de răcire, folosind apa pentru produse mai ușoare
și apoi pentru cele mai grele);
b) înlocuirea răcitoarelor -condensatoarelor cu aparate cu aer,
vehiculat de ventilatoare, reducându -se și cheltuielile de
întreținere și chiar cele de investiții;
c) utilizarea apei în sistem închis, răcirea în trepte etc.

2. Reducerea pierderilor de produse petroliere.
Pierderile de produse petroliere se vor minimiza aplicând
următoarele măsuri ;
a) reducerea pierderilor și scurgerilor la rezervoarele de țiței prin
prelucrarea unui țiței cât mai “Curat”, iar scurgerile rezervoarelor
să fie automatizate;
b) etanșarea corespunzătoare a conductelor și utilajelor instalațiilor
tehnologice;
c) colectarea cu grijă a produselor petroliere (ex. punctele de
prelevare a probelor).

3.5. METODE DE EPURA RE A APELOR
REZIDUALE

Epurarea apelor = proces complex de reținere și neutralizare a
substanțelor nocive dizolvate, în stare coloidală sa u de suspensii, prezente în
apele uzate industriale și orășenești, care nu sunt acceptate în mediul acvatic
în care se face deversarea apelor tratate și care permite refacerea
proprietăților fizico -chimice ale apei înainte de utilizare.
Epurarea apelor uz ate cuprinde două mari grupe de operații
succesive:
– reținerea sau neutralizarea substanțelor nocive sau valorificabile
prezente în apele uzate;
– prelucrarea materialului rezultat din prima operație.
Astfel, epurarea are ca rezultate finale :
– ape epurate , în diferite grade, vărsate în emisar sau care pot fi
valorificate în irigații sau alte scopuri;
– nămoluri , care sunt prelucrate, depozitate, descompuse sau valorificate.

Metodele principale de epurare a apelor reziduale diferă în funcție
de poluanții prezenț i [10,11]. Se pot clasifica, în primul rând, în funcție de

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

99
mecanismul care conduce la reducerea poluantului prin metode
“convenționale”:
– fizico -mecanice;
– fizico -chimice;
– biochimice sau biologice.
Combinarea acestor metode permite o purificare avansată , efluenții
epurați putând fi reintroduși în circuitul economic.
Adoptarea unui anumit procedeu depinde de:
– cantitatea efluentului;
– conținutul în poluanți;
– condițiile de calitate impuse la evacuarea apei epurate în emisar;
– mijloacele finaciare ale agentului e conomic respectiv.
Se poate calcula gradul de epurare corespunzător fiecărui echipament
mecanic, chimic sau biologic. Gradul de epurare se stabilește cu relația [17]:

100
if i
ccc
(%) (3.1)
în care: ci și cf sunt concentrația inițială și respectiv finală a poluantului
în apa supusă epurării.
Există ape uzate provenite din industrie care conțin poluanți specifici
și care nu pot fi înlăturați prin cele trei metode așa zis convenționale.
Este cazul apelor uzate care conțin substanțe minerale solubile și
substanțe organice nedegradabile biologic. În aceste situații se recurge la
tehnici de epurare avansate [13].
Ca eficiență și cost cele mai bune rezultate s -au obținut în
procedeele de epurare cu adsorbție, cu schimbători de ioni și procedeel e de
oxidare chimică.
Procedeele de epurare cu adsorbție permit eliminarea cantităților
mici de substanțe organice rămase după etapa biologică. Uzual, ca material
adsorbant se folosește, cărbunele activ obținut prin condiționarea specială a
cărbunelui vege tal sau fosil.
Procedeele de epurare cu adsorbție se aplică, în special, pentru
îndepărtarea avansată a fenolilor, detergenților și a altor substanțe ce pot da
un miros sau gust neplăcut apei de băut.
Procedeele de epurare cu schimbători de ioni se utiliz ează frecvent
pentru eliminarea poluanților minerali care se găsesc în apă sub formă
ionică: calciu, magneziu, sodiu, sulfați, nitrați, fosfați, amoniu, metale grele
etc. Anumite tipuri de schimbători de ioni, sintetizate, pot epura și compuși
organici de tipul fenolilor, detergenților, coloranților etc.
Procedeele de oxidare chimică se aplică eficient la eliminrea
substanțelor poluante anorganice (cianuri, sulfuri, anumite metale grele etc.)
și organice(fenoli, coloranți, anumite pesticide etc.).
Ca reactivi sunt utilizate substanțe chimice cu proprietăți oxidante:
ozonul, apa oxigenată, clorul cu produșii săi derivați (hipocloritul, bioxidul
de clor)
Ca tehnici de epurare aplicabile în viitor se menționează:
– eliminarea poluanților la temperaturi mari în reactoare cu plasmă;
– tratarea cu radiații ultraviolete.

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

100
Schema instalației de epurare descrie succesiunea etapelor
principale arătând legăturile între ele și indicând elemente de tehnologie.
Schema aleasă poate include un anumit număr de etape de tratare (epurare),
corelate astfel încât să realizeze gradul de epurare impus.
Schema unei instalații de epurare se stabilește în funcție de :
– caracteristicile apei uzate;
– de proveniența lor;
– de gradul de purificare necesar;
– de metodele de tratament a nămolului;
– de suprafața disponibilă;
– de tipul echipamentului ce va fi folosit;
– de condițiile locale.
Alegerea metodei de epurare depinde de eficiența obținută în diferite
procedee. Acestea sunt prezentate centralizat în tabelul 3.12 [14].

Tabelul 3.12. Eficiența p rocedeelor de epurare a apei
Procedeu Îndepărtare, %
CBO 5 CCO Suspensii Bacterii
Trecere prin site 5-10 5-15 2-20 10-20
Clorinare 15-30 – – 90-95
Decantare 25-40 20-35 40-70 25-75
Coagulare,floculare 50-85 40-70 70-90 40-80
Epurare în biofiltru 50-95 50-80 50-92 90-95
Epurare cu nămol activ 55-95 50-80 55-95 90-98
Epurare în iaz biologic 90-95 70-80 85-95 95-98
Clorinare finală – – – 98-99

O stație de epurare ape poate funcționa cu una, două sau trei trepte
după proveniența și caracteristicile a pelor uzate (v. tabelul 3.13).

Tabelul 3.13. Proveniența apelor uzate și tratamentele aferente

Ape uzate din Tratamente aplicate
Industrii prelucrătoare de materii
prime și substanțe anorganice – treapta mecanică
– treapta chimică
– ambele trepte aplicate s uccesiv
Industrii prelucrătoare de materii
organice – treapta mecanică
– treapta chimică
– ambele trepte aplicate succesiv

Activitatea socială – epurare mecano – chimică
– epurare mecano -biologică
– ambele trepte

Zootehnie – treapta mecanică
– treapta chimi că
– treaptă biologică

Într-o instalație de epurare ape reziduale se urmărește, în general,
epurarea sau pasivizarea tuturor substanțelor poluante [14,15].

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

101
3.5.1. PROCEDEE ȘI ECHIPAMENTE ÎN
EPURAREA FIZICO -MECANICĂ

Epurarea fizico -mecanică a apelor uzat e constituie prima treaptă de
epurare a apelor uzate ( primary treatment ) și se bazează pe procese fizice de
separare a poluanților din apele uzate. În această treaptă se îndepărtează, în
special, materiile solide (cu densitatea mai mare de 1g/cm3) sau cele solide
și lichide cu densități mai mici decât 1 g/cm3. De asemenea s unt reținute și
substanțele organice , dar cu o eficiență relativ redusă (între 20 și 30%) [15].
În cadrul epurării fizico mecanice se disting următoarele etape :

1. Reținerea corpurilor și suspensiilor mari;
2. Prelucrarea depunerilor de pe grătare și site;
3. Sedimentarea;
4. Deznisiparea;
5. Decantarea .

Reținerea corpurilor și suspensiilor mari împreună cu deznisiparea
formează etapa de pretratare .

Instalațiile pentru epurarea fizico -mecanică se am plasează astfel încât
apa să treacă prin ele succesiv și pe cea mai scurtă cale [16].
O instalație de acest tip se compune din (figura 3.1.):
– bazin de egalizare;
– grătar și denisipator;
– separator de țiței;
– bazin de decantare suplimentară (eleșteu);
– pompe etc.

Schema unei instalații de purificare mecanică este prezentată în figura
3.2. Apa reziduală trece mai întâi prin bazinul de egalizare și apoi printr -un
deznisipator, pentru depunerea suspensiilor solide. În cazul pătrunderii în
canalizare a apelor met eorice, bazinul de egalizare permite dirijarea
excesului de apă într -un bazin de rezervă denumit bazin de avarii. Din
deznisipator apele trec prin camera de distribuție în separatorul de țiței, unde
se reține cea mai mare parte a produselor petroliere și a mâlului și apoi în
eleșteu, unde are loc egalizarea și o separare suplimentară în produse. De
aici, apele reziduale trec la o purificare suplimentară sau se recirculă în
instalație.

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

102

Figura 3.1. Schema epurarării fizico -mecanice a apelor reziduale

În continuare se vor prezenta principalele echipamente necesare în
epurarea fizico -mecanică.

A. Grătare

Grătarele sunt construcții din bare de oțel , care au rolul de a reține
corpurile și suspensiile mari din apele uzate. Sunt amplasate la intrarea
apelor uzate în stația de epurare. În funcție de distanța între bare (b), ele pot
fi [17]:
– grătare rare – cu b = 50 -150 mm;
– grătare dese : – curățate manual cu b = 40 -60 mm;
– curățate mecanic cu b = 16 -20 mm.
Grătarele rare se amplas ează în amontele grătarelor dese. Ele pot fi
plane sau curbe. Unghiul pe care grătarele îl fac cu planul orizontal depinde
de metoda de curățire folosită [18]: grătarele curățate manual au înclinația
cuprinsă între 30 -75°, pe când cele curățate mecanic au înclinații de 45 -90°.
Formele tipice ale barelor de grătare sunt prezentate în figura 3.2, iar
modul de amplasare al grătarelor cu curățire manuală este ilustrat în figura
3.3.

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

103

Figura 3.2. Forme tipice ale barelor de grătare.

Figura 3.3. Ampla sarea grătarelor cu curățire manuală

Dimensionarea grătarelor se face astfel încât viteza medie a apei să
fie 0,8 – 0,9 m/s în canalul din amontele grătarului și 1,0 – 1,1 m/s printre
barele grătarului. La trecerea debitului de verificare (Q u orar min ), viteza medie
în canalul din amontele grătarului trebuie să fie minim 0,4 m/s în scopul
evitării depunerilor.

B. Site

Sitele au ca scop reținerea materialelor mai fine din apele uzate, care
au trecut printre grătare și constau din discuri perforate, împ letituri din
sârmă inox, cu ochiuri de 0,75 -1,75 cm [19].
Substanțele reținute sunt transportate special, iar în stațiile mari sunt
fie incinerate , fie fermentate sau compostate.

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

104
C. Decantoare

Sedimentarea este procesul de separare din apele uzate a particulelor solide
prin depunere gravitațională [20]. În cursul sedimentării (care poate fi de
mai multe tipuri) se pot delimita într -o coloană cilindrică de sticlă mai multe
zone:
– o zonă superioară de lichid limpezit;
– o zonă de sedimentare cu o con centrație uniformă de suspensii;
– o zonă de tranziție;
– o zonă de compresiune  tasare a nămolului depus.
În epurarea apelor uzate, sedimentarea este utilizată pentru îndepărtarea,
atât a substanțelor solide organice, cât și anorganice care se depun în apă
sau care au fost aduse într -o formă care se depune (coagulare,
precipitare). Pentru apele uzate, procesul de sedimentare se aplică în
următoarele amenajări:
– Deznisipatoare – unde se separă suspensiile granulare cu dimensiuni de
0,15-0,20 mm și mai mari (nisip, alte particule grosiere). Ele se află sub
formă de particule discrete ce sedimentează independent unele de altele
și cu viteză constantă. Deznisipatoarele au rolul de a proteja
echipamentele împotriva abraziunii produsă de nisip în timpul curgerii ,
de a preveni colmatarea conductelor cauzată de depunerea particulelor,
de a reduce frecvența de curățire a fermentatoarelor de nămol și a
decantoarelor de depunerile excesive. În stația de epurare,
deznisipatoarele sunt plasate în spatele grătarelor și î naintea
decantoarelor primare.
– Decantoare sau bazine de sedimentare primare  unde se rețin materiile
solide în suspensie separabile prin decantare, precum și suspensiile
floculente compuse din [21]:
– particule ce formează aglomerări mari;
– flocoane provenit e de la coagularea suspensiilor din apă;
– materii organice solide în suspensie care sedimentează mai bine
când se unesc între ele.
– Decantoarele finale sau secundare  unde se rețin, în general suspensiile
provenite din treapta de epurare biochimică.

Eficiența de sedimentare a materialului solid în suspensie este
influențată de numeroși factori, dintre care cei mai importanți sunt:
– curenții de apă de diferite origini, cu direcții diferite, care depind de
natura lor;
– curenți turbionari datorați inerți ei fluidului la intrare;
– curenți de suprafață produși de vânt în bazinele descoperite;
– curenți de convecție verticală de origine termică;
curenți de densitate produși de apa rece sau “grea” care curge în partea de
jos a bazinului și apa caldă sau “ușoară” care curge la suprafață. Pentru a
preveni formarea curenților verticali de densitate, care pot provoca scurt –

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

105
circuite sau întârzieri în curgerea apei, decantoarele trebuie să fie cât mai
plate posibil. Se recomandă ca raportul între adâncime și diametru sau
lungime să fie  1/20 [22].
Calculul de dimensionare a bazinelor de decantare constă în
determinarea timpului necesar ca particulele solide să ajungă la fundul
bazinului cunoscând viteza acestora de cădere și viteza de deplasare a apei
[23].

3.5.2. PROCEDEE ȘI ECHIPAMENTE ÎN
EPURAREA FIZICO -CHIMICĂ

Această etapă intervine în cazul în care sedimentarea naturală a
suspensiilor din apă nu este suficientă pentru îndepărtarea completă a
suspensiilor fine sau coloidale și a substanțelor chimice dizolvat e.
Epurarea fizico -chimică are la bază procedee și fenomene chimice de
neutralizare, precipitare, coagulare, floculare, realizate prin tratarea apei cu
reactivi chimici.
Metoda se aplică apelor uzate industriale și altor categorii de ape
atunci când se ur mărește o epurare rapidă și eficientă. Epuarea chimică se
aplică atât poluanților în suspensie, cât și celor dizolvați.
Materiile aflate în suspensie fină, care nu s -au decantat în decantorul
primar, fiind dispersate coloidal, se elimină cu ajutorul unor r eactivi chimici
(coagulanți). Aplicarea procedeului de decantare cu coagulanți asigură
eliminarea materiilor în suspensie în proporție de peste 95% și reduce
conținutul de substanțe organice dizolvate.
Eliminarea poluanților dizolvați se realizează prin re acții chimice în
care reactivul introdus formează cu poluantul un produs greu solubil. Acesta
fie se depune la baza bazinului de reacție, fie este descompus sau
transformat într -o substanță inactivă chimic. Se pot elimina în acest mod din
soluție metalele grele, cianurile, fenolii, coloranți etc. Ca reactivi se
utilizează laptele de var, clorul, ozonul.
De asemenea, apele uzate cu caracter acid sau alcalin, înainte de
deversarea în emisar, se supun preepurării prin neutralizarea lor în bazine cu
ajutorul u nor reactivi corespunzători.

Procesul de coagulare -floculare comportă două faze [24]:
a) COAGULAREA care este interacțiunea chimică dintre coagulant, apă
și suprafața particulelor coloidale;
b) FLOCULAREA care reprezintă procesul fizic de alipire a par ticulelor
destabilizate în micele macroscopice.

Reactivi de coagulare. La ora actuală se produce un număr mare de
coagulanți, care fac parte din următoarele categorii de substanțe:

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

106
– anorganice;
– organice;
– naturale;
– modificate.

Dintre cei mai uzuali co agulanți, se menționează: sărurile de aluminiu
(sulfat, AlCl 3), sărurile de fier (FeCl 3, Fe 2(SO 4)3, argilele etc.
Un loc aparte îl ocupă agenții de coagulare sintetici rezultați prin
polimerizare și sunt așa numiții polielectroliți. Există polielectroliți
cationici, anionici (se încarcă negativ), dar și neionici .
Procesul de coagulare a compușilor poluanți prezenți în apele reziduale
este dependent de:
a) doza de coagulant;
b) pH-ul de hidroliză;
c) potențialul ζ;
d) condițiile hidrodinamice în care se desfășoară pr ocesul de coagulare;
e) temperatura.
Dozarea coagulanților se poate face uscat sau umed.
Amestecarea apei supusă epurării cu reactivii se poate realiza:
– gravitațional (cu șicane);
– pneumatic, cu aer comprimat;
– mecanic (cu agitatoare mecanice).

Figura 3.4. Schema epurării mecano chimice a apelor reziduale

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

107
În cadrul etapei fizico chimice, tratarea chimică a apelor reziduale are
ca scop [25 -27]:
– coagularea materiilor solide în suspensie aflate în stare coloidală sau
dispersate în particule foarte fine;
– corectarea pH -ului;
– recarbonatarea;
– adăugarea de nutrienți în vederea epurării biologice;
– condiționarea pentru filtrare etc.

A. PRECIPITAREA CHIMICĂ

Îndepărtarea din apa uzată a materiilor foarte fine, coloidale și în
suspensie, are loc prin adăugarea de coagulanți care le fac să sedimenteze.
Coagulanții sunt acele substanțe care, adăugate în apă, conduc la
aglomerarea particulelor sub forma unor flocoane din ce în ce mai mari care,
sub acțiunea gravitației, se depun pe fundul bazinului, antrenând și
particulele neaglomerate.
Precipitarea chimică reprezintă combinarea procesului de floculare cu cel
de sedimentare [28].
Ca substanțe coagulante se folosesc, în special, clorura ferică
(FeCl 3), sulfatul feric [Fe 2(SO 4)3) * 2H2O sau Fe 2(SO 4)3 * 3H2O], varul sub
formă de CaO sau Ca(OH) 2, sulfatul de aluminiu [Al 2(SO 4)3* 18H 2O].
Pentru creșterea eficienței coagulării se mai utilizează bentonită, silice
activată sau anumiți polimeri.

B. CORECTAREA PH -ULUI

Se face fie în scopul asigurării condițiilor neces are treptei de tratare
biologică, fie pentru mărirea eficienței coagulării.
Corectarea pH -ului se face prin introducerea de acizi sau baze în apa
uzată. Tipul acestora este funcție de cantitatea, aciditatea sau alcalinitatea
apei uzate, de volumul apei uz ate, de caracteristicile ei chimice, de costul
reactanților, de metoda de lucru, etc.
De câte ori este posibil, pH -ul se corectează prin amestecarea apelor
reziduale acide cu ape reziduale alcaline în proporții convenabile.
C. RECARBONATAREA

Recarbona tarea = introducerea de CO 2 în apa uzată în scopul
corectării pH -ului, în special în cazurile în care coagularea se face cu
ajutorul varului.

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

108
Prin adăugarea de CO 2 se realizează transformarea hidroxidului de calciu în
bicarbonat de calciu (fig. 3.5).

Figura 3.5. Sistemul de tratare cu var in două trepte cu recarbonatare.

Reacția se realizează în vase cu adâncime de 2,5 la 3,5 m în care se
realizează un timp de staționare de 5 minute.
In cazul sistemului de carbonatare în două trepte, vasul inte rmediar
de decantare este dimensionat pentru un timp de ședere de 400 min. la o
viteză de volum de 1,1 l/s  m2.

D. ADĂUGAREA DE NUTRIENȚI

Tratamentul biologic se realizează în condiții bune având eficiența
cerută numai când microorganismele găsesc hran a necesară în apele uzate.
Toate microorganismele necesită o serie de elemente de bază cum
sunt carbonul, azotul, fosforul, și sulful ca și urme de elemente ca potasiu,
calciu, magneziu, fier, etc.
Multe din apele uzate conțin aceste elemente, dar, unel e nu le au în
cantitate suficientă. Pentru obținerea concentrațiilor necesare, se adaugă
substanțe care conțin aceste elemente.

E. AMESTECAREA ȘI FLOCULAREA

Flocularea = procesul prin care particulele se aglomerează în
flocoane care se sedimentează cu ușurință. Particulele de coagulant coloidal
atrag alți coloizi, particule colorate, materii organice, particule de pământ,
resturi de alge sau crustacee și bacterii.

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

109
Flocularea este favorizată de amestecarea lentă a apei comparativ cu
mișcarea rapidă re alizată în vasele de amestecare.
Coagularea, flocularea și sedimentarea sunt procese strâns legate
unul de celălalt [29].
Amestecarea apei în procesul de floculare este mai rapidă la început,
apoi mai lentă, în avalul bazinului, pentru a evita distrugere a flocoanelor
formate. Pe de altă parte, mișcarea trebuie să fie suficient de rapidă pentru a
împiedica depunerea flocoanelor în vasul de reacție.
Vasele de floculare, ca și cele de amestecare, pot fi operate
gravitațional, pneumatic sau mecanic.
Flocula toarele gravitaționale [29, 30] pot avea formă de canale cu
șicane la 90 ° față de curent în care mișcarea apei se face orizontal sau
vertical.
Bazinele de reacție de tip pneumatic folosesc pentru repartizarea
aerului în bazin plăci poroase sau tuburi găur ite, plasate pe o latură a
bazinului pentru a creea un curent în spirală.
Floculatoarele mecanice pot fi orizontale sau verticale, după poziția
axului pe care sunt fixate paletele care realizează amestecarea apei.

Amestecarea verticală poate fi realiza tă cu turbine asemănătoare
celor folosite în unitățile cu nămol activat. Aproape întotdeauna
amestecătoarele cu palete sau turbină au viteza de rotație reglabilă pentru a
se adapta la variațiile de viteză și debit, cantitatea și calitatea coagulantului,
etc.
Din bazinele de reacție, apele uzate trec la decantoare. Datorită
coagulării, volumul de nămol este de trei ori mai mare decât în cazul
sedimentării fără coagulanți, deoarece, prin coagulare, se antrenează și
materii solide coloidale, precum și cele î n suspensie foarte fină iar, pe de
altă parte, coagulantul constituie o parte din nămol. Schema unui floculator
gravitational este prezentată în figura 3.6, iar a floculatoarelor mecanice în
figura 3.7.

Figura. 3.6 . Floculator gravitațional

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

110

Figura 3.7. Floculatoare mecanice.

Calculul construcțiilor și instalațiilor pentru coagularea suspensiilor
se rezumă, în general, la stabilirea dimensiunilor bazinelor folosite și la
determinarea caracteristicilor dispozitivelor de ameste c.


Procedee de purificare a apelor uzate din rafinăriile de petrol

1. Filtrarea apelor reziduale. După ieșirea din separator se folosește pe scară largă
filtrarea prin nisip sau diferite alte materiale. Particulele de țiței se lipesc de suprafața
granu lelor de nisip și sunt reținute de acestea. Apa filtrată este clară, însă are impurități
dizolvate. Concentrația produselor petroliere variază – în funcție de concentrația inițială și
de viteza de filtrare – între 1,6 și 24 mg/l. Durata filtrării fără spăl area filtrului depinde, de
asemenea, de viteza de filtrare și de concentrația țițeiului și a suspensiilor solide în apă,
variind între 1 și 6 zile. Spălarea nisipului, care se face cu apă caldă la 60 C, este combinată
cu suflarea cu aer timp de 25 -35 min. Experimental s -a constatat că nisipul poate reține
aprox 0,5% (masă) țiței.
Filtrele de nisip constau din celule dreptunghiulare din beton armat, în care sunt
dispuse: dispozitivul de alimentare cu apă și cel de suflare cu aer, un strat de pietriș, un altu l
de nisip și jgheaburi pentru evacuarea filtrului și apei de spălare. Celulele sunt aranjate pe
două rânduri, iar între ele sunt plasate conductele de alimentare și de evacuare. Apa
reziduală din canalul de alimentare se urcă prin filtru și se scurge prin jgheaburi la canalul
de apă purificată, iar de aici se recirculă la instalații. Apa curată pentru spălarea filtrului și
cea murdară rezultată din spălare, care trece prin separator, se manipulează cu ajutorul
pompelor.
Se construiesc filtre de 18,36 și 5 4 m3 cu dimensiunile respective de 3X6 , 6X6 și
6X9 m. Grosimea straturilor filtrante, de granulații diferite este dată în tabelul 3.14.

Tabelul 3.14 . Dimensinile granulelor și grosimea straturilor filtrante

Numărul straturilor (de
jos în sus) Dimensiun ea granulelor, mm Grosimea stratului,
mm
1
2
3
4
5 32-16
16-8
8-4
4-2
2-0,75 150-200
150-200
150-200
300-400
1000 -1200

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

111
Pentru o purificare mai bună, în special când apa este emulsionată, se utilizează
coagulanți de tipul sulfat de aluminiu sau sulfat d e fier. Pe suprafața filtrului se formează un
strat de Al(OH) 3 care reține emulsia. Conținutul de țiței în apă filtrată scade la 0,2 mg/l.
Ca materiale filtrante se mai folosesc: cocs (0,8 -0,30 mm), pământ decolorant uzat
calcinat (de la contactarea uleiu rilor), magnetită mărunțită și diatomit.

2. Purificarea prin flotație. Flotația este operația prin care are loc separarea
particulelor lichide nemiscibile sau solide la suprafața lichidului, prin antrenarea cu bule de
aer dizolvate în lichid. Se produce astfel aderarea particulelor de țiței la suprafața de
separare între apă și bulele de aer și ridicarea acestora la suprafață, sub formă de spumă
saturată cu țiței (produse petroliere). Procesul are loc la dispersarea fină a aerului în apa
reziduală.
Fenom enul de aderare reciprocă între particulele dispersate în apă și bulele de aer
este în funcție de energia superficială liberă la interfața țiței  apă-aer. La particulele
hidrofobe (țiței) energia superficială liberă este mare și puterea de flotație tinde către valori
maxime.
Particulele de produse petroliere emulsionate fiind mici, este necesar ca aerul să
fie fin dispersat în apă și în cantitate mare, pentru a crește probabilitatea ciocnirii între
particulele de țiței și bulele de aer. La aerarea cu bule mari de aer, acestea trec cu viteză
mare prin apă și provoacă o amestecare puternică a apei ceea ce favorizeaza stabilizarea
sistemului. Flotația țițeiului și a produselor este mai eficace cu bule de aer de 15 -30
microni. Viteza de ridicare a particulelor aderate la bulele de aer este practic egală cu viteza
acestor bule. Astfel, particulelel de țiței de 0,5 microni se ridică singure cu o viteza de max.
8 microni/s, iar la flotație cu o viteză de 0,9 mm/s. Prin urmare, viteza de ridicare se
mărește de cca 100 ori. Efectul purificării prin flotație a apei reziduale depinde exclusiv de
gradul de dispersie a aerului și de cantitatea acestuia în apă. Dispersarea fină se poate
obține prin degajarea aerului dizolvat la presiune sau cu ajutorul unei turbine. În ac est caz,
gradul de dispersie depinde de tensiunea superficială a apei și de viteza de rotație a turbinei,
a cărei viteză periferică trebuie să fie minimum 12 -15 m/s. La flotație se supun ape
reziduale care au trecut prin separator și s -au eliberat de cea m ai mare parte de țiței precum
și de impurități solide. Temperatura, pH -ul și mineralizarea apei reziduale practic nu au
influență asupra efectului si duratei de purificare.
În prezent cele mai utilizate instalații de flotație sunt cele de tip Degremont
utilizate și în țara noastră [1].
În funcție de cerințele privind calitatea apei, flotația se poate aplica drept fază
finală sau numai preliminară, înainte de purificarea biologică.
3. Purificarea apelor care conțin tetraetil de plumb (TEP) se face cu benz ină
neetilată, în trei vase orizontale prin care trece, în serie, apa impurificată și benzina de
extracție. Se poate utiliza benzină de aviație care reduce TEP de la 100 la 0,000004 mg/l,
deci aproape total.
4. Eliminarea H 2S. Purificarea apelor reziduale care conțin H 2S dizolvat se face
prin suflare cu aer, după acidularea la un pH de max 5. Aerarea se poate efectua în
contracurent într -o coloană căptușită cu material anticoroziv, umplută cu inele Rasching.
5. Purificarea apelor care conțin leșii sulfuroa se. Este cunoscut faptul că leșiile
sulfuroase rezultate de la rafinarea produselor albe și de la desulfurarea gazelor favorizează
formarea emulsiilor stabile. Ele consumă oxigenul din apă, conferind acesteia mirosul
neplăcut de H 2S și mercaptani. De aceea , pentru aceste ape, se prevăd rețele de canalizare și
instalații speciale, pentru:
– micșorarea consumului de NaOH prin regenerare de leșii epuizate;
– dezodorizarea leșiilor sulfuroase;
– purificarea biochimică a leșiilor dezodorizate.
Regenerarea leșiilor se face prin metoda electrolitică; oxigenul degajat la electroliza
apei oxidând mercaptanii până la disulfuri, punând în libertate NaOH:

2NaSR+O+H 2O R2S2 + 2NaOH (3.2.)

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

112
Disulfurile, insolubile în apă se îndepărtează prin extracție cu benzină grea iar H 2S
este utilizat la fabricarea H 2SO 4 sau se arde; apa dezodorizată se trimite la purificarea
biologică.

6. Purificarea prin coagulare . Apele reziduale se purifică suplimentar (după
separatoare) cu ajutorul substanțelor coagulante: var stins, su lfat de aluminiul sau sulfat de
fier, precum și amestecuri de sulfat de aluminiu sau sulfat de fier cu lapte de var, suspensie
de carbonat de calciu etc.


3.5.3. TRATAREA BIOL OGICĂ (BIOCHIMICĂ) A
APELOR UZATE

Procesele biologice de epurare a apelor uza te (reziduale) sunt
procese în timpul cărora materiile organice biodegradabile din apele uzate și
din nămoluri sunt descompuse cu ajutorul microorganismelor, în principal
bacterii.
Transformările prin care microorganismele degradează substanțele în
produși de ultimă degradare sunt:
a) descompunere aerobă (în prezență de oxigen)
b) descompunere anaerobă (în lipsa oxigenului)
c) descompunere anoxică (în prezența ionului nitrat).
Epurarea apelor se poate realiza prin una sau printr -o succesiune a
acestor etape de transformare. Cel mai des utilizată este cea aerobică
realizată în prezența unui nămol activ, sau prin oxidare pe straturi cu
bacterii.
Eliminarea substanțelor organice dizolvate în apă se face prin
adsorbția lor la suprafața celulelor bacteriilor. A stfel, din acest proces
rezultă noi celule de bacterii și metaboliții: CO 2, săruri minerale etc.
Materialul celular format se prezintă sub formă de flocoane aglomerate sau
pelicule relativ ușor decantabile [7,9].
Populația microorganismelor care realizeaz ă epurarea are o
compoziție mixtă. Ponderea o dețin bacteriile aerobe și alături de ele se
dezvoltă o serie de alte microorganisme de natură vegetală și animală, cu
reprezentanți din clasele: ciuperci inferioare, alge albastre, protozoare,
metazoare. Toate aceste microorganisme alcătuiesc o biocenoză specifică, a
cărui echilibru este în strânsă corelație cu condițiile de exploatare a
instalației de epurare.
Biodegradarea = procesul de descompunere a tuturor substanțelor
organice desfășurat de un număr impre sionant de microorganisme (bacterii,
drojdii, ciuperci microscopice, alge, protoazoare) omniprezente în toate
mediile (ape dulci și marine, soluri și sedimente, instalații de epurare).
Biodegradabilitatea poate fi privită ca eliminarea produșilor organici de
către agenții biologici.
Biodegradabilitatea intrinsecă, reală sau totală este capacitatea unei
molecule sau produs de a se transforma, prin intermediul agenților biologici
în bioxid de carbon și constituenți microbieni sau biomasă.

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

113
În ceea ce priveșt e biodegradabilitatea unei substanțe din punct de
vedere al protecției mediului, se discută despre biodegradabilitatea
acceptabilă și biodegradabilitatea totală.
Biodegradabilitatea totală este procesul prin care o substanță este
efectiv și total eliminat ă de către microorganisme în condiții naturale sau
artificiale.
Urmărirea procesului biochimic se face prin testele de biodegradabilitate
care constau în :
– punerea în contact a produsului de testat cu nămol activ;
– urmărirea evoluției și/sau a metabolițilo r rezultați fie a nămolului activ.
Realizarea acestor teste implică îndeplinirea unor probleme tehnice:
– alegerea condițiilor de cultură;
– originea inoculurilor bacteriene; adaptarea prealabilă a nămolului.
În procesul biochimic există diverse scheme metabol ice observate,
dependente de natura microorganismelor biodegradatoare și de condițiile de
mediu. Pot fi observate numeroase tipuri de reacții: β -oxidare, dezalchilare
oxidativă, oxidare tioeterică, decarboxilare, epoxidare, hidroxilarea
hidrocarburilor aro matice, hidroliza (esterilor, amidelor, fosfoesterilor,
nitrililor), dehalogenarea (hidrolitică, reducătoare), dehidrohalogenarea,
nitroreducerea.
Epurarea biologică a apelor uzate se realizează în:
– instalații de epurare biologică naturală (câmpuri de ir igare și filtrare,
iazuri biologice etc.);
– instalații de epurare biologică artificială (filtre biologice, bazine cu
nămol activ, iazuri de oxidare etc.).
Schema bloc a unei instalații de tratare mecano -biologică este
prezentată în figura 3.8.
3.5.3 .1.Tra tarea biologică naturală

Tratarea biologică naturală se realizează de obicei pe câmpuri de
irigare, câmpuri de irigare subterană, iazuri de stabilizare etc.
a) Câmpurile de irigare și filtrare sunt suprafețe de teren folosite,
fie pentru epurarea și i rigarea în scopuri agricole, fie numai pentru epurare,
în cazul câmpurilor de filtrare.
Pe plan mondial se evită folosirea apelor uzate industriale pentru
irigații, din motive de igienă și protecție a muncii [4,15].
În dimensionarea câmpurilor de irigare și filtrare cea mai importantă
problemă o constituie stabilirea cantității de apă necesară culturilor. Aceasta
se obține prin întocmirea bilanțului apei în sol.
Necesarul specific de apă se determină pe mai mulți ani, calculându –
se pe perioade fixe cu du rata de o lună și pe suprafețe gale cu 1 ha. Relația
de calcul este următoarea:
Wr = E p – 10P – Gw – Ri + R f (3.3)

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

114

Figura 3.8. Tratarea mecano  biologică artificială a apelor uzate

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

115
în care: W r este necesarul specific de apă, m3/lună * ha; dacă este
negativ, se ia în calcul egal cu zero
Ep = evapotranspirația potențială, m3/lună * ha
P = precipitații utile (care se rețin în sol), m/lună
Gw = aportul de apă freatică, m3/lună * ha. Se consideră zero pentru
nivelul apei freatice ma i jos de 2,0 m. adâncime. Între 0 -2,0 m este 700 –
1500 m3/ha
Ri = rezerva de apă în sol la începutul lunii, m3/ha
Rf = rezerva de apă în sol la sfârșitul lunii, m3/ha

b) Câmpuri de filtrare (filtre intermitente de nisip).
Pentru construcția unui asem enea filtru de nisip este nevoie de un sol
nisipos care se împarte în parcele mai mici de  0,40 ha. Solul natural de la
suprafață este îndepărtat până la stratul de nisip. Apa distribuită pe parcele
este evacuată prin conducte de drenaj cu diametrul de 10 cm, așezate la
adâncimea de 1,0 m de la suprafața nisipului și plasate la distanțe de 10,0 m
unele de altele.
În timpul exploatării, fiecare parcelă se încarcă cu apă uzată până la
o înălțime de 5 -10 cm ceea ce corespunde la o încărcare de 500 -1000 m3/ha
și se așteaptă infiltrarea apei în nisip. Dacă în 4 ore apa nu s -a infiltrat în
nisip, se scoate parcela din funcțiune și se îndepărtează stratul de nămol de
la suprafața nisipului. Perioada normală de funcționare este de 10 -15 ani,
după care filtrul de n isip trebuie abandonat din cauza colmatării [48].

c) Iazuri de stabilizare (lagune)

Procesele de tratare care se desfășoară în iazuri pot fi aerobice,
anaerobice sau complexe. Iazurile aerobice și complexe pot fi folosite ca
iazuri aerate artificial, utilizând în acest scop aeratoare de suprafață sau
difuzoare de aer [18].
Iazurile de stabilizare sunt folosite, atât pentru tratarea apelor uzate
menajere, cât și pentru cele industriale cu condiția ca acestea să nu conțină
substanțe toxice. Aceste amenaj ări sunt bazine de pământ construite în
depresiuni naturale având adâncimi de 1,0 – 2,0 m, destinate epurării apelor
uzate, folosind factorii naturali.
Dimensiunile iazurilor de stabilizare depind de gradul de epurare
cerut, de calitatea apei uzate, de co ndițiile climatice, de adâncimea iazului,
etc. Se recomandă pentru zone în care variațiile sezoniere de temperatură
sunt mari (cazul țării noastre), ca adâncimea să se ia 2,0 – 3,0 m [47].
Parametrii principali care condiționează proiectarea iazurilor de
stabilizare sunt: necesarul de oxigen, încărcarea organică de suprafață,
timpul de staționare și temperatura [48-55].
Temperatura este factorul cel mai important și influențează în mare
măsură procesul biologic de tratament în iazuri. Viteza de descompune re a
materiei organice scade semnificativ cu descreșterea temperaturii. Pierderea
de căldură se datorează convecției, radiației și evaporării; creșterea de
căldură datorită radiației solare are, de obicei, o valoare neînsemnată [4].

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

116
3.5.3.2. Tratarea biolo gică artificială

Tratarea biologică artificială se realizează în principal în filtre
biologice și în bazine cu nămol activ.

A. Filtrele biologice (biofiltre) sunt construcții specifice în care apa
uzată este tratată biologic în condiții specifice în tim pul traversării
materialului filtrant, de sus în jos.
Biofiltrul propriu -zis format dintr -un turn de 1  4 m înălțime și un
decantor secundar. Apa uzată provenită de la decantorul primar este
introdusă prin partea superioară a biofiltrului și cade liber pe umplutură,
colectându -se în decantorul secundar.
Există numeroase tipuri de filtre biologice, ele deosebindu -se prin
modul de aerare și funcționare (continuă periodică, cu recirculare etc); cele
mai uzuale biofiltre sunt prezentate în tabelul 3.15.

Tabe lul 3.15 Caracteristici principale ale filtrelor biologice [4]

Tipul filtrului biologic Alimentare Modul de
aerare Recirculare
Filtru biologic de contact Periodică Naturală Nu
Filtru biologic de mică
încărcare Continuă Naturală Cu și fără
Filtru biolog ic de mare
încărcare Continuă Naturală Cu și fără
Filtru biologic cu două
trepte Continuă Naturală Cu și fără
Filtru biologic turn Continuă Naturală Nu
Filtru biologic scufundat Continuă Artificială Nu
Aerofiltru Continuă Artificială Nu

Varietatea mare de filtre biologice, cu mod de funcționare și
recirculare diferit, este o rezultantă a necesității de adaptare la condițiile
locale, care de multe ori sunt inconstante [15].
Forma în plan a filtrelor biologice depinde de tipul distribuitorului
de apă uzată ales, preferându -se forma circulară. Pereții de susținere sunt
construiți de obicei din beton armat, dar, în funcție de dimensiuni, se pot
folosi și alte materiale.
Stratul de material filtrant , cu o umplutură de material inert este
caracterizat p rin natura, dimensiunile granulelor și înălțimea lui. Ca material
filtrant se poate folosi zgură, cocs, rocă spartă, cărămidă, inele Raschig,
materiale plastice etc. Materialul filtrant trebuie să îndeplinească o serie de
condiții, legate de suprafața de a dsorbție și rezistența mecanică.
Dimensiunile granulelor sunt diferite în diverse locuri de utilizare.
Se recomandă ca fiind cele mai potrivite granulele cu dimensiuni între 40 și
80 mm [50].
Înălțimea stratului filtrant este variabilă depinzând de tip ul filtrului și
de o serie de condiții locale. Pentru filtrele biologice de mică încărcare, se

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

117
folosesc înălțimi ale stratului filtrant cuprinse între 1,50 și 4,00 m. Filtrele
de mare încărcare au înălțimi ale stratului filtrant de 1,00 la 1,80 m, în timp
ce filtrele biologice turn au 3  4 straturi filtrante cu grosimi de 4 5 m.
Stratul filtrant este susținut de un grătar plasat pe grinzi de susținere.
Schema unui fitru biologic este prezentată în figura 3.9.

Figura 3.9. Filtru biologic

Asigurarea o xigenului necesar procesului aerob se realizează prin
ventilație îndepărtându -se și bioxidul de carbon rezultat din mineralizarea
materiilor organice. De obicei, alimentarea cu aer se obține prin ventilație
naturală, care se realizează ca urmare a diferenț ei de temperatură între
interiorul și exteriorul filtrului.
Recircularea apei este una din problemele importante ale filtrelor
biologice. Ea reprezintă o modalitate de mărire a eficienței din punct de
vedere al CBO (consumul biochimic de oxigen).
Calcu lul detaliat al dispozitivelor care echipează filtrul biologic este
prezentat în literatură [47  55]

B. Epurarea biochimică a apelor uzate cu impurificare organică
prin procedeul cu nămol activ

În aprilie 1914 se demonstrează posibilitatea epurării ape lor uzate
menajere prin aerare și având ca rezultat un depozit format prin
sedimentarea suspensiilor numit ”nămol activ ”.

Se disting 3 linii generale pentru realizarea unei bune funcționări a
aerotancurilor:
1. Crearea suprafețelor specifice mari necesare dezvoltării
microorganismelor, deziderat atins prin agitarea permanentă a
flocoanelor de nămol activ, care să contacteze permanent apa
reziduală. Se constată că 1 mg de cultură bacteriană cuprinde o
sută de milioane organisme, a căror suprafață totală este de 4,2 m2.
2. Introducerea într -o cantitate suficientă a oxigenului în apa
reziduală (aerarea cu bule mari și agitarea apei și cu perii și palete).
3. Aducerea oxigenului pe suprafața celulei și îndepărtarea produselor
de metabolism.

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

118
Progrese se înregistrează în domeniul perfecționării utilajelor de aerare,
al optimizării instalațiilor (recircularea nămolului, ditribuția apei uzate,
folosirea oxigenului în locul aerului etc.).
Mai nou, se impun procedeele de biofiltrare care combină filtrarea și
biodegradarea într-un singur reactor umplut cu un mediu granular fin
imersat. Pe lângă avantajele tehnice (sunt compacte, modulare, asigură
limpezirea, se pot automatiza), biofiltrarea realizează îndepărtarea azotului
amoniacal, a azotaților și a poluării organice și a mteriilor în suspensie.

Principii generale ale epurării apelor uzate prin procedeul cu nămol
activ

Tehnologia de epurare a apelor uzate în instalațiile cu nămol activ
cuprinde fluxurile (figura 3.11):

Fig. 3.12. Fluxul tehnologic al epurării apelor uz ate cu nămol activ

a. Apa uzată – preepurată anterior mecanic în separatorul mecanic, sau după
caz, supusă procesului fizico -chimic de epurare, se amestecă cu nămolul
recirculat si se aerează cu nămolul activ în bazinul de aerare, pentru ca
oxigenul dizo lvat să satisfacă cerințele microorganismelor aerobe,
aglomerate în flocoane, iar cestea să se mențină în suspensie.
b.Apa epurată
a. Nămolul activ
b. Nămolul activ excedentar

Influent
Namol in
excesDecantor
primarBazin de aerareDecantor
secundar
Namol recirculatAer
Efluent

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

119
3.5.4. PROCEDEE DE TRATARE A
NĂMOLURILOR

Aceste procedee sunt dependente de tip ul nămolurilor [53 -57].
Clasificarea nămolurilor (după compoziție și proveniență) este:
A. Compozițional :
– nămoluri minerale, în care cantitatea de materiale solide totale minerale
este mai mare de 50%.
– nămoluri organice, în care cantitatea de materiale sol ide organice
depășește 50%.
B. Din punctul de vedere al provenienței deosebim:
– nămoluri mecanice (care sunt în general fermentabile);
– nămoluri fizico -chimice (conțin substanțe chimice, cu mirosuri
specifice);
– nămoluri biologice (floculente, brune).
Nămolurile se pot caracteriza prin proprietăți fizice, chimice, biologice
și bacteriologice [54].

Tratarea namolurilor cuprinde următoarele etape preliminare:
– Îngroșarea (concentrarea nămolurilor);
– Condiționarea (tratarea suplimentară cu coagulanți);
– Elutrierea (s pălarea) nămolurilor fermentat pentru eliminarea coloizilor
și particulelor fin dispersate;
– Deshidratarea – eliminarea apei în vederea reducerii volumului
nămolului pentru depozitare;
– Reducerea parțială a substanțelor organici prin tratare termică, având c a
rezultat turte cu umiditate 50 -55 %, fie prin oxidare umedă, cu turte
sterile cu cca 65 %.
– Reducerea totală a materiilor organice prin incinerare;
– Arderea în strat fluidizat pentru nămoluri cu umidități;
– Incinerarea în cuptoare rotative – cu combustibili lichizi sau gazoși;
– Depozitarea nămolurilor și a cenușilor, realizată în gropi, foste cariere de
nisip, în depresiuni (fără miros și afectarea pânzei freatice).

Legat de realizarea propriu -zisă a epurării biologice (biochimice) aceasta
se realizează în b azine și decantoare secundare.
Bazine cu nămol activ . Instalația de epurare cu nămol activ (figura
3.10) include bazine de aerare (aerotancuri), care sunt construcții în care
epurarea biologică aerobă a apei are loc în prezența unui amestec de nămol
și ap ă uzată, agitat în permanență și aerat [51]. Epurarea în aceste bazine
este similară autoepurării care are loc în apele de suprafață. În aceste bazine,
se realizează însă și accelerarea procesului prin trimiterea nămolului de
recirculare rezultat din decan tarea efluentului din bazinele cu nămol activ în
decantoarele secundare.
În timpul staționării apei (2 -4 ore) în aerotanc se formează flocoane
de microorganisme care consumă substanța organică poluantă, ducând la
formarea unui material celular cu aspect de nămol.

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

120
Nămolul sedimentat în decantorul secundar este utilizat perțial
pentru însămânțarea aerotancului, iar excesul este îndepărtat sau condus în
altă instalație a stației de epurare.

Figura 3.11. Epurarea biologică cu nămoluri active [1]: 1. Decantor
primar; 2. Bazin de aerare; 3. Decantor secundar; 4. Recirculare; 5. Nămol
în exces; 6. Concentrator; 7. Deshidratare; 8. Nămol uscat.

Nămolul activ este format din flocoane (culoare variabilă de la brun
până la aproape ne gru) rezultate prin creșterea unei populații mixte de
bacterii și de alte microorganisme în prezența unei ape uzate tratabilă
biologic și a oxigenului.
Floconul reprezintă unitatea structurală a nămolului activ. La
microscop, se obține o imagine complexă, caracterizată printr -o masă
gelatinoasă secretată de bacterii în care sunt cuprinse numeroase bacterii,
dar și substanțe organice și anorganice inerte. Printre flocoane trăiesc
protozoare și unele metazoare, care contribuie la consistența nămolului.
Ca și filtrele biologice, bazinele cu nămol activ ocupă suprafețe mult
mai mici decât câmpurile de irigare și filtrare. Spre deosebire de filtrele
biologice, au calitatea de a nu emana în jur miros neplăcut și de a nu
favoriza dezvoltarea muștelor.
Randamente le sunt ridicate și constante, atât vara cât și iarna, ușor
superioare filtrelor biologice (85 -95%).
Pentru dimensionarea bazinelor cu nămol activ este necesară
cunoașterea unor parametri de proiectare comuni tuturor tipurilor de bazine,
ca și parametrii corespunzători bazinelor de aerare pneumatică și a celor cu
aerare mecanică. În aproape toate instalațiile de tratare, volumul este
împărțit în două sau mai multe compartimente, care pot fi operate
independent. Uneori, volumul fiecărui compartiment este î mpărțit în mai
multe subcompartimente prin pereți longitudinali, formând un canal. In
secțiune transversală, lățimea nu trebuie să depășească de două ori
adâncimea. Raportul lungime : lățime trebuie să fie 5:1 până la 10:1 pentru a

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

121
reduce scurtcircuitele l a minim.Lungimea bazinelor poate varia între 30 și
100 m.

Decantoare secundare . Constituie o parte importantă a treptei de epurare
biologică și au drept scop reținerea nămolului – materii solide în suspensie
separabile prin decantare  rezultat în urma tr atării biologice. Nămolul din
aceste decantoare are un conținut mai mare de apă, este puternic floculat,
este ușor și intră repede în descompunere.
Dimensionarea decantoarelor secundare se face similar decantoarelor
primare, ținând seama de debitul apelor uzate, viteza de sedimentare,
încărcarea hidraulică superficială, timpul de decantare, încărcarea de
suprafață cu materii solide și coeficientul de recirculare a nămolului activ
[19]. Nămolurile rezultate din tratarea apelor uzate sunt tratate prin
fermen tarea anaerobă, care are ca scop reducerea conținutului de materii
organice, a conținutului de apă și a nocivității. Nămolul se deshidratează,
apoi se descompune și se incinerează. De asemenea nămolul se poate laguna
(depozita).
În final, se prezintă schem a instalației de tratare apă de la Petromidia
[53], putându -se evidenția conexiunile dintre diferitele părți componente ale
procesului (fig. 3.12).

– Nisip
– Slops
rafinarie la prelucrare
-NamolEPURAREA MECANICA
– Deznisipare
– Separarea produselor
petroliere
– Omogenizare- Ape chimic impure
rafinarie
-Ape chimic impure
petrochimie
– Drenuri
– Ape menajere
-Ape meteorice potential
impurificate
EPURAREA FIZICO-CHIMICA
– Coagulare – floculare
– Decantare primara cu flotatie
Corectie pH
EPURARE BIOLOGICA CU NAMOL
ACTIV
– Aerare treapta I
– Decantare secundara treapta I
– Aerare treapta a II a
– Decantare secundara treapta a II-
a
EPURAREA TERTIARA
BIOLOGICA
– Iaz biologic
– Canale cu macrofiteNamol
Namol Reactivi
Aer
Nutrienti
Aer
MAREA NEAGRA
Fig. 3.12. INSTALATIA DE EPURARE FINALA A APELOR DIN PETROMIDIA S.A.

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

122

3.6. PROCEDEE ACTUAL E DE SEPARARE A
AMESTECURILOR HIDROC ARBURI  APĂ

Poluarea cu hidrocarburi a apelor poate fi [53,55]:
1) Poluarea în care are loc amestecul molecular -apă  hidrocarburi;
2) Poluarea în care se produce dizolvarea și emulsionarea în absența
agenților tensioactivi;
3) Poluarea în care se produce dizolvarea și emulsionarea în prezența
agenț ilor tensioactivi;
4) Poluarea datorată filmelor sau peliculelor de hidrocarburi la suprafața
apei.

Tratamentul poluărilor de suprafață (hidrocarburi care formează
pelicule sau filme) se poate realiza prin:
– procedee de dispersie a hidrocarburilor în toat ă masa tratată cu agenți
tensioactivi;
– procedee de pompare directă sau asistată care se aplică în poluarea
accidentală și au dezavantajul că sunt neselective;
– procedee de bazate pe adsorbție și pot fi nerecuperative și recuperative.
Adsorbția nerecuperati vă se realizează cu dispozitive de tip tambur din
compuși fluorocarbonați, oțel inox, policlorură de vinil (PVC),
polipropilenă și alte materiale cu tensiuni superficiale în domeniul
hidrocarburilor.
Procedele recuperative utilizează tambururi, discuri și benzi
recuperatoare.
Importantă în depoluarea recuperativă este productivitatea în
reținerea produselor petroliere. De exemplu, pentru discurile recuperative se
utilizează relația:
332,017,1
452,0
0212,1 258,1
0 (664,0gIx x xN D P  
(3.3)
în care: P 0 este productivitatea în produ se petroliere a unei fețe a discului;
D = diametrul discului, m;
N = viteza de rotație a discului, rot/min;
ν0 = vâscozitatea cinematică a produselor petroliere, m2/s;
L = înălțimea de imersie a discului, m;
G = accelerația gravitațională,

În ceea ce p rivește tratarea emulsiilor se remarcă utilizarea procedeelor
discutate la desalinarea electrică. În plus se pot aminti:
– Procedee bazate pe separarea accelerată;
– Utilizarea echipamentelor granulare cu rășini oleofile;
– Echipamente de coalescență cu ghidaje;
– Echipamente tubulare cu perii
– Echipamente cu Spiraloil [53].

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

123
 Teste de autoevaluare

A. Alegeți răspunsul sau răspunsurile corecte:

1. După proveniența poluanților, sursele de poluare a apei sunt de
următoarele tipuri:
a- surse de poluare organizate;
b- surse de poluare simultane;
c- surse de poluare neorganizate
d- surse de poluare discontinue.

2. Limita admisibilă pentru CONSUMUL BIOCHIMIC DE OXIGEN
(CBO 5) în apele uzate este de :
a- 50 mg/l;
b- 100 mg/l;
c- 80 mg/dm3;
d- 60 mg/dm3.

3. Deznisipatoarele au rolul de a:
a- separa suspensiile granulare cu dimensiuni mai mici de 1,5 mm;
b- separa suspensiile granulare cu dimensiuni mai mari de 0,15 -0,20 mm;
c- reține toate tipurile de materiale solide pentru a proteja echipamentele
împotriva abraziunii;
d- separa particulele solide în funcție de dimensiuni, formă și densitate.

4. Precipitarea face parte din categoria:
a- tratamentelor primare;
b- tratamentelor secundare;
c- tratamentelot terțiare;
d- tratamentelor cuaternare.

5. Care din următoarele procedee face parte din categoria
tratamentelor de epurare b iologică:
a- procedeul de floculare;
b- procedeul de tratare cu nămol activ;
c- procedeul de sedimentare;
d- procedeul cu iazuri de oxidare.

B. Răspundeți, în scris, la următoarele întrebări:

1. Definiți: a) poluarea apei b) efluent; c) emisar; d) contaminanți.
2. Care s unt sursele de poluare a apei?
3. Ce este epurarea apei?
4. Enumerați metodele de epurare a apelor reziduale.
5. Care sunt etapele tratării nămolurilor?

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

124

BIBLIOGRAFIE

1. * * * World water balance and water resources of Earth , UNESCO,
Paris, 1978.
2. Lvovich, M.I., White, G.F., Use and transformation of terrestrial water
in systems , Cambridge University Press, Cambridge, 1990.
3. Newman, P.J., Classification of surface water quality management ,
Heinemen Professional Publishing, Oxford, 1988.
4. Uttomark, P., Wall, P., Lake classification for water quality
management , University of Wisconsin Water Research Center, 1975.
5. Degrémont, Water Treament Handbook , Lavoisier Publishing Paris,
1991.
6. Robescu, D., Robescu, Diana, Procedee, instalații și echipamente pentru
epurarea apelo r, Litografia UPB, București, 1996.
7. Berné, F., Cordonnier, J., Tratement des eaux, Edition TECHNIP, 1991.
8. Chevalier, Technique de l’eau , 33, 386, 1979.
9. Monitorul Oficial al României, Partea I, nr. 327/25.XI.1997.
10. Popp V. I., Ionescu Homoriceanu, ș. a. – Brevet, R.S.R . 58 309, 1974.
11. Popp V. I., Rev. chim. 29, 1, 60, 1978.
12. Ianuli, V., Rusu, Gh.C., "Stații de epurare a apelor uzate românești.
Exemple de calcul. Partea I.", Institutul de Construcții, București, 1983 .
13. Franco H. J., a. o., Industrial Water Engin eering , 18, 5, 11, 1981.
14. Cocheci V., Popp V. I., Bacaloglu R., ș.a., Buletinul științific și tehnic,
seria Chimie, I.P.T.V.Timi șoara, Dom 23(37) fasc.1, 1978.
15. Cocheci V., Popp V. I., Probleme actuale ale protec ției, trat ării și
epurării apelor , Simpozion p.9, Timi șoara, 1984.
16. Cocheci V., Martin A., Mâ șu S. – Simpozion “Tratare ape” , p.29,
Timi șoara,1984.
17. Stoianovici, S., Robescu, D., "Procedee și echipamente mecanice pentru
tratarea și epurarea apei", Ed.Tehnică, București, 1983.
18. Edeline, F ., Chemical Eng . Rev., 24, 457, 509, 1981.
19. Trambouze, P., Materiels et equipements , Editions Technip, Paris, 1999.
20. Negulescu, M. ș.a., Epurarea apelor uzate industriale , Ed. Tehnică,
București 1978.
21. Gaid, K., Caveller, C., Martin, G., Water Ressources , 16, 17, 1982.
22. * * * STAS 4162/1 – 80, "Decantoare primare. Prescripții de
proiectare".
23. * * * STAS 4162/2 – 82 "Decantoare secundare. Prescripții de
proiectare".
24. Gantz, R.G., Sour Water Stripper Operations, API Special Report ,
Hydrocarbon Processing , May 1975, pag 85
25. Dobra zanski, L.T. și Thomson, J.W. , “Performance Evaluation of Sour
Water Strippes” paper presented at AIChE 76 th National Meeting ,
Tulsa, martie 10, 1974, cit.5.
26. Ewing, R.C., Oil and Gas Journal , vol. 69, 8 martie, 1971.
27. Beychok ,M.R., Aqueous Wastes from P etroleum and Petrochemical
Plants ”, volum 22, nr.7, John Wiley Sons, London, 1967.

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

125
28. Roper, R.E., Dikey, R.O., Marman, S., Kim, S.W., Yandt, R.W.,
"Design effluent quality", Journ.Env.Eng.Div.Proc.Amer.Soc.Civ.Engr.,
Apr.1979.
29. Linsey, R.K., Kohler, M.A., Pau lhus, J.L.H., Hydrology for Engineers ,
2nd ed. McGraw – Hill, New York, 1975.
30. Heppler, P., Water pollution by oil , London, 1971.
31. CNA. ICPGA. " Protecția, tratarea și epurarea apelor ", Vol.II,
București, 1976.
32. Cornet J.C., Moisse R., Technologie de l’eau , 428-429, 23, 1982.
33. Negulescu, M., " Municipal waste water treatment ", Ed.Elsevier,
Amsterdam, Oxford, New -York, Tokio, 1985.
34. Grigora ș, D, Cruceru, A., Revista Rom ână de Petrol , vol. 2, nr. 3, 1995,
pag. 306 -311.
35. Vintilescu, M., Vintilescu, A., Mara, S., Mediu l înconjurător , vol. V, nr.
4, 1994.
36. * * * “ Epuration des eaux .” Ed.Technip , Paris, 1990.
37. DeSilva, Fr., Tips for process water purifications , Chem. Eng., August,
1996.
38. Drimu ș I. și colaboratorii, Aditivi pentru apele de injec ție – Materialele
consf ătuirii științifice în probleme de ape reziduale , p.31 -33, Ploie ști
(1966).
39. Atkinson, B., Biochemical Reaction Engineering , in: "Chemical
Engineering", coord. Coulson, J.M., Richardson, J.F., vol.3, cap.5,
Pergamon Press, Oxford, 1971.
40. Dumitrescu G., Epurare a apelor industriale din schelele petroliere ,
Consf ătuire științifică p. 17 -24, Ploie ști, 1966.
41. * * * " Alimentare cu ape și ape reziduale în industria petrolieră ",
Centrul de Documentare al Industriei Chimice și Petroliere, București,
1968.
42. Consiliul N ațional al Apelor, " Normativ privind condițiile de descărcare
a apelor uzate în rețelele de canalizare a centrelor populate C.90 -83",
București, 1983.
43. Degremont, " Memento technic de l'eau ", Ed.Technip, Paris, 1989.
44. Masters, R.G., Introduction to Environmen tal Engineering and Science ,
Prentice – Hall International Inc., 1991.
45. Thirumurthi, D., " Design criteria for aerobic aerated lagoons ", Journ.
Env. Eng. Div. Amer. Soc. Civil Eng., Febr.1979.
46. Stowell, R., Ludwig, R., Colt, Y., Tchobanoglovs, G., " Concepts i n
aquatic treatmenet system design ", Journ. Env. Eng. Div. Proc. Amer.
Soc. Civil Eng., Oct.1981.
47. Roper, R.E., Dikey, R.O., Marman, S., Kim, S.W., Yandt, R.W.,
"Design effluent quality ", Journ.Env.Eng.Div.Proc.Amer.Soc.Civ.Engr.,
Apr.1979.
48. Saget, Ph., " L'Environnement en millieu industriel ", Université de
Technologie de Compiégne, 1997.
49. Suciu, Gh., " Procese calorice și mecanice de separare ",
I.P.G.G.București, 1962.

MODULUL II
APA. POLUAREA ȘI DEP OLUAREA APEI

126
50. * * * STAS 11566 -82, " Bazine de aerare cu nămol activ.Prescripții de
proiectare ".
51. Neag, Gh. , Depoluarea solurilor și apelor subterane , Editura Casa
Cărții de Știință, Cluj Napoca, 1997.
52. Gudin, C., Proc. Int. Symp . on Groundwater Pollution by Oil
Hydrocarbons , Prague, 1978.
53. Chirilă, Elisabeta, Protecția mediului , Ovidius University Press,
Constan ța, 2000.
54. * * * Waste Management and Recycling International , Sterling
Publications, Limited, London, 1994.
55. Stoianovici, S., Robescu, D., " Procedee și echipamente mecanice pentru
tratarea și epurarea apei ", Ed.Tehnică, București, 1983.
56. Spencer, C.Watson, L ., Optimize wastewater operations , Hydrocarbon
Processing, June, 1997.
57. Negulescu, M., " Epurarea apelor uzate orășenești ", Ed.Tehnică,
București, 1978.