O necesitate sau o prioritate a societății, în zilele noastre, este tratarea și epurarea apelor uzate menajere și a celor industriale. Totodată cu… [309834]

ASPECTE GENERALE

O necesitate sau o prioritate a societății, [anonimizat] a celor industriale. [anonimizat], [anonimizat] a apei și reducerea impactului asupra mediului [1].

Modernizarea continuă a societății, a industriei și creșterea populației conduce la mărirea necesarului de apă si totodată la volumul de apă deversată [1].

[anonimizat] a [anonimizat], o utilizare rațională a apei și reciclarea sau reutilizarea apelor uzate.

[anonimizat], pe rezolvarea problemelor legate de apele uzate în aglomerări umane cu peste 2000 de locuitori până în 2015, [anonimizat], satele cu mai puțin de 2000 de locuitori sunt ignorate de factorii de decizie și de managerii din domeniul apei. [anonimizat], mai puțin dezvoltate din punct de vedere al infrastructurii. [anonimizat], [anonimizat], [anonimizat]. [anonimizat] a furniza o alimentare cu apă și o sanitație adecvate în vederea atingerii Obiectivelor de Dezvoltare ale Mileniului până în 2015 [2].

În conformitate cu Directiva 91/171/CE, construirea unei stații de epurare pentru așezări cu mai puțin de 2000 de locuitori nu este obligatorie. [anonimizat] a [anonimizat] o stare bună a apelor pe teritoriile lor până în anul 2015, perioada finală de tranziție pentru România fiind 31 decembrie 2018 [2].

[anonimizat] 2000 [anonimizat], [anonimizat]: [anonimizat] [2].

STADIUL ACTUAL AL EPURĂRII APELOR UZATE DE LA POPULAȚIE

CARACTERISTICILE APELOR UZATE

Pentru a [anonimizat] a se cunoaște caracteristicile apelor uzate.

2.1.1 Caracteristici fizice ale apelor uzate

Caracteristicile fizice ale apelor uzate și de suprafață sunt: turbiditatea, culoarea, [anonimizat], mai ales cele biologice [3].

[anonimizat] 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 1 mg de SiO2/l de apă). [anonimizat].

[anonimizat] a început au culoare gri închis.

Mirosul apelor uzate 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.

Temperatura influențează modul de desfășurare a multor reacții chimice, precum și procesul de sedimentare. Temperatura apei are o importanță deosebită asupra vitezei de descompunere a substanțelor organice. La temperatură mai ridicată vom avea o viteză mai mare de descompunere a substanțelor organice, în timp ce, la temperaturi scăzute vom avea o viteză de descompunere mult mai redusă. Pe de o 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.

Procesele de epurare variază în funcție de anotimp, fii mult mai lente pe timp de iarnă.

2.1.2 Caracteristici chimice ale apelor uzate

Compoziția chimică a apelor uzate este influențată de consumul specific de apă pe cap de locuitor. Cu cât consumul de apă pe cap de locuitor este mai mare, cu atât apa uzată este mai diluată, pentru că, în general, cantitatea de materii deversate în apele uzate este relativ constantă.

Caracteristicile chimice ale apelor uzate sunt: cantitatea materiilor organice solide aflate în suspensie și separabile prin decantare, materiale organice solide și dizolvate în apă, precum și azotul sub toate formele de combinații chimice, cloruri, sulfuri, hidrogen sulfurat, etc. Toate caracteristicile apelor uzate trebuie determinate prin analize detaliate.

Materiile solide se clasifică în: materii solide în suspensie și materii solide dizolvate. Materiile solide în suspensie se clasifică după dimensiune: materii solide în suspensie separabile prin decantare care au dimensiune peste 100 microni și materii solide în suspensie separabile prin tratamente speciale, care au dimensiunea cuprinsă între 1 și 100 microni. Aceste materii constituie nămolurile obținute în stațiile de epurare, respectiv bazinele de decantare în timp ce materiile organice dizolvate în apele uzate sunt tratate prin oxidare în instalațiile de epurare biologică.

Oxigenul dizolvat. Oxigenul este un element foarte important și de aceea el trebuie sa fie permanent monitorizat. Apele uzate conțin foarte puțin oxigen, dar după epurarea biologică, apa poate conține oxigen între 1-2 mg/l. Solubilitatea oxigenului în apă este dependentă de temperatură, de presiunea atmosferică, de mărimea suprafeței de contact aer-apă și turbulența ei.

În instalațiile de epurare biologică, nivelul conținutului de oxigen din apă caracterizează cel mai bine starea de murdărie a unei ape uzate, precum și stadiul de descompunere al substanțelor organice din apă.

Consumul biochimic de oxigen (CBO) este un indicator ce se definește ca fiind cantitatea de oxigen consumată pentru descompunerea biochimică în condiții aerobe a materiilor solide organice totale cu respectarea condițiilor din standarde. Rezultatul determinării este influențat de temperatura apei pe durata determinării. Cea mai frecventă determinare este cea efectuată la 200 Celsius, pe durata a 5 zile si se notează, CBO5. CBO apreciază indirect cantitatea de materii organice care se pot descompune și direct consumul de oxigen cerut de microorganismele are produc descompunerea.

Consumul chimic de oxigen (CCO) este o determinare relativ nouă introdusă, cu scopul de a clarifica unele aspecte legate de consumul biochimic de oxigen. CCO măsoară conținutul de carbon din compușii organici aflați în apă prin stabilirea cantității de oxigen consumat din bicromatul de potasiu în soluție acidă sau din permanganatul de potasiu.

Azotul se întâlnește în apele uzate sub forma unor compuși, dintre care se remarcă amoniacul, azotul legat în substanțe organice, nitriți și nitrați, într-o cantitate în jur de 25-85 mg/l. Azotul organic și amoniacul liber sunt considerați indicatorii de bază al materiilor organice azotoase prezente în apa uzată.

În cazul tratării biologice a apelor uzate este important să se cunoască conținutul de azot organic și amoniac liber, pentru că azotul este un element de bază pentru procesul de epurare biologică. Dacă se constată că procentul de azot din apă este scăzut, se poate adăuga azot suplimentar.

Nitriții și nitrații sunt conținuți în apa uzată proaspătă în cantități extrem de mici. Nitriții sunt nestabili și pot sa fie reduși la amoniac, fie pot fi oxidați până la nitrați. Nitriții pot apărea, în mod natural, în apele de ploaie sau în cele provenite din topirea zăpezilor. Cantitățile maxime de nitriți din apele uzate nu depășesc 0,1 mg/l. Nitrații reprezintă cea mai stabilă formă a materiilor organice azotoase și în general indică o apă stabilă din punct de vedere al transformării. Este importantă prezenta nitraților în râuri deoarece reprezintă o sursă de oxigen, în sensul că stimulează creșterea algelor și plantelor verzi ce conțin clorofilă și prin fotosinteză îmbogățesc apa în oxigen. Filtrele biologice ale unei stații de epurare care funcționează bine sunt caracterizate printr-un flux de curgere ce conține nitrați, iar nitriții în cantitate foarte mică sau deloc.

Clorurile și sulfurile. Clorurile sunt substanțe provenite din urină, iar sulfurile rezultă din descompunerea materiilor organice, precum și din deversarea apelor industriale uzate și dau naștere la mirosuri neplăcute.

Acizi volatili. Gradul de fermentare anaerobă a materiilor organice poate fi stabilit indirect prin nivelul acizilor volatili (acid acetic). Din acești acizi, rezultați prin combinarea apei cu materia organică solidă, iau naștere prin descompunerea bioxidului de carbon și gazul metan.

Gazele. În tehnica epurării apelor uzate, intervin trei tipuri de gaze: hidrogenul sulfurat, dioxidul de carbon și metanul. Hidrogenul sulfurat se poate determina foarte ușor, din cauza mirosului specific. Prezența acestui gaz indică ca apa este uzată și a staționat timp îndelungat în condiții anaerobe, în concentrații mari este toxic. Indicatorii fermentării anaerobe sunt dioxidul de carbon și metanul.

Alcalinitatea, aciditatea, concentrația de ioni (pH). Aciditatea sau alcalinitatea apelor uzate reprezintă capacitatea acestora de a neutraliza baze respectiv acizi. Apele uzate menajere sunt slab alcaline, iar cele industriale au caracter acid sau bazic. Pentru buna desfășurare a epurării biologice, apele uzate ar trebuie sa fie slab alcaline.

2.1.3. Caracteristicile bacteriologice ale apelor uzate

Aceste caracteristici ale apei ne dau informații numeroase în ceea ce privește evitarea propagării, precum și controlul bolilor contagioase și de aceea acest control al compoziției bacteriologice este de mare importanță pentru sănătatea populației. Cele mai importante bacterii sunt: banale, bacterii saprofite, bacterii patogene și bacteriofagii.

2.1.4. Caracteristici biologice ale apelor uzate

Diferite organisme se întâlnesc în apele uzate, de la cele mai mici, vizibile cu ochiul liber până la cele microscopice. Sub aspectul periculozității asupra omului și a mediului înconjurător, organismele pot fi vătămătoare, nevătămătoare sau chiar folositoare, remarcând faptul ca lipsa acestor organisme indică faptul că apa conține substanțe toxice. Prezența sau absența acestor organisme impune un anumit mers al procesului de epurare, de regulă varietatea organismelor din apele uzate brute este mai redusă decât în apa aflată în faza de epurare biologică, unde prezența acestora este favorabilă procesului de autoepurare biologică.

Tratarea apelor uzate în stațiile de epurare biologică au la bază în principal această grupă de microorganisme, care sunt utilizate pentru descompunerea substanțelor organice dizolvate în apă.

2.2. METODE DE EPURARE

Unul dintre cele mai importante măsuri de combaterea poluării este prevenirea acesteia. Modalitatea cea mai eficientă de combatere și limitare a poluării este epurarea apelor uzate înainte de evacuare, care se aplică la orice ramură industrială și diverse activități sociale. Prin această modalitate, apele uzate sunt supuse unor tratamente succesive, prin care conținutul de poluanți este diminuat, iar atunci când acestea sunt diluate cu apele râurilor să înregistreze concentrații cât mai mici [4].

2.2.1. Epurare mecanică

Această epurare mai poartă denumirea de epurare primară și se bazează pe procese fizice de separare a poluanților din apele uzate. Pentru reținerea corpurilor solide de dimensiuni mari se folosesc grătare și site; pentru separarea prin flotație sau gravitațională a uleiurilor și grăsimilor care plutesc în masa apei uzate, se folosesc separatoare de grăsimi, iar sedimentarea materiilor solide are loc în deznisipatoare, decantoare sau fose septice. În epurarea mecanică se reține și o parte din materia organică biodegradabilă, datorită asocierii acesteia cu solidele în suspensie.

2.2.2. Epurare mecano-chimică

Aceasta metodă de epurare se aplică la apele uzate în compoziția cărora predomină materii solide în suspensie, materii coloidale și dizolvare, care nu pot fi reținute decât numai prin epurarea cu reactivi chimici. Se aplică frecvent în epurarea apelor uzate industriale, pentru industriile minieră, extractivă, alimentară, petrochimică.

2.2.3. Epurare mecano-biologică

Se bazează pe acțiunea comună a proceselor mecanice, chimice și biologice și pot avea loc în condiții naturale prin filtrare biologică sau în condiții artificiale în bazine de aerare cu nămol activ. Construcțiile și instalațiile în care se realizează procedeele biochimice de epurare, având ca scop, reținerea materiilor solide dizolvate și în special a celor organice. Nămolul produs în treapta biologică este reținut, prin decantare, în decantoarele secundare pentru care sunt necesare unele construcții și instalații de deservire.

2.2.4. Epurarea biologică

Prin acest proces substanțele poluante sunt transformate de către cultura de microorganisme în produși de degradare inofensivi și masă celulară nouă. Rolul principal în epurarea biologică o au microorganismele care se pot dezvolta în prezența sau absența oxigenului.

Epurarea biologică este influențată de o serie de factori cum ar fi temperatura, pH-ul, concentrația poluanților în apa ce urmează sa fie epurată, aportul de oxigen, încărcarea organică și hidraulică.

Această epurare este naturală și se realizează în zonele umede construite (câmpuri de irigare și filtrare) sau iazuri de decantare.

2.3. SISTEME NATURALE DE TRATARE

În zonele rurale și comunități mici, izolate, apele uzate se evacuează în fosele septice, din cauza lipsei de unități de tratare a apelor uzate. O soluție ideală pentru eliminarea acestui tip de probleme și pentru tratarea apelor uzate în aceste zone, este construirea de sisteme naturale de tratare. Acestea, printre care și iazurile de stabilizare (IS), combină costurile scăzute, întreținerea ușoară, operarea simplă, de încredere și de eficiență ridicată de epurare [5].

2.3.1. Zone umede construite (ZUC)

Recunoașterea existenței unor procese de purificare a apei în cadrul sistemelor umede a condus, în ultimele decenii, la elaborarea unor noi strategii de tratare a apelor reziduale care să includă crearea zonelor umede artificiale. Una dintre cele mai acceptate definiții ar fi că zonele umede construite sunt sisteme complexe create de om de substrat saturat, vegetație emergentă, viață animală și apa care stimulează zonele umede naturale pentru uz uman și beneficii (Hammer și Bastian, 1989) [6].

Aplicarea zonelor umede construite pentru tratarea apelor reziduale municipale este în creștere datorită bunelor performanțe de tratament și costuri reduse de construcție și exploatare (Kadlec și Al, 2000) [7].

Acestea sunt sisteme artificiale și inginerești concepute pentru a stimula funcția zonelor umede naturale de îndepărtare a poluanților. În procesul de epurare a apelor uzate, o serie de procese fizice, chimice și biologice au loc în zonele umede construite, având la bază interacțiune dintre apă, sol, atmosferă și microorganisme. Plantele din zonele umede joacă un rol important în eliminarea și reținerea de materie organică, nutrienți, metale grele și diverse substanțe toxice. Stuful (Phragmites australis) și papura (Typha latifolia, T. angustifolia), sunt exemple bune de specii de mlaștină care pot absorbi poluanți în mod eficient și sunt utilizate în zonele umede construite [5].

2.3.2. Tipuri de zone umede construite

Cele mai cunoscute tipuri de zone umede construite sunt: sisteme de curgere liberă (FWS) a apelor de suprafață, sisteme de curgere orizontală a apelor subterane (HF) și sisteme de curgere vertical (VF).

ZUC cu Sistem liber de curgere a apelor de suprafață (FWS), ele sunt formate din unul sau mai multe bazine sau canale impermeabile cu vegetație și de mică adâncime (40-60 cm adâncime), care sunt umplute cu pământ, vegetație nativă plantată (papură, stuf, etc.) și echipate cu structuri de intrare și evacuare corespunzătoare. Apa uzată curge la adâncimi de 10 până la 30 sau chiar 45 cm și este expusă atmosferei, vântului și luminii directe a soarelui. O zonă anaerobă predomină în partea de jos a zonei umede, în timp ce o zonă aerobă există aproape de suprafață, oxigenată din atmosferă prin re-aerare, ca urmare a mișcării plantelor în vânt. În timp ce apa uzată curge prin zona umedă, au loc procese fizice, chimice și biologice simultane care elimină poluanții. Stratul de sol sub apă este anaerob, rădăcinile plantelor eliberează oxigen în zonă ducând la crearea unui mediu cu o activitate biologică și chimică complexă.

ZUC cu Sisteme de curgere orizontală a apelor subterane (HF), acestea sunt canale umplute cu pietriș grosier, nisip și plante cu vegetație acvatică. Fundul canalului este de 0,5 la 1m adâncime și este aliniat pe o căptușeală impermeabilă (argilă sau geomembrană impermeabilă) cu scopul de a preveni pierderile. Apele uzate sunt destinate să rămână sub suprafața mediului poros care curge prin pori și în jurul rădăcinilor și rizomilor plantelor.

Fundul canalului ar trebui să fie de mare și de mică adâncime, astfel încât traseul de curgere a apei să fie maximizat. O zonă de intrare largă este utilizată de asemenea pentru a distribui uniform fluxul. Panta fundului canalului este în mod normal de 1 %. În ceea ce privește vegetația zonelor umede construite, orice plantă cu rădăcini adânci, extinse, care se pot crește în medii umede, bogate în nutrienți. În momentul în care apele uzate intră în contact cu mediul de filtrare și rădăcinile plantelor, sunt purificate.

ZUC cu Sistem de curgere vertical (VF), acestea sunt paturi de filtrare cultivate cu plante acvatice. Apele uzate sunt introduse la suprafața zonelor umede printr-o rețea de conducte perforate pentru a obține o inundare uniformă. Apa coboară gravitațional prin matricea filtrului, se ajunge apoi la stratul de drenaj, care conține o rețea de tuburi de colectare și de aerare perforate.

Pietrișul utilizat pentru drenaj, reprezintă primul start lângă pat (minim 20 cm grosime), urmat în partea de sus de straturi de pietriș și nisip (strat de suprafață cu grosimea de 10-30 cm). Startul superior este plantat și vegetației îi este permis să dezvolte rădăcini adânci, extinse care pătrund în mediul de filtrare. Pentru drenaj este nevoie de o pantă a patului de 1%. Diferența dintre un ZUC cu flux vertical și unul cu flux orizontal subteran nu este doar direcția căii de curgere, ci mai degrabă ciclurile de umplere și de uscare și condițiile aerobe îmbunătățite în cazul ZUC cu flux vertical, factori care conduc la cerințe reduse în zonă.

2.3.3 Hidrologia zonelor umede

Apa intră în zonele umede prin fluxul de apă, scurgerea, apele subterane descărcări și precipitații( Figura 2.4). Aceste fluxuri sunt extrem de variabile în majoritatea cazurilor. Zonele umede pentru tratarea apelor pluviale în general posedă aceeași suită de intrări. Tratarea zonelor umede care se pot confrunta cu surse continue de ape reziduale, aceleași intrări, deși fluxul de apă și apele subterane, intrările sunt de obicei absente. Atitudinea constantă asociată cu sursele permanente reprezintă un domeniu important caracteristic distinctiv. Un sistem dominant de intrare continuă, ecosistemul spre o stare ecologică care este într-o oarecare măsură diferit de sistemul aleatoriu[9].

Zonele umede pierd apă prin fluxul de apă subterane, reîncărcare și evapotranspirație. Se produce evapotranspirația cu cicluri diurne și sezoniere puternice, deoarece este condus prin radiația solară, care suferă astfel de cicluri. Astfel, evapotraspirația poate fi o importantă pierdere de apă pe o baza periodică.

Suprafața de stocare a apei din zona umedă este determinată de intrările si caracteristicile bazinului zonei umede. Adâncimea și depozitarea în zonele umede naturale pot fi modulate prin caracteristici de peisaj, cum ar fi adâncimea unui corp de apă adiacent sau capacitatea de transport a unui flux de ieșire. Unele zone umede naturale sunt umede doar o mică parte a anului, iar altele pot fi uscate pentru perioade intermediare de mai mulți ani. Astfel de perioade de epuizare au implicații puternice asupra structurii vegetative a ecosistemului. Terenurile umede de tratare construite, au de obicei o formă de structură de control a nivelului de evacuare a apei.

Caracteristicile importante ale hidrologiei zonelor umede, din punct de vedere al eficacității tratamentului, sunt cele care determină durata interacțiunilor apă – biota și apropierea substanțelor pe apă de siturile de activitate biologică și fizică. Există o tendință puternică în tratarea zonelor umede, literatura de a împrumuta conceptul de timp, de detenție din alte sisteme acvatice, cum ar fi procesele de tratare a apelor reziduale. În medii pur acvatice, organismele reactive sunt distribuite în apă și deseori există o înțelegere clară a traiectoriilor prin vas sau iaz. Cu toate acestea, ecosistemele zonelor umede sunt mai complexe și, prin urmare, necesită mai mulți descriptori.

2.3.4. Vegetația pentru tratarea zonelor umede

Există multe funcții generale de vegetație în zonele umede. Funcțiile fizice includ transpirația, rezistența la apă și capturarea particulelor, toate acestea fiind legate de tipul ți densitatea vegetației. Funcțiile ecologice includ habitatele faunei sălbatice și valorile umane. Accentul este pus pe calitatea apei și, în special, pe prelucrarea potențialilor poluanți. Există multe efecte pe care vegetația le poate avea asupra procesării chimice și îndepărtării în tratarea zonelor umede. Acestea pot include:

Ciclul de creștere a plantelor stochează și eliberează nutrienți sezonier, asigurând astfel un efect "volant" pentru o serie de timp de eliminare a nutrienților.

Se creează reziduuri noi și stabile în zona umedă. Aceste reziduuri conțin substanțe chimice ca parte a structurii lor.

Gunoiul și tulpinile submersate asigură suprafețele pe care locuiesc microbii. Acestea includ nitrifieri și denitrificatori și alți microbi care contribuie la prelucrarea chimică.

Prezența vegetației implică furnizarea de oxigen în apă. Vegetația emergentă blochează vântul și estompează algele, reducând probabil reacționarea. Vegetația plutitoare poate oferi o barieră pentru transferul de oxigen în atmosferă. Vegetația submersă poate asigura furnizarea de oxigen fotosintetic direct în apă. Într-o oarecare măsură, oxigenul din plante furnizează oxizi de protecție în imediata vecinătate a rădăcinilor plantelor.

Conținutul de carbon al gunoiului de plante furnizează necesarul de energie pentru denitrificatoarele heterotrofice.

2.4 ANALIZĂ A CALITĂȚII APEI

Tabel 2.1. Metode STAS de analiză[8]

2.5 PARTICULARITĂȚILE EPURĂRII APELOR UZATE DIN AȘEZĂRI MICI

Conectare locuitorilor la sistemele de canalizare și stațiile de epurare reprezintă un indicator privind calitatea managementului apei dintr-o țară. Procentajul conectării la sistemul de canalizare și stație de epurare în țările Comunității Economice Europene(CEE) este relativ mic în comparație cu țările dezvoltate din Vestul Europei. Această Problemă datează încă din perioada comunismului, când s-a neglijat dezvoltarea infrastructurii în toate țările CEE. Procentajul populației conectate la sistemul de canalizare central cu stație de epurare variază de la 30%(România) până la 80% (Cehia). Un exemplu ar fi Slovenia, care are un procent relativ mare de apă uzată (40%) care este epurată doar în treapta mecanică, iar calitatea apei uzate epurate este în consecință scăzută[9].

Pe lângă formarea de aglomerări de așezări umane, adică, conectarea așezărilor mici la sistemele de epurare a apei uzate din orașe mai mari sau gruparea așezărilor mici în jurul unei stații de epurare comune, această dezvoltare va avea o influență importantă în atingerea obiectivelor date în zonele rurale.

Proporția populației care locuiește în zonele rurale care locuiește în zonele umede rurale din țările CEE este relativ mare. Acest fapt generează rațiunile de bază pentru a găsi o tehnologie corespunzătoare de epurare a apelor uzate provenite de la acest segment de populație. O variantă care ar putea conecta populația rurală la sistemele de canalizare și epurare a apei uzate ar fi construirea de SE individuale pentru fiecare așezare umană de mici dimensiuni este foarte frecventă în țările CEE. Totuși construirea de SE pentru așezări cu mai puțin de 2000 de locuitori nu este obligatorie conform Directivelor UE. Este de obicei inițiativa primăriilor locale sau a consiliului municipal local. La aceasta se adaugă faptul că țările CEE sprijină și subvenționeză adesea construirea unor SE mici, fără o reflectare serioasă asupra faptului ca mai devreme sau mai târziu costurile de amortizare, respectiv de operare și mentenanță vor fi acoperite de către consumatorii de apă.

Sistemele naturale de epurare a apelor uzate sunt utilizate într-o anumită măsură în regiunea CEE, aici cele mai comune procese de epurare sunt zonele umede construite, filtre de nisip-sol-plante acvatice, filtre din macrofite, iazuri biologice și sisteme de irigații de apă uzată. Sistemele existente sunt fie prost dimensionate, uzate sau operate și întreținute necorespunzător. Aceste probleme au determinat o slabă experiență

2.6 CADRU LEGISLATIV

Asigurarea standardelor de viață pentru populație și dezvoltarea economică excesiv resursele de apă și pot face, în unele regiuni sau în anumite perioade de timp, ca aceste resurse sa fie insuficiente. De aceea, este necesar să utilizăm în mod rațional și să protejăm această resursă. În primul rând, este necesar să reducem consumul de apă, în special prin reducerea la minimum posibil a pierderilor inutile, atât la nivelul locuințelor individuale și a sistemelor centralizate de apă, cât și în activitățile economice din agricultură, industrie și servicii. Pe de altă parte, resursele de apă trebuie protejate din punct de vedere calitativ, prin epurarea apelor uzate[2].

Directiva Consiliului 91/271/CEE din 21 mai 1991 privind epurarea apelor uzate urbane, modificată și completată de Directiva Comisiei 98/271/ CE în 27 februarie 1998, este baza legală a legislației comunitare în domeniul apelor uzate. Directiva 91/271/CEE privind epurarea apelor uzate urbane a fost transpusă în întregime în legislația românească prin Hotărârea Guvernului nr. 188/2002 pentru aprobarea normelor privind condițiile de descărcare ale apelor uzate în mediul acvatic, modificată și completată cu Hotărârea Guvernului nr. 352/2005[2].

Hotărârea Guvernului nr 352 din 21 aprilie 2005 privind modificarea și completarea Hotărârii Guvernului nr. 188/2002 pentru aprobarea unor norme privind condițiile de descărcare în mediul acvatic a apelor uzate, care cuprinde:

Anexa 1 -NTPA 001 “ Norme tehnice privind colectarea și evacuarea apelor uzate orășenești“ prin care se transpun cerințele Directivei;

Anexa la normele tehnice NTPA 001 – “ Planul de acțiune privind colectarea, epurarea și evacuarea apelor uzate orășenești“ în care sunt stabilite, la modul general, acțiuni, termene și responsabilități pentru activitățile de implementare a Directivei;

Anexa 2 -NTPA 002 “ Normativ privind condițiile de evacuare a apelor uzate în rețelele de canalizare ale localităților și direct în stațiile de epurare “

Anexa 3 -NTPA 001 “ Normativ privind stabilirea limitelor de încărcare cu poluanți a apelor uzate industrial și orășenești la evacuarea în receptorii naturali“

În momentul de față în România nu există un cadru legislativ pentru reglementarea sistemelor de tratare naturale a apei.

2.7. EPURAREA APELOR UZATE ÎN LOCALITĂȚI IZOLATE

PE PLAN MONDIAL

Proiectarea și construirea sistemelor naturale de tratare a apelor uzate are rădăcini undeva prin anii 1980, în Danemarca de exemplu, Schierup studia, în anii 1990, 130 de stații active, iar în anul 1999 , în Cehia Vymazal făcea referire la aproape 100 de stații funcționale[10].

Datorită eficienței ridicate în tratarea apelor și preșurilor de implementare și utilizare scăzute, folosirea acestor metode de tratare s-a răspândit în mai multe domenii de utilizare cum ar fi agricultura, domeniul sănătății, instituțional, domeniul Horeca și nu în ultimul rând în tratarea apelor municipale. În Nepal la Spitalul Municipal din Dhulikhel, funcționează o stație de epurare construită în anul 1997, cu o suprafață totală de 261 m2, realizat pentru o populație echivalentă de 368 persoane. Paturile de filtrare a bazinelor sunt cultivate cu plante acvifere(stuf) și sunt operate cu flux intermitent. Zona umedă este reabilitată pentru a trata aproximativ 90 m3/zi de ape reziduale. Lucrările de mentenanță sunt realizate pe personalul propriu al spitalului, iar timpul alocat pentru realizarea acestora este de aproximativ o oră pe zi. Îndepărtarea vegetației nedorite se efectuează de 2-3 ori pe an, iar nămolul din bazinul de decantare este eliminat în intervale de 3-6 luni[11].

Zona umedă construită în localitatea Sunga, Nepal funcționează din anul 2005. Suprafața totală a stației de epurare este de 365 m2 care deservește o populație echivalentă de 286 peroane. Operațiunea de tratare a apei se desfășoară în flux continuu.

În anul 2010 la Centrul de Îngrijire a Persoanelor cu Handicap din orașul Vidrare, Bulgaria, Fundația Germană pentru Mediu în colaborare cu conducerea municipalității Pravets, a început construcția unei stații de epurare a apelor uzate rezultate din activitățile de zi cu zi a centrului. Stația a fost proiectată pentru o populație echivalentă de 80 de persoane, având o suprafață totală de 266 m2. Stația este întreținută de o singură persoană după un grafic de lucrări prestabilit[12].

În Slovenia, un concept interesant care a fost dezvoltat a fost sistemul mecanic prin care se face schimbarea cursului de apă în paturi verticale și a unui sistem ce combină curgerea pe verticală și orizontală într-un singur pat din sistemele respective precum și introducerea mecanismului de curățare a decantorului. Datorită dezvoltării lor continue și a eficienței, aceste sisteme reprezintă o tendință în ingineria de mediu a țării cu peste 63 de ZU proiectate și construite [9].

Un astfel de sistem este construit la Sveti Tomaž. Este situată în N-E Sloveniei, înainte de anul 2001 singura soluție cu privire la epurarea apelor uzate orășenești a fost utilizarea sistemelor individuale vidanjabile. ZUC a fost construită pentru cei 250 de locuitori din acea localitate. Stația de epurare a apelor uzate a fost proiectată pentru un debit mediu zilnic de 38 m3/zi de apă uzată și aceasta acoperă o suprafață de 700 m2 (39 m lungime x 18 m lățime). Sistemul constă dintr-o fosă septică pentru faza de preepurare urmată de patru paturi succesive ( pat de filtrare, două paturi de epurare și pat de decantare).

Adâncimea ZUC variază de la 0.5 la 0.8 m, în timp ce panta de la partea inferioară variază de la 0 la 1.5 %. Întregul sistem este impermeabil și izolat cu folie HDPE de 2mm grosime și umplut cu substrat. Stratul mediu constă dintr-un amestec de mai multe materiale (nisip fin, nisip, pietriș și cantități mici de sol, folosite doar împreună cu plante) precis alese în porțiuni și granulație. Porozitatea hidraulică a mediului de amestec este de 10-3 m/s și încărcarea hidraulică este de 5.3 cm/zi. Curgerea este subterană, ZUC folosește doar sistemul gravitațional pentru funcționarea sa, adică nu folosește instalații suplimentare și echipament electric.

PE PLAN NAȚIONAL

Stația de epurare naturală este apreciată ca primul "sistem ecologic de purificare a apei în România". A fost finanțat de către prințul Charles, cu finanțare suplimentară de la Rompetrol.

În Viscri există 165 de gospodării dintre care 118 sunt conectate la noul sistem de canalizare; 30 de gospodării primesc apă de la noul sistem public, iar restul de la puțuri și jgheaburi publice, în funcție de utilizare. Locuința tipică a casei este de aproximativ 2,5 persoane pe gospodărie, iar fiecare casă este formată din 3 camere cu bucătărie și baie. Cela 47 de proprietăți rămase, care nu sunt conectate la sistemul de canalizare se bazează pe latrinele pentru toaletele lor și își evacuează apa cenușie direct în pârâul satului.

Satul este așezat pe o direcție sud-vest spre sud-est, cu capătul superior în sud-vest. Cel mai înalt punct din sat este la 605 m, iar cel mai mic este de 550 m. Majoritatea străzii principale este neafectată, este terminată în piatră zdrobită.

Sursa sistemului public de alimentare cu apă este apa subterană care este extrasă prin intermediul a două foraje situate la capătul sud-vest, superior al satului; fiecare având o adâncime de aproximativ 60 de metri. Apa este pompată într-un rezervor de oțel acoperit cu un diametru de 5 m, situat deasupra satului, la o înălțime de 690 m, cu o capacitate de 100 m3. Apa este introdusă în sistemul de alimentare prin filtre amplasate în apropierea rezervorului.

Stația de epurare naturală poate fi descrisă ca un sistem de iazuri suplimentar cu stuf, în iazuri care a fost ales din cauza beneficiilor ecologice în menținerea frumuseții satului, durabilitatea acestuia, impact minim asupra mediului înconjurător, costuri minime de întreținere, costuri minime de capital, sătenii și să demonstreze aplicabilitatea acestuia în celelalte sate care sunt reabilitate de către Mihai Eminescu Trust. Sistemul instalat în prezent nu necesită alimentare cu energie electrică.

Iazurile sunt situate în afara localității la aproximativ 0,5 km de cea mai apropiată proprietate din sat. Deși băncile din jurul iazurilor sunt ridicate deasupra nivelului normal al solului, nu există un impact vizual serios și nu poate fi detectat de sat. Din cauza naturii pământului, pentru a se asigura că scurgerea nu se produce, iazurile erau căptușite cu lut; acest lucru asigură faptul că nu există poluare a apelor subterane sau a cursurilor de apă adiacente și asigură, de asemenea, controlul procesului de proiectare.

Utilizarea apei va varia de la gospodărie la gospodărie, în funcție de instalațiile din locuințe, de presiunea aprovizionării, indiferent ca este sau nu casa conectată la noul sistem de alimentare cu apă și obiceiurile locuitorilor din case. Este un fapt recunoscut că, atunci când este disponibilă apă curată sigură, care nu implică dificultăți în colectarea, curățarea și distribuirea de către gospodăriile individuale, există o creștere asociată a comportamentului risipitor al consumatorilor. În Viscri există 30 de proprietăți conectate la noul sistem de alimentare cu apă, iar restul încă mai utilizează apa care este alimentată de la pompe situate în puțuri din fiecare limită a proprietății.

Paramentrii tipici de proiectare sunt:

Adâncimea iazurilor este de 1,2 până la 2,4 m

Timp total de detenție de la 20 la 150 de zile(în funcție de locație)

Încărcături organice totale 15 până la 80 kg/ha/zi (kilograme de BOD pe hectar pe zi)

În plus, iazurile trebuie să aibă:

Mai multe intrări și ieșiri submersibile pentru a minimiza scurtcircuitarea,

Panta terasamentului trebuie să fie una până la trei metri verticală sau orizontală,

Raportul lungime-lățime de trei la unu,

Plăcile și pantele trebuie protejate împotriva eroziunii, în general, prin plantarea ierbii.

Iazurile eliberează continuu apele uzate, astfel încât rata de ieșire este aproximativ egală cu rata de intrare. Prin urmare, modelul de curgere hidraulică din iazuri trebuie sa fie proiectat astfel încât apele reziduale să rămână în lagună suficient de lungă pentru a primi tratament înainte de a ajunge la ieșire.

Pe baza unui volum total de 3644 m3 și a unui debit mediu de 61,8 m3/ zi, timpul de detenție este de aproximativ 59 de zile.

Pe baza unei încărcări biologice de 30 kg/zi și a unei suprafețe de 2915 m2 (0,2915 ha), încărcarea biologică este de 209 kg/ha/zi, comparativ cu o încărcare uzuală de 15 până la 80 kg/ha/zi.

Stația este formată din trei lagune: prima lagună are o suprafață de 1875 m2 și o adâncime de aproximativ 1,8 m, iar celelalte două lagune au o suprafață egală de 520 m2 și o adâncime de aproximativ 0,8 m fiecare.

Întreținerea stației de epurare are trei părți: Inspecția, Menținerea accesului la iazuri și în jurul acestora, inclusiv la punctele de prelevare, Îndepărtarea nămolului.

Zona imediată din jurul iazurilor a fost inițial lăsată necultivată și în curând ierburile și buruienile au devenit predominante, ceea ce a reprezentat un acces inestetic și limitat și a afectat procesul de tratare. Prin urmare, ierburile și buruienile aveau nevoie de tăiere care, în sine, era o problemă deoarece avea nevoie de săteni pentru a face munca.

Este important să se mențină educația și conștientizarea sistemului și să se lucreze cu experți în toate aspectele: design, construcție, instruire, testare, operare și întreținere. Pe lângă comentarea aspectelor tehnice ale sistemului de apă reziduală din Viscri, acesta a atins și legătura dintre cultura oamenilor și atitudinea față de această parte importantă a infrastructurii satului. Cu facilități ușoare de eliminare a apei reziduale, sătenilor trebuie să li se reamintească în mod constant despre ce pot evacua în sistemul de canalizare și că întreținerea este o funcție necesară pentru a asigura funcționalitatea eficientă a sistemului și pentru a nu produce poluarea.

ANALIZA AMPLASAMENTULUI

3.1 LOCALIZARE, ACCES

Comuna Săvădisla este situată la aproximativ 22 de km sud-vest de municipiul Cluj-Napoca, la poalele de nord-est ale Muntelui Mare din Munții Apuseni și la cele de vest ale Dealurilor Feleacului, pe râul Feneș. Are în componență opt localități: Săvădisla- reședința de comună, Finișel, Hășdate, Lita, Liteni, Stolna, Vălișoara și Vlaha.

Comuna Săvădisla se învecinează la sud cu comuna Băișoara, la sud-vest cu comuna Valea Ierii, la vest cu comuna Ciurila, la nord cu comuna Florești, iar la nord-vest cu comuna Gilău.

Localitatea Vălișoara este situată la capătul sudic al satului Vlaha, la 5 km de bifurcația din drumul județean DJ 107M, pe drumul comunal pietruit DC 95, în Autostrada Transilvania.

3.2 GEOGRAFIE, HIDROGRAFIE, CLIMĂ

3.2.1 Relief

Relieful este format din depresiuni intramontane, fiind înconjurată de dealuri cu altitudini ce depășesc 400 m.

3.2.2. Hidrografie

Principalul curs de apă din localitate este Valea Racoșului (sau Vălișoara), afluent al Văii Feneș. În localitate mai sunt și alte cursuri de apă cu caracter permanent sau temporar, având debite mici.

3.2.3. Clima

Clima este temperat-continentală, cu patru anotimpuri distincte. Verile sunt calde și iernile destul de blânde, temperatura medie anuală simțindu-se în jurul valorii de +80 Celsius. Circulația maselor de aer se realizează din partea de nord-est și au o intensitate moderată.

3.2.4. Caracteristicile geofizice ale terenului

Tabel 3.1. Caracteristici geofizice

3.2.5. Seismicitate și geologie

Din punct de vedere geologic, perimetrul este constituit dintr-un fundament de vârstă Eocen, reprezentat prin formațiuni epicontinentale argiloase (lacustre) și calcaroase (marine). Succesiunea litologică este acoperită de un depozit cu caracter deluvio-coluvial, alcătuit din alternanțe de argile nisipoase sau nisipuri argiloase.

Adâncimea de îngheț conform STAS 6054/77 este la -0,9 m de cota terenului natural.

Nivelul pânzei freatice, variabil, funcție de amplasamentul și perioada anului( fiind influențat de precipitații), s-a interceptat la adâncimi de aproximativ 2 m în zona de captare.

Observând hidrologia zonei, perimetrul studiat este caracterizat prin prezența calcarelor în subasment.

Debitul măsurat al sursei propuse este de 3 l/s, recomandarea studiului hidrogeologic fiind considerarea unui debit estimat de 0,55 l/s.

Localitatea Vălișoara este încadrată în zona de seismicitate de calcul F cu coeficientul Ks=0,08, Tcs=0,7 secunde, unde coeficientul Ks reprezintă raportul dintre accelerația maximă a mișcării seismice a terenului corespunzătoare zonei seismice de calcul.

Investiția are ca amplasament intravilanul localității Vălișoara și extravilanul comunei.

3.3. SITUAȚIA ACTUALĂ

Există o preocupare permanentă pentru realizarea infrastructurii de utilități (apă, canalizare, drumuri), cunoscut fiind faptul că aceasta reprezintă o condiție esențială pentru ridicarea nivelului de trai al populației la standardele europene.

Localitatea Vălișoara nu deține sistem un sistem de canalizare. Apa uzată provenită din gospodăriile localnicilor este colectată în latrine necorespunzătoare din punct de vedere al protecției mediului sau deversată necontrolat în cursurile de apă din apropiere, punând astfel în pericol calitatea apei din pânza freatică, precum și a celei de suprafață. Este necesar să se realizeze un sistem centralizat de canalizare care să preia apa uzată menajeră din localitatea Vălișoara, precum și o stație de epurare care să aducă apa uzată la parametrii de calitate impuși, înainte de deversarea în emisar.

Infrastructura de utilități este reprezentată astfel:

Rețelele de utilități existente: drumuri, electrice, telefonie fixă și mobilă, fiind necesară asfaltarea drumurilor vecine și realizarea altor rețele noi, apă și canalizare

Dezvoltarea infrastructurii de utilități în localitate este mai motivată, cu cât în zonă există și vor lua amploare o serie de activități agroturistice, economice și socio-culturale.

3.4. POPULAȚIA

Localitatea are o populație de 112 locuitori.

Ocupația de bază a locuitorilor este creșterea animalelor și agricultura.

Edilii comunei sunt preocupați de dezvoltarea zonei din punct de vedere economic și social, crearea de locuri de muncă, atragerea de investitori din țară și peste hotare.

4.CERCETĂRI EXPERIMENTALE

4.1. CERCETAREA PRIVIND DETERMINAREA POLUĂRII ACTUALE ÎN ZONĂ

SCOP

Determinarea poluării difuze a apelor de suprafață

OBIECTIVE

Analiza hidrologiei zonei

Determinarea caracteristicilor apelor de suprafață

Recoltare și analiză de apă din văile colectoare

Predimensionarea unei stații de epurare

Poluare este difuză de-a lungul văilor, deoarece există sistem de canalizare, în văi sunt adunate apele pluviale cât și apele menajere de la populație și sunt descărcate în unele rigole de colectare a apei.

4.1.1.Planificarea cercetărilor

Pentru a determina poluarea din satul Vălișoara, s-au ales cinci puncte de colectare care sunt situate în amonte și în aval de deversarea văii Racoșului. S-au ales aceste puncte în funcție de propunerea sistemului de colectare si de deversarea poluanților.

Prelevarea probelor de apă

Problemele impuse cel mai frecvent în cazul prelevării probelor sunt absorbția în pereții recipientelor, contaminarea înainte de prelevarea lor din cauza unei curățiri inadecvate, evaporarea și contaminarea probei prin materialul constituent al recipientului.

În general, se folosesc, pentru analize fizico-chimice, recipiente de sticlă, de material plastic (PET).

Modul de prelevare, pentru apele de suprafață, este prin fixarea recipientului pentru a avea greutatea necesară ca să poată să pătrunde sub nivelul apei; recoltarea se face pe firul apei, unde este cea mai mică adâncime, în amonte de orice influență a vreunui efluent și în aval, unde se realizează amestecul complet al receptorului cu efluentul.

Conservarea probelor de apă, probele colectate trebuie înfășurate în folie de aluminiu pentru a nu lăsa lumina ca să modifice compoziția biologică a apei.

Transportul probelor de apă, după prelevarea și conservarea probelor se sigilează recipientele; transportul se efectuează astfel încât să fie asigurată integritatea probelor; în timpul transportului, probele trebuie menținute la temperatura de 2-50 C (se recomandă lada frigorifică).

Primul punct de prelevare a probelor de apă este în amonte de localitate în zona nelocuită și este cel mai înalt punct de prelevare. Valea care străbate localitatea de la N la S este Vălișoara. Zona este caracterizată de o vegetație abundentă, specifică zonelor rurale de munte. Activitatea din această zonă este exclusiv agricolă. Debitul Văii Valișoara este unul scăzut și în principal torențial influențat în principal de precipitațiile din zonă. Prelevarea probelor s-a realizat după o perioadă caldă, secetoasă. Temperatura apei este scăzută din cauza înălțimii și a vegetației care este pe de-o parte și de alta a cursului văii.

Al doilea punct de prelevare este in aval de punctul 1 și este situat în centrul satului. Zona centrală a satului este caracterizată de o aglomerare de gospodării rurale alcătuite din case de locuit, grajduri pentru creșterea animalelor mari (vaci, cai) și adăposturi pentru animale mici păsări și porci. În această zonă, malurile văii Valișoara (valea Racoș) sunt caracterizate de vegetație abundentă, adâncimea apei h= 30 cm, iar adâncimea văii h= 1,2 m

Cel de al treilea punct este mai în aval față de punctul 2 și este situată într-o zonă mai puțin locuită. În această zonă, activitatea locuitorilor este agricultura și creșterea animalelor. Malurile văii sunt caracterizate de vegetație abundentă, iar adâncimea apei h= 20 cm, iar adâncimea văii h=1 m.

Penultimul punct de prelevare în aval, zona care este la ieșirea din sat. Este o deviere a văii din cauza construirii autostrăzii. Această zonă este aproape de autostradă. În acest loc este vegetație crescută pe cursul văii, iar înălțimea pereților betonați este de 2.5 m, iar adâncimea apei este de 15 cm.

Ultimul punct de prelevare a probelor este mai in aval față de punctul precedent de prelevare. Acest punct este înconjurat de vegetație și totodată și pe cursul acesteia este vegetație. Înălțimea pereților betonați au aceeași înălțime.

4.1.2 Aparatura și metode

În urma planificării cercetărilor s-au adunat 5 probe de analizat.

Pentru determinarea poluării am folosit următoarele aparate:

1.Multiparametru HANNA HI 9829 portabil cu GPS

Acest multiparametru este folosit pentru monitorizarea a 13 parametrii diferiți de calitate a apei (6 măsurați, 7 calculați), cu ajutorul unei singure sonde: pH, mVpH, conductivitate, conductivitate absolută, TDS, ORP, oxigen dizolvat, mg/l oxigen dizolvat, presiune atmosferică, temperatură, densitate specifică a apei de mare, rezistivitate, salinitate.

Caracteristici:

este dotat cu sistem GPS (coordonate GPS) și TIS- Tag Indentification Sistem (posibilitatea de a atașa la valorile măsurate, pe lângă dată și oră și locația probelor).

Sonda permite măsurători până la adâncimi de – 4 m ale senzorilor:

pH 0.00-14.00pH, rezoluție 0.01 pH

mV: 600 mV; rezoluție 0.1 mV

ORP:2000.0 mV; rezoluție 0.1 mV

OD: 0.0…500.0 %/ 0.00…50.00 mg/l; rezoluție: 0.1%/ 0.01 mg/l

Conductivitate: 0.0…200.000

Modul de lucru:

Se pregătește proba de apă de analizat într-un pahar Berzelius;

Se montează teaca metalică de protecție a senzorilor;

Se calibrează senzorii de analiză;

Se imersează sonda de analiză în apă;

Se pornește aparatul și se setează parametrii de analiză;

Se așteaptă un timp de răspuns, după care se notează valorile măsurate

2. Turbidimetru HANNA, HI 93703

Acest aparat măsoară turbiditatea.

Caracteristici: Domenii de măsură/ acuratețe 0-1000 FTU (NTU) / ± 5 % F.S.

Modul de lucru:

Se pregătește proba de apă de analizat într-un pahar;

Se calibrează aparatul;

Se umple apoi recipientul din sticlă pentru analizat;

Se pornește aparatul și se introduce în locașul de analiză recipientul cu probă;

Se apasă butonul „READ”, se așteaptă un timp de răspuns, după care se notează valoarea măsurată

3.HANNA – Nitrit HI 96708

Caracteristici tehnice:

Domeniul de măsurare: 0 – 150 mg/l;

Rezoluție: 1 mg/l;

Acuratețe: ±4 mg/l;

EMC Dev: ±1 mg/l;

Sursa de lumină: lampa Tungsten;

Senzor de lumină: fotocelulă siliconică cu filtru de interferență pentru bandă îngustă – 575 nm;

Metoda:se adoptă metoda sulfat feros. Reacția dintre nitrit și reactiv provoacă o nuanță de verde-maro în mostră;

Tipul bateriei: 1 x 9 v.

Modul de lucru:

se pornește aparatul apăsând tasta [ON/OFF];

când semnalul sonor se aude scurt si ecranul afișează liniuțe, aparatul este pregătit;

se adaugă 10 ml de probă de apă în cuvă și se pune capacul;

se poziționează cuva în suport și se apasă tasta [ZERO/CFM];

după câteva secunde ecranul va afișa "-0.0-" semn că acesta este pregătit pentru măsurare;

se adaugă conținutul plicului HI 93708-0 și se agită cuva timp de 10 secunde apoi se pune cuva în suport;

se apasă tasta [READ/TIMER].

4.HANNA – Nitrat HI 96728

Caracteristici tehnice:

Domeniul de măsurare: 0,0 – 30 mg/l;

Rezoluție: 0,1 mg/l;

Acuratețe: ±0,5 mg/l;

EMC Dev: ±0,1 mg/l;

Sursa de lumină: lampa Tungsten;

Senzor de lumină: fotocelulă siliconică cu filtru de interferență pentru bandă îngustă – 525 nm;

Metoda: reducerea cadmiului;

Tipul bateriei: 1 x 9 v.

Modul de lucru

se pornește aparatul apăsând tasta [ON/OFF];

când semnalul sonor se aude scurt și ecranul afișează liniuțe, aparatul este pregătit;

se adaugă 10 ml de probă de apă în cuvă și se pune capacul;

se poziționează cuva în suport și se apasă tasta [ZERO/CFM];

după câteva secunde ecranul va afișa "-0.0-" semn că acesta este pregătit pentru măsurare;

se adaugă conținutul plicului HI 93728-0 și se agită cuva timp de 10 secunde apoi se pune cuva în suport;

se apasă tasta [READ/TIMER].

5.Balanță pentru determinarea umidității

Considerații teoretice:

Analizorul pentru umiditate WPS este un dispozitiv de precizie pentru determinarea conținutului de umiditate în mostre mici de material prin uscarea mostrei cu ajutorul încălzitoarelor cu halogen. Balanța pentru determinarea umidității WPS este ușor de utilizat. Utilizatorul introduce parametrii de uscare în memorie, plasează mostrele în camera de cântărire și pornește testul. Temperatura de uscare este reglată automat, iar rezultatele timpul scurs, temperatura curentă din camera și modul sunt afișate în timpul testelor. Utilizatorului ii este specificat când testul a fost oprit automat fie datorită uscării mostrei și greutatea nu se mai modifică, fie când timpul scurs a atins limita de timp stabilită de utilizator. Valorile finale sunt menținute pe afișaj până când utilizatorul resetează balanța.

Balanța poate fi legată la un calculator sau la o imprimantă, pentru a vizualiza curba de uscare a materialului.

Modul de lucru:

Se poziționează platanul pentru mostre pe suportul platanului, se apasă tasta [TARE] pentru a aduce la zero afișajul.

Se poziționează mostra pentru test pe platanul pentru mostre cât mai uniform posibil

Se închide camera de cântărire

Se apasă tasta [START] pentru a iniția testul. Ecranul va arata modul curent, temperatura de uscare și intervalul de timp. Dacă acestea nu sunt corecte resetați parametrii.

Se apasă tasta [START] pentru a începe testul.

Balanța va începe testul afișând rezultatele pe măsură ce testul progresează. Temperatura curentă, timpul scurs și procentul de solide calculat vor fi afișate.

în orice moment este posibil să fie oprit testul apăsând tasta [TARE]. Balanța va reveni la modul de cântărire imediat;

când testul s-a oprit automat rezultatele finale sunt menținute pe ecran. Rezultatele pot fi tipărite în orice moment apăsând tasta [PRINT].

4.1.3 Rezultate și interpretări

Tabel 4.1 Rezultate analize

Interpretarea rezultatelor

În figurile 4.13-4.24 sunt prezentate valorile determinate experimental pentru probele de apă prelevate.

Discutarea modului de variație a parametrului în probele analizate.

În Figura 4.13 se observă că pH-ul trebuie să fie cuprins între 6,5 și 8,5 pentru ca apa să fie cu caracter neutru. În toate probele analizate se constată atingerea valorii maxime și depășirea ușoară în proba 3, 4 și 5. În concluzie, apa din valea Vălișoara suferă transformări din cauza acțiunilor antropice din zona.

Apele de suprafață, conform parametrilor de calitate, sunt clasificate în cinci clase de calitate. Pentru parametrul oxigen dizolvat, calitatea I trebuie să fie 7 mg/l, calitatea II să fie 6 mg/l, calitatea III să fie 5, calitatea IV să fie 4 mg/l, iar calitatea V este mai mică de 4 mg/l. În Figura 4.14 se observă depășirea limitei de 4 mg/l pentru probele 2, 3, 4 și 5, această valoare fiind specifică categoriei IV.

În figura 4.15 este reprezentată variația conductivității în probele analizate.

În Figura 4.16 se observă variația parametrului conductivității specifice în probele analizate.

În figura 4.17 reprezentată analiza parametrului rezistivitate în probele analizate.

În Figura 4.18 se observă variația parametrului TDS în probele analizate. Conform analizelor În proba din amonte sunt valorile cele mai mari.

În figura 4.19 este analizată variația salinității în probele analizate, iar valoarea cea mai mare este în proba 1, iar valoarea cea mai mică în proba 4.

În figura 4.20 se observă variația turbidității, valoare cea mai mare este dată de proba 1, iar cea mai mică de proba 3.

În Figura 4.21 se observă variația parametrului nitrați, pentru acest parametru calitatea I trebuie să fie 1 mg/l, calitatea II trebuie să fie 3 mg/l, pentru calitatea III trebuie să fie 6 mg/l., pentru calitatea IV trebuie să fie 15 mg/l. În probele analizate se observă că în prima probă nitrații depășesc valoare de 6 mg/l, valoare specifică pentru apele din categoria III.

În Figura 4.22 , pentru parametrul nitriți calitatea I trebuie să fie 0,01 mg/l, pentru calitatea II este 0,06 mg/l, calitatea III este 0,12 mg/l, pentru calitatea IV este 0,3 mg/l, iar pentru calitatea V valoarea specifică este mai mare de 0,3 mg/l. În toate probele analizate nitriții depășesc valoarea de 0,3 mg/l, valoare specifică pentru apele din categoria V.

În Figura 4.23 este reprezentat variația cantității de reziduu fix, pentru acest parametru, calitatea II trebuie să fie 500 mg/l, calitatea III trebuie să fie 1000 mg/l, pentru calitatea IV este 1300 mg/l, iar pentru calitatea V este mai mare de 1300 mg/l. În toate probele analizate reziduu fix depășește valoare de 1300 mg/l, valoare specifică pentru apele din categoria V de calitate.

4.1.4 Concluzii parțiale

În concluzie, există un impact major, generat de localitate, acțiunea antropică asupra apelor de suprafață, practic valea naturală ( valea Vălișoara) constituie zona de colectare a apelor meteorice și apelor uzate menajere descărcate de către populație.

Prin urmare se impune realizarea unui sistem de canalizare pentru colectarea apelor uzate și realizarea unei stații de epurare pentru descărcarea apelor convenționale curate în valea Vălișoara.

Stația de epurare ar genera doar poluare concentrată care s-ar putea ține sub control mult mai ușor decât poluarea difuză existentă în momentul de față.

4.2 CERCETĂRI PRIVIND PREDIMENSIONAREA UNUI SISTEM DE EPURARE

4.2.1 Stabilire populație echivalentă și debit stație de epurare

Calculul debitelor de apă se va face pentru următorii consumatori 112 locuitori ai satului Vălișoara.

Conform studiului de fezabilitate s-au stabilit următoarele caracteristici ale stației de epurare:

Debitul zilnic mediu Q zi med

[m3/zi]

În care:

Ni- numărul de utilizatori (locuitori)

qs – debitul specific, cantitatea zilnică de apă necesară unui consum pentru o activitate normală (l/ om·zi)

În conformitate cu STAS 1343-1/2006 se determină valorile debitului specific de apă pentru populație: qs= 110 l/om· zi.

Astfel, norma de consum pentru o persoană este q= 110 l/om· zi.

Debitul zilnic maxim Q zi max

[m3/ zi ]

În care:

kzi- coeficientul de variație a debitului zilnic de apă, (kzi = 1,3 în funcție de soluția de alimentare cu apă și de norma de consum, în conformitate cu STAS 1343-1/2006).

Tabel 4.2 Caracteristicile unei stații de epurare [14]

4.2.2 Stabilirea amplasamentului

Poziția stației de epurare s-a stabilit pe baza următoarelor considerente:

terenul de amplasare să fie în apropierea râului receptor

terenul să fie utilitate publică

zona de amplasare să nu fie inundabilă

cota terenului să permită scurgerea gravitațională a apelor uzate

distanța față de localitatea deservită să nu fie mai mare de 5 km

zona stației să fie aproape de rețelele de utilități

să beneficieze de căi de acces pentru execuție și exploatare

Astfel, aceasta este amplasată pe un teren situat în aval de localitatea Vălișoara, pe malul drept al Văii Racoșului (Vălișoara) care străbate localitatea.

4.2.3 Stabilire schemă de epurare

4.2.4 Concluzii parțiale

Stația de epurare nu presupune impact asupra mediului, problema protecției mediului ( sol, apă, aer, inclusiv biodiversitate) fiind reglementată în cadrul exploatării stației de epurare și prin alegerea materialelor corespunzătoare pentru conductele de canalizare.

4.3 SISTEMUL DE CANALIZARE

Apa uzată menajeră provenită de la gospodăriile localnicilor va fii colectată și transportată gravitațional la stația de epurare propusă unde va fi supusă procesului de epurare înainte de deversare în emisar.

Rețeaua de canalizare menajeră va prelua apa uzată menajeră provenită de la consumatorii de apă potabilă din localitatea Vălișoara.

Conductele de canalizare pentru transportul gravitațional al apei uzate se vor executa din conducte PVC SN 4 cu pereți rigidizați. Acestea sunt de preferat în cazul localităților rurale, datorită următoarelor avantaje:

Preț de cost scăzut la diametre mici

Tehnologie simplă de execuție, cu productivitate mare

Etanșeitate ridicată la îmbinări

Rezistențe mecanice bune

Rezistență la coroziune și durată de viață ridicată

Rezistențe hidraulice reduse.

Căminele de vizitare se vor amplasa la distanțe de maxim 60 m în linie, la fiecare schimbare de direcție și la intersecții.

Pozarea canalelor, în plan orizontal, se va face conform traseelor din planurile de situație, iar în plan vertical va fii realizată conform profilelor longitudinale care se vor întocmi la faza de proiectare următoare. Pozarea se va realiza pe un pat de nisip de 10 cm și acoperite cu un strat de nisip de 15 cm grosime.

În vederea pozării conductei se vor realiza următoarele faze: realizarea tranșee de pozare; așternerea stratului de nisip; pozarea tuburilor și îmbinarea acestora cu inel de cauciuc; acoperirea cu nisip a conductelor; umplerea tranșee cu balast, până la cota inițială a drumului.

Săpăturile pentru poziționarea conductelor se vor efectua manual și mecanizat, acordând o atenție deosebită la executarea lor, pentru a nu deteriora rețelele subterane existente în zonele afectate de săpături.

Execuția lucrărilor se va face din aval spre amonte pe tronsoane de maxim 100 m, cu succesiune de tronsoane în execuție și în probe de etanșeitate.

Pentru preîntâmpinarea accidentelor, săpăturile pentru pozarea canalelor se vor prevederea cu sprijiniri corespunzătoare capabile să preia împingerile suplimentare datorate pantei. Pentru adâncimi de săpăturile de săpătură cuprinse între 0,0 m – 3 m, interspațiile dintre dulapi să fie cuprinse între 20 cm -60 cm, iar pentru săpături cuprinse între 3 – 6 m interspațiile dintre dulapi să fie cuprinse între 0 cm-20 cm.

Amplasarea conductelor de canalizare se va realiza în intravilanul localității, pe drumurile de acces existente, pe axul străzilor și drumurilor din localitate.

La terminarea lucrărilor, toate străzile și zonele afectate de lucrări vor fi refăcute la starea inițială.

Odată cu executarea conductei de canalizare se vor realiza și racordurile la imobile.

Rețeaua de canalizare urmărește, în general, traseul traumei stradale și va avea o lungime de 3,18 km, aceasta pozându-se astfel: 3,13 km în intravilanul localității și 0,05 km în extravilan, pe drumurile de acces existente, în axul acestora (drumuri neasfaltate).

Toate materialele ce vor fi utilizate în lucrările propuse trebuie să fie noi, având caracteristicile tehnice și performanțele ce pot asigura indicatorii ce vor fi solicitați în faza de proiect tehnic.

Se va interzice locuitorilor racordarea grajdurilor de animale la rețeaua de canalizare; aceasta ar conduce la deversarea unor cantități importante de poluanți, cu valori peste limita prescrisă de normativul NTPA 002, ceea ce ar perturba procesul de epurare.

4.4 STUDIUL PRIVIND EPURAREA APELOR

Epurarea apelor o să fie o epurare naturală, deoarece nu există aducțiune de apă potabilă ca să genereze un debit constant de apă uzată în stație; este zonă de multe cu variații mari climatologice; diferența de nivel mare; distanță mare față de centru de comună; cheltuieli mici de investiție și funcționare; crește nivelul de trai din comună.

Amplasarea stației de epurare este în extravilanul localității: dintre care suprafețele ocupate definitiv sunt : cămine de vizitare- 2.25 m2/buc, stație de epurare -396 m2/buc.