Programul de studii: INGINERIE ȘI MANAGEMENT ÎN PROTECȚIA MEDIULUI [304302]

UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREȘTI

Facultatea De Ingineria Sistemelor Biotehnice

Programul de studii: INGINERIE ȘI MANAGEMENT ÎN PROTECȚIA MEDIULUI

LUCRARE DE DISERTAȚIE

Coordonator Științific: Absolvent:

Ș.L. dr.ing. Victor Viorel SAFTA Ionela Veronica ANGELESCU

UPB – 2020

UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREȘTI

Facultatea De Ingineria Sistemelor Biotehnice

Programul de studii: INGINERIE ȘI MANAGEMENT ÎN PROTECȚIA MEDIULUI

LUCRARE DE DISERTAȚIE

Gestionarea apelor uzate din Municipiul Giurgiu

Județul Giurgiu

Coordonator Științific: Absolvent:

Ș.L. dr.ing. Victor Viorel SAFTA Ionela Veronica ANGELESCU

UPB – 2020

1.POLUAREA APELOR URBANE. EPURAREA SI AUTOEPURAREA APELOR UZATE

1.1[anonimizat], [anonimizat][10] .

Apa este o [anonimizat], fiind unul dintre cei mai universali solvenți. [anonimizat] H2O (vedeți Apă (moleculă)). [anonimizat], hidrosfera.

[anonimizat], în cele mai variate locuri. Sub formă de apă sărată există în oceane și mări. [anonimizat], ghețari, aisberguri, zăpadă, [anonimizat]. [anonimizat], stătătoare, [anonimizat], și ape freatice sau subterane. [anonimizat]. [anonimizat], [anonimizat]. Această perpetuă mișcare a apei se numește ciclul apei și constituie obiectul de studiu al meteorologiei și al hidrologiei.

Apa care este potrivită consumului uman se numește apă potabilă. [anonimizat] 1ml/m³.Pe măsura creșterii populației umane de-a lungul timpului și a folosirii intensive și extensive a resurselor de apă susceptibile de a [anonimizat] a devenit o problemă vitală a omenirii. Apa acoperă 71% din suprafața Pământului[12].

[anonimizat] 0oC și 100oC. [anonimizat], [anonimizat], iar noi nu am cunoaște decât apa sub formă de vapori.

Apa curată are densitatea maximă la 4°C, [anonimizat], datorită gradul diferit de asociere a moleculelor de hidrogen.

[anonimizat]. Foarte rar se întâmplă ca un lac să înghețe în totalitate. [anonimizat] o pătură și protejează peștii și alte vietăți acvatice de frig. [anonimizat]. [anonimizat] o [anonimizat] a pluti deasupra apei.

Capacitatea calorică a apei, este ridicată, datorită acestei caracteristici, vietățile acvatice nu sunt afectate de o supraîncălzire a apei. La o temperatură de 35oC, capacitatea termică este minimă, dar aceasta crește pe măsură ce temperatura scade sau crește, în timp ce la alte lichide, capacitatea temică crește direct proporțional cu temperatura.

Dintre toate lichidele, apa are cea mai mare tensiune superficială, ceea ce determină formarea picăturilor de apă. Suprafața apei este acoperită cu o peliculă foarte subțire de molecule, iar specialiștii au demostrat că este nevoie de o forță mare pentru a desface legăturile formate. Cu toate că majoritatea lichidelor pot fi mai ușor compresibile cu creșterea temperaturii, la apă acest lucru nu este valabil, apa fiind considerată, incompresibilă.

Apa, este un solvent universal. Ea rămâne inertă și nu se modifică sub acțiunea sunstanțelor cu care intră în contact.

Puctul triplu al apei este punctul în care toate cele trei stări de agregare ale apei coexistă liber și simultan, în echilibru termodinamic. Cel mai cunoscut puct triplu al apei este la 0.01oC.

Viteza de propagare a sunetului în apă crește pâna la o temperatură de aproximativ 74oC, ajungând la 1500 m/s, după care începe să scadă. Aceasta este influențată de presiune, temperatură și concentrația de săruri.

La o temperatură de 10C, viteza sunetului în apă este de 4 m/s.

Pe de altă parte, apa are un punct ctitic deosebit de ridicat. Punctul critic este starea de agregare a apei în care dispar diferențele dintre proprietățile ale stării lichide și ale celei gazoase. Punctul critic al apei este atins la o temperatură de 374 °C și o presiune de 217 de atmosfere, ceea ce o face un fluid supercritic.[11]

„Apei i-a fost data puterea magica de a deveni seva vietii pe Pamant”

Leonardo da Vinci

Foto 1.1 – Apa [27]

1.2 Poluarea apelor urbane

Poluarea reprezintă un fenomen complex de modificare a proprietăților și caracteristi-cilor naturale ale apei curate prin introducerea unor substanțe sau forme de energie. Poluarea poate fi caracterizată prin prezența oricărei substanțe străine (organice, anorganice, biologice sau radioactive) care tinde să altereze caracteristicile fizice, chimice și biologice ale apei și să o facă improprie utilizării.[7]

Sursele de poluare a apei pot fi naturale sau artificiale.

Poluarea naturală se produce în urma interacției apei: cu atmosfera – prin dizolvarea gazelor existente; cu litosfera – prin dizolvarea sau încărcarea cu suspensii din rocile care alcătuiesc terenul sau din deșeurile depozitate; și cu organismele vii din apă.

Foto 1.2 Poluarea apei [19] Foto 1.3 Poluarea apei [19]

Poluarea artificială se datorează apelor uzate re-introduse în receptorii naturali, după utilizarea în diverse domenii, prin rețeaua de canalizare.

Deversarea în emisar a apelor uzate în care sunt prezente cantități mari de substanțe poluante, prin natura și concentrația lor, provoacă apariția unor efecte negative atât asupra florei și faunei, cât și asupra întregii economii situate în aval de punctul de descărcare ca, de exemplu:

apele cu praf de cărbune colmatează malurile și dau o colorație neagră – cenușie care modifică condițiile de autoepurare ale râurilor;

apele uzate de la fabricile de celuloză și hârtie, care conțin multă celuloză sulfit, dacă vin în contact cu sărurile de fier (prezente în multe râuri de la noi) dau o colorație de cerneală greu de eliminat;

apele deversate de la abatoare, tăbăcării, fabrici de procesare a laptelui sau din alte ramuri ale industriei alimentare în general, cu conținut ridicat de proteine și grăsimi favorizează puternic dezvoltarea bacteriilor și a microbilor patogeni.

Foto 1.4 Poluarea apei [19] Foto 1.5 Poluarea apei [19]

Principalele tipuri de poluanți care conferă apelor „calitatea” de ape uzate datorită modificării caracteristicilor fizice, chimice, bacteriologice sau radioactive sunt:

Compuși organici biodegradabili provin din apele uzate menajere și industriale. Cele mai încărcate sunt cele din industria alimentară, cea organică de sinteză și de hârtie, din complexe de creștere a animalelor (abatoare, zootehnie). Impactul acestor compuși constă în reducerea concentrației de oxigen dizolvat cu repercursiuni asupra florei și faunei. Are loc procese anaerobe și există riscul reducerii capacității de autoepurare. Prezența acestor compuși este indicată de CBO5 (consumul biochimic de oxigen la 5 zile).

Compuși organici nebiodegradabili provin din surse precum ape uzate din industria organică de sinteză, cea a celulozei și hârtiei, petrochimică și metalurgică. Sunt compuși organici cu toxicitate acută sau cronică și/sau cu caracter mutagen sau cancerigen. Impactul este deosebit asupra cursurilor de apă, asupra oamenilor și asupra organismelor acvatice. Încetinesc sau stopează procesele de autoepurare sau epurare biologică și pot da produși secundari de dezinfecție. Oxidabilitatea este mai mică decât la compușii organici biodegradabili datorită structurii chimice pe care o au. Compușii organici toxici sau nebio-degradabili se pot clasifica după cum urmează:

compuși halogenați ai hidrocarburilor saturate și nesaturați ciclici sau aciclici;

compuși aromatici monociclici;

compuși fenolici;

compuși aromatici policiclici;

compuși ai acidului ftalic de tipul esterilor și eterilor;

compuși cu azot;

pesticide;

compuși policlorurați ai fenilbenzenului.

Clorurile și sulfurile din apele uzate pot influența procesele biologice de epurare dacă cantitățile lor depășesc anumite limite. Clorurile sub formă de ioni de clor din apa uzată menajeră provin în special, din urina de origine animală sau umană, ca urmare a consumului în alimentație a clorurii de sodiu, sau din folosirea clorului pentru dezinfecție. Sulfurile din apele uzate menajere pot fi determinate și puse în evidență sub formă de sulfuri totale, sulfuri de carbon și hidrogen sulfurat (care ne dă indicații asupra lipsei oxigenului în apă și apariția proceselor anaerobe).

Metalele grele sunt prezente, în special, în apele uzate industriale și sunt toxice pentru microorganismele care participă la epurarea biologică a apelor și la fermentarea anaerobă a nămolurilor. Determinarea lor în laborator prin analize standard necesită durate mari de timp și un echipament complex derivat din necesitatea utilizării unei game largi de reactvi. În ultimul timp se practică metoda spectrofotometriei cu absorbție atomică al cărui aparat este capabil să determine un număr de 27 elemente minerale, între care și metalele grele (Cu, Zn, Cd, Pb, Hg, Co, Ni, Cr etc.).

Substanțele organice din apele uzate menajere provin din dejecțiile umane și animale, din resturile de alimente, legume și fructe, precum și din alte materii organice evacuate în rețeaua de canalizare. Prezența substanțelor organice în apă poate reduce oxigenul din apă până la 0, iar în apa lipsită de oxigen, substanțele organice se descompun prin procese anaerobe care au loc concomitent cu producerea hidrogenului sulfurat și a altor gaze rău mirositoare și toxice.

Nutrienții sunt compuși anorganici și organici cu azot și fosfor. Principalele surse de generare le constituie apele uzate menajere și efluenții din industria îngrășămintelor chimice. Azotul și fosforul stimulează creșterea necontrolată a algelor și microorganismelor producând fenomenul de eutrofizare.

Substanțe toxice (poluanți prioritari) includ detergenți, cianuri, compuși organici clo-rurați, lignină, compuși proveniți din industria chimică, industria celulozei și hârtiei, industria petrochimică etc. Poluanții prioritari sunt compuși organici sau anorganici selectați pe baza toxicității foarte mari, a efectelor cancerigene sau mutagene. Acești poluanți sunt denumiți și compuși toxici refractari și se găsesc în majoritatea cazurilor în apele uzate industriale, fiind însă depistați uneori în cantități foarte mici în apele de alimentare datorită unor infiltrații sau datorită epurării necorespunzătoare a apelor din amonte.

Substanțe radioactive, folosite din ce în ce mai mult în medicină, tehnică etc., precum și la centralele atomice crează noi probleme celor care se ocupă cu protecția calității apelor. Aceste substanțe care emit radiații influențeză procesele de epurare și pot fi periculoase pentru personalul de exploatare.

Apa caldă este produsă de multe industrii, cum ar fi industria enegetică, petrochimică și de sinteză organică care utilizează apa ca agent de răcire. Deversată ca atare în emisar, apa caldă perturbă desfășurarea procesului de autoepurare.

Alți poluanți sunt substanțele petroliere, sărurile, bazele și acizii peste concentrația limită (C.M.A.), agenții reducători (grupe de sulfiți, sulfați), uleiuri care apar în efluenții generați în diferite industrii. Impactul: consum de oxigen dizolvat sau împiedică transferul de oxigen din atmosferă în apă. Influențează procesele de tratare a apei și viața organismelor subacvatice care duc la modificări de pH și depuneri în albie.[4]

Caracteristicile apei uzate

În perioada actuală, pe fondul dezvoltării societății, poluarea apelor este în atenția tuturor organizațiilor care se ocupă cu protecția mediului. S-a amplificat atenția acordată poluării apelor și au apărut cerințe legislative stringente în ceea ce privește deversarea de substanțe care pot conduce la degradarea mediului acvatic.

Deversarea apelor uzate în mediul natural este permisă numai dacă acestea se încadrează din punct de vedere al calității în limitele impuse de NTPA 001/2005 respectiv NTPA 011/2005.

Valorile de referință privind calitatea apelor uzate din România, sunt date de HG 188/2002 modificată și completată de HG 352/2005. Astfel, au fost incluse cerințele privind conformarea cu termenele de tranziție negociate pentru sistemele de colectare și stațiile de epurare, precum și statutul de zonă sensibilă a României. Hotărârea de Guvern 352/2005 cuprinde:

NTPA 011 – Norme tehnice privind colectarea și evacuarea apelor uzate orășenești;

NTPA 002 – Normativ privind condițiile de evacuare a apelor uzate în rețelele de canalizare ale localităților și direct în stațiile de epurare;

NTPA 001 – Normativ privind stabilirea limitelor de încărcare cu poluanți a apelor uzate industriale și orășeneăti la evacuarea în receptorii naturali; [14][15]

Tabel 1.1 – Indicatori de calitate pentru apele uzate[14][15]

Caracteristici fizico-chimice cuprind:

turbiditatea – apelor uzate și a emisarilor indică numai în linii mari conținutul de materii în suspensie ale acestora, deoarece nu există un raport bine definit între turbiditate și conținutul în suspensii;

culoarea – apelor uzate proaspete este cenușiu deschis, iar prin fermentarea materiilor organice din apă, culoarea apelor uzate devine mai închisă;

mirosul – apelor uzate proaspete este aproape inexistent, apele în curs de fermentare având un ușor miros de ouă clocite;

temperatura – apelor uzate orășenești este de obicei cu 2-30C mai ridicata decât cea a apelor de alimentare.

Caracteristicile chimice ale apelor uzate sunt reprezentate de: materii totale în suspensie, consum chimic de oxigen, consum biochimic de oxigen, nitrați, fosfați, sulfuri, cloruri, acizi volatili etc.

Efectul variațiilor de temperatură asupra activității celulelor microorganismelor și mai ales asupra răspunsului celulei la condițiile de mediu este foarte complex, deoarece nu numai că „celula este o însumare a sute de enzime și sisteme moleculare multiple, fiecare răspunzând într-un fel caracteristic unei temperaturi date, dar activitățile metabolice și funcționale depind de organizarea structurală, care de asemenea este influențată de schimbările de temperatură”.

Variațiile de temperatură pot modifica permeabilitatea membranei plasmatice, permițând pătrunderea rapidă a toxicului în celulă și, pe de altă parte, pot altera procesele de control, necesare supraviețuirii microorganismelor. Dinamica populației dominante funcție de temperatură, precum și variația vitezelor reacțiilor biochimice, conduc la variații ale necesarului de oxigen pentru oxidarea substratului și pentru reacțiile de menținere a celulei. Influența temperaturii este exercitată și asupra proprietăților de sedimentare a nămolului activat. [1]

Parametrul pH

Conform SR ISO 10523 nu reprezintă el însuși un poluant, dar este un parametru important de caracterizare a apelor uzate care urmează a fi supuse unui proces de epurare biologica; o valoare în afara limitelor poate interveni ca factor limitativ în ciclul activității enzimatice, afectând noțiunea de „substrat”, acesta la rândul lui fiind un factor limitativ al dezvoltării biomasei și a calității efluentului epurat prin calitatea și cantitatea substanțelor organice conținute de apa uzată.[2]

Materii totale în suspensie (MTS)

Procesul de epurare nu este caracterizat numai prin consumul de substanțe organice, ci și prin creșterea biomasei. Mai mult, creșterea nerestrictivă a biomasei permite obținerea rezultatelor bune în îndepărtarea substanțelor organice. De aici rezultă importanța parametrului “MTS” în controlul proceselor de epurare. Acest parametru, influențează în mod deosebit funcționarea decantorului și efluentul acestuia. Materiile în suspensie din bazinele de aerare, parametru cantitativ al biomasei, sunt amestecuri de substanțe organice și anorganice, acestea din urma fiind formate din substanța vie și nevie. Substanțele organice în ansamblu se determină din reziduul uscat, deci din conținutul total de materii în suspensie, prin calcinare la 6000 C. [1]

Consumul chimic de oxigen

Acest parametru dă informații asupra gradului de poluare al apei cu materie organică. În cadrul analizei CCO, oxidarea chimică la bioxid de carbon și apă este rezultatul acțiunii oxidante a bicromatului de potasiu în soluție acidă.

Consumul chimic de oxigen – CCO – substanțele oxidabile din apă, reprezintă cantitatea de substanțe ce se pot oxida atât la rece cât și la cald, sub acțiunea unui oxidant. Oxidabilitatea reprezintă cantitatea de oxigen echivalentă cu consumul de oxidant. Substanțele organice sunt oxidate la cald, iar cele anorganice la rece. Creșterea cantității de substanțe organice în apă sau apariția lor la un moment dat este sinonimă cu poluarea apei cu germeni care însoțesc de obicei substanțele organice.

În urmărirea eficienței instalațiilor de epurare biologică, determinarea CCO-ului executată pe efluent separat de suspensii atât prin sedimentare cât și prin filtrare poate da informații asupra eficienței generale a stației, asupra îndepărtării substanțelor organice și asupra capacității nămolului de a sedimenta. O cifră importantă în epurarea biologică o reprezintă valoarea CCO a biomasei. Aceasta s-a determinat la 1.42 g CCO/g material celular.

Cu privire la determinările eficiențelor de epurare biologică, sunt necesare câteva precizări:

CCO-ul efluentului nu reprezintă în totalitate consumul chimic de oxigen al substratului solubil rămas neconsumat; în aproape toate experimentările cu surse de carbon foarte ușor de metabolizat s-au constatat valori mai mari ale CCO-ului decât calculate din concentrația substanței remanente;

determinarea analizei CCO executată pe efluent liber de suspensii atât prin sedimentare cât și prin filtrare, poate da informații asupra eficienței generale a stației de epurare, asupra îndepărtării substanțelor organice și asupra capacității nămolului de a sedimenta;[3]

Conținutul biochimic de oxigen – CBO

Consumul biochimic de oxigen – reprezintă cantitatea de oxigen consumată de microorganismele aerobe prezente în apă pentru descompunerea biochimică a substanțelor organice conținute în apă în condiții standard (întuneric, 200C , 5 zile), astfel evaluându-se cantitatea de oxigen consumata de către bacterii și alte microorganisme în timpul reacțiilor biologice de metabolizare a substanțelor organice. Deci, prin CBO se pune în evidență activitatea respiratorie a microorganismelor care utilizează fracțiunea de substanțe asimilabile din cantitatea totală de substanțe organice existente în apă, pentru creștere și pentru metabolismul ulterior al componenților celulei sintetizați din substanțele consumate. Cu cât valoarea acestuia este mai mare, cu atât apa este mai murdară. [2]

Descompunerea biochimică a apelor uzate, respectiv consumul biochimic de oxigen se produce în trei faze, și anume:

faza primară – a carbonului, în care oxigenul se consumă pentru oxidarea substanțelor organice, folosite ca sursă de hrană pentru microorganismele aerobe; această fază începe imediat, are o durată de circa 20 de zile la o temperatura de 200C cu formare în principal de bioxid de carbon, care se degajă sau rămâne sub forma de gaz în soluție (CBO-C);

faza secundară – a azotului, în care oxigenul se consumă mai ales pentru transformarea amoniacului în nitriți și nitrați; începe după aproximativ 10 zile, și poate dura 100 sau mai multe zile, procesul constituind „procesul de nitrificare a materiilor organice (CBO-N);

faza terțiară – oxidarea unor substanțe reducătoare (ioni feroși, sulfiți, sulfuri), care reacționează chimic cu oxigenul molecular dizolvat;

O atenție deosebită a fost acordată mecanismelor biochimice și biologice care au loc în flaconul testului CBO în perioada de incubare. Pentru înțelegerea acestora s-au luat în considerare:

eterogenitatea populației de microorganisme;

ecosistemul din flacon ca sistem închis;

sursa de carbon ca factor limitativ al dezvoltării microorganismelor.

Compoziția apelor uzate este stabilită prin analize de laborator. Aceste analize determină cantitatea și starea materiilor, de orice fel, conținute în apă, și în special, prezența materiilor specifice apelor uzate. Ajută la urmăriea procesului de degradare a apelor uzate sau de suprafață, stabilește prezența și tipul organismelor din apă, în scopul cunoașterii stadiului epurării, în diferite trepte de euprare.

Compoziția apelor uzate este influențată de consumul specific de apă pe cap de locuitor; cu cât consumul de apă este mai mare, cu atât apa uzată este mai diluată și invers, deoarece cantitățile de materii evacuate cu apele uzate, sunt în general de același ordin de mărime.

Apele de infiltratie care pătrund în rețeaua de canalizare influențează, în funcție de cantitatea si calitatea lor, caracteristicile apelor uzate.

Oxigenul dizolvat (O2) se găsește în cantități mici în apele uzate (1-2 mgfdm3), dar numai când sunt proaspete și după epurarea biologică. La saturare și la diferite temperaturi, cantitățile de oxigen – conținute în apa curată, sunt date in tabelul următor.[7]

Tabel 1.2 Cantitățile de oxigen în apă, la saturare, în funcție de temperatura apei[7]

În general, o apă curată, conține o cantitate de oxigen care corespunde saturării acesteia, suprasaturarea ei apărând foarte rar, când apa se găsește într-o turbulență excesivă, aflându-se în prezența unor cantități mari de plante acvatice ce consumă bioxidul de carbon și elimină oxigenul; subsaturarea se produce când apa este impurificată.

Deficitul de oxigen este cantitatea de oxigen care lipsește unei ape pentru a atinge valoarea de saturare.

Caracteristici biologice

În multe cazuri, diferitele organisme care se întâlnesc în apele uzate au dimensiuni foarte mici. Cele mai mici sunt virusurile și phagii, urmate de bacterii. Organismele mai mari sunt reprezentate de cuperci, alge, protozoare, rotiferi, larve de insecte, viermi, melci, etc.

Absența bacteriilor dintr-o apă poate fi un indiciu clar al prezenței unor substanțe toxice.

Totalitatea organismelor din apă constituie planctonul, iar cele aflate pe patul râului constituie bentosul.

1.3 Epurarea și autoepurarea apelor uzate

Epurarea apelor uzate este un proces complex de reținere și/sau neutralizare prin diferite mijloace a substanțelor poluante aflate în apele uzate sub formă de suspensii, în stare coloidală sau în stare dizolvată, în scopul reintroducerii acestora în circuitul hidrologic, prin deversare în emisari, fără ca prin aceasta să se aducă prejudicii atât florei și faunei acvatice cât și omului.

În urma procesului de epurare a apelor uzate rezultă două produse:

apa epurată, în diferite grade de epurare, care se deversează în receptor, sau poate fi valorificată la irigații sau în alte scopuri;

substanțele poluante extrase, care poartă denumirea generică de nămoluri.

În cadrul procesului tehnologic de epurare, metodele și procedeele de extragere a substanțelor poluante din apele uzate sunt de natură mecanică, biologică și chimică. Alegerea unei anumite structuri de flux tehnologic este determinată atât de caracteristicile apelor uzate prelucrate cât și de gradul de epurare care se urmărește să fie atins, determinat din rațiuni atât ecologice, dar și economice.

Pe parcursul procesului tehnologic de epurare, poluanții extrași din apele supuse procesului sunt concentrate în nămoluri foarte nocive, care dacă sunt evacuate ca atare, constituie un pericol deosebit pentru mediul înconjurător, compromițând menirea instalației de depoluare prin nerealizarea integrală a scopului său principal, acela de protejare a mediului. Procesul tehnologic de prelucrare a nămolurilor în scopul neutralizării potențialului deosebit de poluant al acestora, deține o pondere importantă în procesul tehnologic general al stațiilor de epurare (costuri de investiții și exploatare mari, comparabile, dacă nu superioare celor pentru epurarea apelor uzate), și trebuie să fie subordonat cerințelor de evacuare finală sau valorificare a nămolurilor.

Procesul tehnologic general al stațiilor de epurare a apelor uzate cuprinde deci două mari grupe succesive de operații și anume:

reținerea și/sau neutralizarea încărcării poluante din apele uzate, rezultând nămoluri;

prelucrarea nămolurilor în scopul valorificării sau evacuării acestora în siguranță în mediul înconjurător, fără pericol de contaminarea acestuia.

De menționat că din punct de vedere al activității de protecție a calității apelor, într-o primă etapă s-a crezut că protecția calității apelor ar putea fi rezolvată numai prin epurarea apelor uzate și s-au depus eforturi pentru conectarea cât mai rapidă a producătorilor de ape uzate la stații de epurare. În prezent s-a constatat că oricât de evoluate ar fi procedeele de epurare, acestea prezintă limitări, cu toate că eforturile depuse pentru perfecționarea acestora, care pe plan mondial sunt deosebit de intense. De aceea se admite, că nu există premise absolut sigure conform cărora s-ar ajunge la o stare satisfăcătoare a calității apelor numai prin intermediul epurării apelor uzate, ci se impun și o serie de măsuri aplicate atât la nivelul surselor de producere a apelor uzate cât și la nivelul cursurilor de apă receptoare în care sunt deversați efluenții stațiilor de epurare, care, împreună cu folosirea unor procedee moderne de epurare deosebit de eficiente, să constituie un sistem optimizat de protecție a calității apelor.

Dintre măsurile care pot fi aplicate surselor de apă poluată se pot menționa:

introducerea și utilizarea în unitățile economice a unor tehnologii de producție, cu consum redus de apă sau total neconsumatoare, puțin poluante sau total nepoluante;

recircularea apelor uzate evacuate, care este un procedeu care poate diminua semnificativ debitele de apă uzată deversate în receptori, degrevându-i astfel;

folosirea la irigații a unor categorii de ape uzate, direct sau după un tratament adecvat.

Dintre măsurile care pot fi aplicate cursurilor de apă receptoare se pot menționa:

aerarea intensă a râurilor sau lacurilor poluate folosind aeratoare speciale, prin aceasta asigurându-se o oxigenare suplimentară, rezultând o reducere, uneori spectaculoasă, a gradului de poluare cu materii organice;

destratificarea termică a apelor stătătoare, care constă în înlocuirea apei de la adâncime, care prin stagnare își înrăutățește uneori considerabil calitatea, cu apă de bună calitate de la suprafață;

creșterea debitelor minime ale cursurile de apă receptoare ale apelor uzate, prin intermediul unor lucrări hidrotehnice (acumulări sau derivații), prin care să se reducă semnificativ gradul de diluție al apelor uzate în apele receptoare, fapt cu o contribuție deosebită în calitatea amestecului;

crearea pe cursurile de apă receptoare ale apelor uzate a condițiilor de autoepurare, proces care dirijat corespunzător poate crea un minim de condiții care duc la îmbunătățirea naturală a calității apelor de suprafață.

Autoepurarea este un proces natural complex (fizico-chimic, biologic și bacterilogic) prin care impurificarea unei ape de suprafață receptoare, curgătoare sau stătătoare, se reduce treptat odată cu îndepărtarea de sursa de impurificare.

Îndiferent de receptor și de natura impurificării, procesele de autoepurare sunt asemănătoare, însă diferă în desfășurarea lor ca durată, ca amploare, ca ordine de succesiune sau ca pondere în care iau parte toate felurile de procese specifice, sau numai unele dintre acestea. De asemenea procesele de autoepurare depind de caracteristicile receptorului și ale poluanților introduși în acestea. Capacitatea de autoepurare a apelor receptoare nu este nelimitată, aceasta putând varia în timp, chiar dacă caracteristicile apelor receptoare rămân relativ constante.

Procesul de autoepurare se realizează, în esență, prin îndepărtarea din apa supusă procesului a materiilor solide în stare de suspensie îndeosebi pe cale mecanică, și prin transformarea substanțelor poluatoare dizolvate pe cale chimică sau biochimică .

Factorii care intervin în procesul de autoepurare sunt foarte numeroși și sunt de natură fizică, chimică și biologică sau factori de mediu. Aceștia pot interveni în proces simultan sau într-o anumită succesiune, iar între acțiunile acestor factori există anumite interdependențe, astfel încât momentul în care intră în acțiune un anumit factor și intensitatea cu care acționează sunt de regulă condiționate de acțiunile altor factori.

Factorii fizici cei mai importanți care intervin în procesul de autoepurare sunt: sedimentarea, lumina, temperatura și miscarea curenților de apă.

Factori chimici joacă de asemenea un rol foarte important în procesul de autoepurare ,contribuind direct și/sau indirect la crearea condițiilor de viață a organismelor din apa supusă procesului. Dintre aceștia, factorii chimici cu cea mai mare importanță sunt oxigenul (de concentrația acestuia depinzând intensitatea de descompunere a materialelor organice poluante, oxidarea unor substanțe minerale poluante precum și popularea cu organisme a sistemelor acvatice) și bioxidul de carbon (care constituie sursa principală de carbon pentru sistetiazrea substanțelor organice de către plante). Procesul de autoepurare mai este influențat și de alți componenți chimici din apă, care contribuie la crearea condițiilor de viață ale organismelor acvatice sau favorizează unele reacții chimice sau biochimice, cum ar fi: fierul, manganul, azotul, fosforul, potasiul, sulful, siliciul, magneziul, aluminiul și unele oligoelemente.

Factorii biologici care intervin în procesul de autoepurare sunt organismele acvatice și anume: bacteriile, protozoarele, macrovertebratele și plantele clorofiliene.

Dintre acești factori, rolul principal în autoepurare îl au bacteriile, restul organismelor, cu puține excepții, continuând transformările inițiate de bacterii și eventual stimulând unele dintre ele. Unele dintre bacteriile din apă (împărțite după modul de nutriție în autotrofe și heterotrofe) se dezvoltă în prezența oxigenului molecular liber, dizolvat în apă, și poartă numele de bacterii aerobe, acestea având rolul principal în procesul de autoepurare a apei. Alte bacterii din apă utilizează în procesele metabolice oxigenul combinat chimic din apă (din sulfați, azotiți, etc.) și poată numele de bacterii anaerobe, acestea având și ele un anumit rol și în procesul de autoepurare a apei, dar mai ales în procesele din interiorul sedimentelor de pe fundul apelor. Având în vedere că principala caracteristică a bacteriilor este capacitatea extraordinară de adaptare, există bacterii care, în funcție de situație, se dezvoltă atât în prezența oxigenului molecular liber din apă, cât și în prezența oxigenului legat chimic, acestea purtând numele de bacterii facultativ aerobe.

În general toate procesele biologice bacteriene se produc într-o multitudine de trepte susccesive, care dacă se desfășoară în echlibru, descompun materia organică (poluatoare) din apă, în bioxid de carbon și apă, în cazul proceselor aerobe, și în bioxid de carbon și metan, în cazul proceselor anaerobe.[6]

Metode și instalații de epurare a apelor uzate

Metodele de epurare a apelor uzate se pot împărți în trei mari categorii și anume:

metode de epurare mecanice;

metode de epurare chimice;

metode de epurare biologice.

Dintre metodele mecanice cel mai frecvent utilizate în epurarea apelor uzate se pot enumera:

sitarea apei în scopul separării împurităților grosiere din apele supuse procesului de epurare;

sedimentarea (decantarea) în scopul separării suspensiilor solide decantabile din apele supuse procesului de epurare sau îngroșării nămolurilor;

flotarea în scopul separării împurităților ușoare (cu structură ramificată) sau a impurităților coloidale hidrofobe din apele supuse procesului de epurare;

micrositarea, filtrarea, ultrafiltrarea în scopul eliminării avansate a suspensiilor solide și coloizilor din apele supuse procesului de epurare sau dezhidratării nămolurilor;

absorbția pe medii poroase în scopul eliminării avansate a substanțelor organice dizolvate, sau a eliminării substanțelor greu biodegradabile sau nebiodegradablile;

filtrarea în scopul dezhidratării nămolurilor;

centrifugarea în scopul dezhidratării nămolurilor;

evaporarea și infiltrarea-percolarea în scopul dezhidratării nămolurilor

procedee termice în scopul condiționării, pasteurizării, uscării și incinerării nămolurilor;

iradierea cu raze UV în scopul dezinfectării apelor supuse procesului de epurare;

Dintre metodele chimice cel mai frecvent utilizate utilizate în epurarea a apelor uzate se pot enumera:

neutralizarea în scopul corectării pH-ului apelor supuse procesului de epurare;

coagularea -flocularea în scopul clarificării apelor supuse procesului de epurare sau îngroșării nămolurilor;

schimbul ionic în scopul demineralizării sau a îndepărtării unor compuși chimici din apele supuse procesului de epurare;

oxidarea chimică în scopul îndepărtării unor substanțe organice greu biodegradabile sau a unor substanțe minerale nedorite din apele supuse procesului de epurare sau dezhidratării nămolurilor;

clorinarea în scopul dezinfectării apelor supuse procesului de epurare;

ozonizarea în scopul dezinfectării apelor supuse procesului de epurare;

tratarea cu săruri metalice în scopul eliminării fosforului din apelor supuse procesului de epurare;

condiționarea chimică a nămolurilor;

tratarea chimică în scopul recuperării de metale sau substanțe valoroase din apele uzate sau nămoluri.

tratarea chimici în scopul extragerii/neutralizării unor substanțe toxice sau periculoase din apele uzate sau nămoluri.

Principalele metode biologice utilizate în epurarea a apelor uzate sunt:

fermentarea aerobă în scopul epurării biologice a apei sau a stabilizării nămolurilor;

fermentarea anaerobă în scopul stabilizării nămolurilor sau a epurării biologice a apei;

nitrificarea-denitrificarea în scopul seliminării azotului din apele uzate;

eliminarea biologică a fosforului din apele uzate.

Instalațiile în care se realizează procesul de epurare a apelor uzate poartă denumirea generică stații de epurare a apelor uzate.

Stațiile de epurare a apelor uzate se pot clasifica după mai multe criterii și anume: după destinație, după structură, după calitatea efluentului evacuat, după configurația fluxului tehnologic, după natura procedeelor de epurare utilizate și după modul de distribuție a obiectelor tehnologice componente.[8]

După destinație, stațiile de epurare a apelor uzate se clasifică în:

stații de epurare generale (denumite și urbane sau orășenești), care sunt plasate la capătul (ieșirea) sistemelor centralizate de canalizarea a localităților, și care realizează epurarea apelor uzate care sunt captate și transportate prin acestea; de regulă, apele din sistemele centralizate de canalizare pot fi compuse din diferite categorii de ape uzate, în proporții variabile și anume: ape uzate menajere și sociale, ape uzate industriale și agrozootehnice, ape meteorice, ape de drenaj, etc.; efluenții rezultați din stațiile de epurare generale sunt deversați în receptori naturali, de regulă, ape de suprafață, după ce sunt aduși la un grad admisibil de epurare, corespunzător evacuării acestora în siguranță, prin respectarea condițiilor stipulate în Normativul privind condițiile de evacuare a apelor uzate în receptori naturali

NTPA 001/2005;

stații de epurare locale, care sunt aferente unei unități economice, industrială sau agrozootehnică și care prelucrează apele uzate rezultate din procesul tehnologic al acesteia, având caracteristici specifice; stațiile de epurare locale au de regulă următoarele roluri: rețin din apele uzate substanțe valoroase în scopul reutilizării în cadru procesului tehniologic; rețin substanțe toxice (periculoase pentru mediu) în scopul neutralizării acestora; aduc apele prelucrate la grade de epurare admisibile pentru evacuarea acestora în siguranță; asigură uniformizarea debitelor de apă uzată și ale efluenților; efluenții rezultați pot fi deversați în sistemele centralizate de canalizarea a localităților (acest tip de stații de epurare locale purtând denumirea de stații de preepurare apelor uzate), caz în care calitatea acestora trebuind să corespundă condițiilor stipulate în Normativul privind condițiile de evacuare a apelor uzate în rețelele de canalizare ale localităților NTPA 002/2005, sau efluenții rezultați pot fi deversați în receptori naturali (acest tip de stații de epurare locale poartă denumirea de stații de epurare specializate a apelor uzate), caz în care calitatea efluenților trebuind să corespundă condițiilor stipulate în Normativul privind condițiile de evacuare a apelor uzate în receptori naturali NTPA 001/2005. [7] [14] [15]

După structură, stațiile de epurare a apelor uzate se clasifică în:

stații de epurare într-o singură treaptă;

stații de epurare în două trepte;

stații de epurare în trei trepte.

Stațiile de epurare într-o singură treaptă sunt de regulă stații de epurare în care se prelucrează ape uzate având un conținut redus de poluanți organici, adică ape uzate cu încărcare preponderent minerală (mai ales suspensii solide), în mare majoritate obiectele tehnologice ale acestor stații bazându-și procesele tehnologice pe principii mecanice și din această cauză această categorie de stații purtând de regulă denumirea stații de epurare mecanice. Schema fluxului tehnologic al unei stații de epurare mecanice este prezentată în figura 3.1. De menționat că acest tip de stații de epurare rețin din apele uzate prelucrate 40 – 60% din suspensiile solide, 10 – 20% din încărcarea cu nutrienți (azot și fosfor) și reduc cu 20 – 40% încărcarea cu CBO5 (materie organică).

Stațiile de epurare în două trepte sunt stații mai complexe care de regulă utilizează două categorii distincte de procedee pentru realizarea procesului tehnologic de epurare a apelor uzate. În această categorie de stații de epurare pot fi încadrate stațiile de epurare mecano – chimice și stațiile de epurare mecano – biologice.[6]

Fig. 1.3 – Schema unei stații de epurare mecanică (într-o singură treaptă) [6]

Stațiile de epurare mecano-chimice sunt stații de epurare formate din două trepte, o treaptă mecanică, de regulă similară cu cea prezentată în cazul stațiilor de epurare mecanică, și o treaptă chimică, de regulă de coagulare –floculare pentru eliminarea coloizilor, dar și pentru alte tratamente chimice aplicate apelor tratate cum ar fi: neutralizare, schimb ionic, oxidare chimică, dezinfecție, etc. În figura 1.4 este prezentat un exemplu de structură de stație de epurare mecano – chimică a apelor uzate, cu treaptă chimică de coagulare – floculare, care reduce încărcările cu suspensii solide și coloizi, cu eficiențe de 60 – 85%.[6]

Fig. 1.4 Schema unei stații de epurare mecanico-chimică, cu treaptă chimică de coagulare – floculare [6]

Stațiile de epurare mecano biologice sunt stații de epurare formate tot două trepte, o treaptă mecanică și o treaptă biologică, această categorie de stații de epurare constituindu-se în structura clasică a stațiilor generale de epurare a apelor uzate urbane, cu o foarte largă răspândire în practică. În figura 1.5 este prezentată schema structurii unei stații mecano-biologice, la care treapta biologică este dotată cu bazine de aerare cu nămol activ (varianta de stații de epurare cea mai răspândită în lume), iar în figura 1.6 este prezentată schema structurii unei stații mecano-biologice, la care treapta biologică este dotată cu biofiltru. [6]

Fig. 1.5 Schema unei stații de epurare mecanico-biologică, cu treaptă biologică dotată

cu bazine de aerare cu nămol activ [6]

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

Fig. 1.6 Schema unei stații de epurare mecanico-biologică, cu treaptă biologică dotată cu biofiltru [6]

După calitatea efluentului evacuat, stațiile de epurare a apelor uzate se clasifică în:

stații de epurare clasice, în care se obține o calitate satisfăcătoare a efluentului evacuat, cu valori ale gradului de epurare de 60 – 80%;

stații cu epurare avansată, în care se obține o calitate superioară a efluentului evacuat, cu valori ale gradului de epurare de 95 – 99,9%.

După configurația fluxului tehnologic, stațiile de epurare a apelor uzate se clasifică în:

stații de epurare cu flux tehnologic convențional;

stații de epurare cu flux tehnologic neconvențional.

După natura procedeelor de epurare utilizate stațiile de epurare a apelor uzate se clasifică în:

stații de epurare intensive, la care procedele de epurare utilizate în cadrul stației au loc numai în condiții artificiale;

stații de epurare extensive, la care procedele de epurare utilizate în cadrul stației au loc numai în condiții naturale;

stații de epurare mixte, la care unele procedele de epurare utilizate în cadrul stației au loc în condiții artificiale, iar celelalte procedele de epurare utilizate în cadrul stației au loc în condiții naturale.

După modul de distribuție a obiectelor tehnologice componente, stațiile de epurare a apelor uzate se clasifică în:

stații de epurare cu structură dispersată, la care obiectele tehnologice sunt distincte și independente și ocupă diferite poziții pe suprafață arondată stației de epurare, situație întâlnită în cazul stațiilor de epurare urbane de medie și mare capacitate;

stații de epurare compacte, la care obiectele tehnologice sunt dispuse într-o structură unitară de tip monobloc, situație întâlnită mai ales în cazul stațiilor de epurare de mică capacitate care deservesc consumatori individuali (de exemplu, locuințe independente sau grupuri mici de locuințe). [6][7]

1.4 Caracteristicile apelor de canalizare

Pentru proiectarea stațiilor de epurare, dar și pentru operarea acestora în condiții optime, este necesar să se determine caracteristicile apelor de canalizare. Aceasta se face pe baza determinărilor de laborator.

Apele de canalizare provin din apele evacuate din locuințe, centre populate, unități industriale, agrozootehnice etc., și de pe terenurile aferente lor. Acestea se clasifică în raport cu proveniența și proprietățile lor în următoarele categorii:

Ape uzate menajere – sunt ape provenite din gospodării și servicii, care rezultă de regulă din metabolismul uman și din activitățile menajere (spălatul vaselor, hai-nelor etc.);

Ape uzate urbane – sunt ape uzate menajere sau amestec de ape uzate menajere cu ape uzate industrial și/sau ape meteorice;

Ape uzate industriale – orice fel de ape uzate ce se evacuează din incintele în care se desfășoară activități industriale și/sau comerciale, ele fiind de cele mai multe ori tratate separat în stații de epurare proprii;

Ape uzate agrozootehnice – sunt ape provenite de la fermele de animale care au în general caracteristicile apelor uzate orășenești, poluanții principali fiind substan-țele organice în cantitate mare și materialele în suspensie;

Ape uzate meteorice – sunt ape care spală din atmosferă poluanții existenți în aceasta, iar în contactul cu terenul unor zone sau incinte amenajate, sau al unor centre populate, în procesul scurgerii, antrenează atât ape uzate de diferite tipuri, cât și deșeuri, îngrășăminte chimice, pesticide, astfel încât în momentul ajungerii în receptor pot conține un număr mare de poluanți.[5]

Evacuarea apelor uzate în rețelele de canalizare și direct în stațiile de epurare ale localităților este permisă numai dacă acestea nu conțin:

Materii în suspensie, în cantități și dimensiuni care pot constitui un factor de erodare a canalelor, pot provoca depuneri și pot stânjeni curgerea normală, cum sunt:

diferite substanțe care se pot solidifica și pot optura secțiunea canalelor;

suspensiile dure și abrazive ca pulberile metalice și granulele de roci, care prin antrenare pot provoca erodarea canalelor;

substanțe care singure sau în amestec cu alte substanțe din apă, coagulează, existând riscul depunerii sau conduc la apariții de substanțe agresive noi;

corpurile solide, plutitoare sau antrenate, care nu trec prin grătarul cu spațiu liber între bare de 20 mm, iar în cazul fibrelor textile sau al materialelor similare (pene, fire de păr de animale), nu trec prin sita cu latura fantei de 2 mm.

Substanțe cu agresivitate chimică asupra materialelor din care sunt realizate rețe-lele de canalizare și echipamentele din stațiile de epurare;

Substanțe cu grad de periculozitate ridicat cum sunt: metalele grele și compușii lor, compuși organici halogenați, compuși organici cu fosfor sau cu staniu, agenți de protecție a plantelor (fungicide, erbicide, insecticide), substanțe sau reziduri radio-active;

Substanțe inhibatoare ale procesului biologic de epurare a apelor uzate sau tratarea nămolului;

Substanțe toxice sau nocive, care singure sau în amestec cu apa de canalizare, pot pune în pericol personalul de exploatare a rețelei de canalizare sau stației de epu-rare;

Substanțe colorate ale căror cantitate și natură, chiar după procesul de epurare, determină odată cu descărcarea în receptorul natural modificarea culorii acestuia;

Substanțe organice greu biodegradabile;

Substanțe care singure sau în amestec cu apa pot degaja mirosuri ce contribuie la poluarea mediului;

Substanțe de orice natură, plutitoare sau dizolvate, în suspensie sau aflate în stare coloidală, pot stânjeni exploatarea normală a canalelor și a stației de epurare, sau care împreună cu aerul pot forma amestecuri explozive.[1]

În ceea ce privește apele uzate menajere, urbane și industriale pentru determinarea caracteristicilor sunt necesare următoarele determinări:

materii totale în suspensie, în stare uscată și diferențiate apoi în materii organice (volatile) și minerale;

reziduu fix (substanțe dizolvate în apă) și diferențiate apoi în materii organice (volatile) și minerale;

reziduul total numit și substanță uscată (diferența între greutatea totală a mate-rialului ce se analizează – apă sau nămol – și greutatea apei care se evaporă la temperatura de 105 oC) alcătuit din suma cantităților de materie în suspensie și reziduul fix, diferențiat în materii organice (volatile) și minerale;

consumul biochimic de oxigen (CBO5);

consumul chimic de oxigen (CCO);

azotul sub toate formele (amoniac liber, organic, azotați și azotiți) sau azot total (NTK);

fosfor total.[2]

Acceptul de evacuare a apelor uzate în rețelele de canalizare sau în stațiile de epurare se face în baza acordului scris, dat de operatorul de servicii publice care administrează și exploatează rețeaua de canalizare și stația de epurare, cu condiția îndeplinirii indicatorilor de calitate ai apelor uzate evacuate în rețelele de canalizare ale localităților conform tabelului 1.3.[2]

Indicatori de calitate ai apelor uzate evacuate în rețelele de canalizare ale localităților sunt dați de către NTPA-002/2002 conform H.G. 188/2002 modificată și completată de H.G 352/2005.[14][15]

Pentru localități în care nu există canalizare (rețea și stație de epurare) și pentru care trebuie întocmit proiectul aferent, situație în care indicatorii fizico – chimici ai apelor uzate influente în stația de epurare nu se pot stabili pe bază de studii și analize, aceștia se vor aprecia după datele obținute la sistemele similare de canalizare din alte localități, sau utili-zând încărcările specifice aferente unui locuitor echivalent (l.e.), recomandate de literatura tehnică de specialitate.

În cazul apelor uzate menajere se pot lua în considerare următoarele încărcări speci-fice per locuitor echivalent[2]:

Tabel 1.3 Indicatori de calitate ai apelor uzate evacuate în rețelele de canalizare ale

localităților [2]

2.SURSE DE POLUARE A APELOR IN MUNICIPIUL GIURGIU JUDETUL GIURGIU

2.1Ape uzate menajere

Apele uzate menajere provin din satisfacerea nevoilor gospodărești de apă ale centrelor populate, precum și a nevoilor gospodărești, igienico-sanitare și social administrative ale unităților industriale mici.

Apele uzate menajere au o compoziție relativ constantă, dependentă orar de activitatea umană. În tabelul 2.1 sunt prezentate valorile medii ale caracteristicilor specifice ale apelor uzate menajere.[4]

Tabelul 2.1 Compoziția medie a apelor uzate menajere [4]

2.2 Ape uzate industriale

Cunoașterea procesului tehnologic industrial, în măsura în care aceasta conduce la stabilirea originii și a caracteristicilor calitative ale apelor uzate, reprezintă una din condițiile de bază pentru o proiectare judicioasă a stațiilor de epurare industrială și mai târziu, a exploatării acestora. În tabelul 2.2 sunt prezentate o serie de date generale, referitoare la originea, caracteristicile calitative și modul de epurare pentru principalele ape uzate industriale. [8]

Tabelul 2.2 Ape uzate industriale, origine, caracteristici și mod de epurare – Industria alimentara si a medicamentelor [8]

Tabelul 2.3 Ape uzate industriale, origine, caracteristici și mod de epurare – Industria textila-pielarie [8]

Tabelul 2.4 Ape uzate industriale, origine, caracteristici și mod de epurare – Industria energetica [8]

Tabelul 2.5 Ape uzate industriale, origine, caracteristici și mod de epurare – Industria chimica [8]

Tabelul 2.6 Ape uzate industriale, origine, caracteristici și mod de epurare – Industria de prelucrare a materialelor [8]

Caracteristicile principale ale unor categorii de ape uzate industriale

În tabelele 2.7, 2.8 sunt prezentate principalele substanțe prezente în apele uzate industriale, în tabellele 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6 sunt prezentate caracteristici și "coeficienții de poluare" (concentrațiile în CBO5 și substanțe în suspensie), iar in tabelul 2.9 continutul in nutrienti al apelor uzate industriale

Tabelul 2.7 Unele substanțe prezente în principalele ape uzate industriale [8]

Tabelul 2.8 Metalele grele în principalele ape uzate industriale [8]

Tabelul 2.9 Conținutul în nutrienți al apelor uzate industriale [8]

În aceeași măsură cu reducerea volumului de ape uzate, micșorarea nocivității lor contribuie la impurificarea într-o măsură mai mică a receptorului. Și în acest caz, introducerea de tehnologii noi sau înlocuirea substanțelor nocive folosite în aceastea cu substanțe mai puțin sau chiar de loc nocive, poate reduce gradul de impurificare al apelor uzate industriale.

Câteva exemple în acest sens: la unele secții de spălare a cărbunilor s-au înlocuit unii reactivi de flotație cu alții mai puțin toxici pentru flora și fauna receptorului; substanțele mercerizante fenolice din industria textilă au fost înlocuite cu produse pe bază de alcooli superiori; introducerea difuziei continue la fabricile de zahăr; folosirea de detergenți biodegradabili etc.

Recuperarea substanțelor valoroase din apele uzate , ca de exemplu, soluțiile de fierbere de la fabricile de prelucrare a lemnului (în scopul obținerii de drojdie furajeră), substanțele petroliere din rafinăriile de petrol, metalele grele în metalurgia neferoasă, cianurile în preparațiile aurifere etc. au ca scop, pe de o parte valorificarea substanțelor recuperate, iar pe de altă parte reducerea cantității de substanțe nocive evacuate cu apele uzate.

Valorificarea parțială sau totală a apelor uzate, despre care s-a vorbit anterior, prin irigarea terenurilor agricole sau prin folosirea lor în procesele tehnologice industriale în urma unei epurări avansate, reprezintă, de asemenea, un mod de reducere a nocivităților evacuate cu apele uzate.

Mai trebuie reamintit, de asemenea, că egalizarea și uniformizarea debitelor și a concentrațiilor contribuie în mare măsură la reducerea șocurilor ce trebuie suportate de receptor, șocuri care ar putea câteodată să aibă efecte mult mai grave decât cele așteptate. [8]

2.2.1 Debitele specifice pentru principalele categorii de ape uzate industriale

Valorile debitelor sunt susceptibile, în permanență, de a varia în limite mari și chiar, câteodată, de a deveni nule atunci când procesul tehnologic se transformă dintr-unul umed, într- unul uscat.

Reducerea debitelor de apă folosită în procesul tehnologic industrial trebuie să constituie o grijă permanentă a proiectanților, aceasta realizându-se, de obicei, fie o dată cu introducerea unei noi tehnologii industriale, fie prin modernizarea unor tehnologii vechi.

Într-o unitate industrială, reducerea debitelor de ape uzate înseamnă, în același timp, și reducerea apei de alimentare, de aceea ea trebuie privită ca o parte integrantă a bunei gospodăriri a unității, cu consecințe economice avantajoase.

Recircularea (refolosirea) apelor uzate conduce, în principal, la micșorarea debitelor de alimentare și evacuare și, deci, și a impurificării receptorilor. Recircularea apei de răcire, operație practicată în numeroase întreprinderi industriale (termocentrale, rafinării de țiței, întreprinderi metalurgice etc.), reprezintă exemplul cel mai semnificativ în ceea ce privește reducerea debitelor. Toate fabricile de zahăr de la noi din țară, recirculă ape uzate de la transportul și spălarea sfeclei, în plus, prin introducerea difuziei continue se economisesc cantități importante de apă.

Recircularea apei a fost introdusă, în ultimii ani, în cadrul a numeroase procese tehnologice. În unele cazuri, apa uzată poate fi recirculată ca atare, în procese tehnologice care cer o apă de calitate inferioară, dar de cele mai multe ori, este necesară preepurarea apei înainte de a fi reintrodusă în circuit. Introducerea recirculării trebuie bine fundamentată înainte de a fi aplicată, deoarece, ca urmare a acesteia, crește uneori concentrația anumitor substanțe din apă, iar tratarea apei înainte de a fi reintrodusă în circuit este atât de scumpă, încât recircularea devine neeconomică.

Un alt avantaj al recirculării apei constă în aceea că ajută la menținerea sub formă cât mai concentrată a apelor uzate, în general, este mult mai economic să epurezi ape uzate concentrate, deoarece eficiența de îndepărtare a poluantului este mai mare, iar construcțiile de epurare sunt mult mai reduse.

Valorificarea în agricultură a apelor uzate și a nămolurilor rezultate în cadrul epurării apelor uzate a luat o dezvoltare deosebită în unele țări, utilizându-se, îndeosebi, apele uzate industriale, care conțin cantități importante de substanțe organice, de obicei cele provenite de la prelucrarea materiei prime folosite în industria alimentară. În ceea ce privește valorificarea apelor uzate, trebuie menționată și folosirea acestora la alimentarea iazurilor piscicole, obținându-se, în asemenea cazuri, importante sporuri de producție. [5]

2.2.2 Considerații generale privind epurarea apelor uzate industriale

Procesele de epurare a apelor uzate industriale sunt, în general, aceleași ca pentru apele uzate orășenești, adică, în principal, procese mecanice și biologice – aerobe sau anaerobe. Pentru apele uzate industriale acestea sunt completate, de cele mai multe ori, de procese fizico-chimice de o complexitate deosebită, ca de exemplu: extracție lichid-lichid, schimb ionic, electrodializă etc. atunci când natura și ponderea poluanților depășește concentrașia maximă admisibilă, conform reglementărilor în vigoare pentru acest fel de ape.

Pentru a avea o privire de ansamblu asupra aplicării acestor procese pentru epurarea apelor uzate industriale, ele au fost puse în evidență în ultima coloană a tabelelor 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, urmărirea acestei coloane putând furniza date asupra gradului mai mare sau mai mic de epurare necesar, precum și asupra frecvenței aplicării proceselor de epurare.

Pentru proiectarea stațiilor de epurare industriale, cunoașterea caracteristicilor apelor uzate reprezintă factorul hotărâtor, ca și în cazul stațiilor de epurare orășenești.

Printre principalele substanțe nocive ale apelor uzate industriale sunt substanțe organice (exprimate prin CBO5), substanțele în suspensie, substanțele toxice, metalele grele etc.

Câteodată, la dimensionarea stațiilor de epurare industrială se pot utiliza parametrii valabili pentru apele uzate orășenești, dar ținând cont de aportul de impurități industriale, aport care în majoritatea cazurilor se referă la consumul biochimic de oxigen sau la suspensii. În acest sens, este necesar ca aportul de impurități industriale să fie exprimat printr-un așa numit coeficient "locuitori echivalenți". Deci, dacă volumul masei filtrante a unui filtru biologic în cazul apelor uzate orășenești se stabilește pentru o normă de 20 locuitori pentru 1 m3 de masă filtrantă, pentru apele uzate industriale se va adopta aceeași normă.[1]

2.3 Surse majore de poluare in judetul Giurgiu

Apele uzate evacuate în județul Giurgiu sunt constituite din ape uzate menajere și ape uzate industriale. Calitatea apelor uzate este monitorizată bilunar de către S.G.A. Giurgiu prin prelevări de probe și analize fizico – chimice de la următoarele surse de impurificare:

S.C. Apă Service SA Secția Giurgiu

SC Uzina Termoelectrica SA Giurgiu

UM Grădiștea

SW Umwelttechnic SRL

SC Imsat SA București – Fabrica de containere Giurgiu

SC Zirom SA

Centrul de Sănătate Ghimpați

SC DG Petrol SRL Giurgiu

Tabel 2.10 Surse majore de poluare in Municipiul Giurgiu [17]

2.3.1 Poluanții specifici pentru tipurile de ape uzate

Poluanții specifici pentru tipurile de ape uzate evacuate în Municipiul Giurgiu sunt:

apele uzate menajere – materii în suspensie, substanțe organice, substanțe extractibile, detergenți, azot, fosfor, cloruri, sulfați, bacterii coliforme totale, bacterii coliforme fecale, streptococi fecali;

ape uzate orășenești – materii în suspensie, substanțe organice, substanțe extractibile, detergenți, azot, fosfor, cloruri, sulfați, bacterii coliforme totale, bacterii coliforme fecale, streptococi fecali și indicatori specifici industriilor care evacuează ape uzate în rețeaua de canalizare (metale, fenoli, produse petroliere, sulfuri, etc.;

ape uzate provenite din zootehnie – materii în suspensie, reziduu filtrabil la 105oC, substanțe organice, substanțe extractibile, azot, fosfor, potasiu, calciu, magneziu, bacterii coliforme fecale, bacterii coliforme totale, streptococi fecali, salmonella;

ape uzate provenite din industria alimentară – materii în suspensie, reziduu filtrabil la 105oC, substanțe organice, substanțe extractibile, azot, fosfor, sodiu, potasiu, calciu, magneziu, cloruri, detergenți, bacterii coliforme fecale, bacterii coliforme totale, streptococi fecali, salmonella;

ape uzate provenite din industria ușoară – substanțe organice, sulfuri, clor liber, azot, fosfor, detergenți, substanțe extractibile, produse petroliere, crom, calciu, magneziu, fier, cupru, mangan, arsen, cadmiu, plumb, zinc;

ape uzate provenite de la termocentrale: materii în suspensii, reziduu, substanțe organice, sulfuri, azot, fier, mangan, cloruri, sodiu, potasiu, sulfați, calciu, magneziu, produse petroliere, substanțe extractibile.[17]

3.SISTEMUL DE CANALIZARE SI STATIA DE EPURARE A APELOR UZATE DIN MUNICIPIUL GIURGIU JUDETUL GIURGIU

3.1Sisteme de canalizare. Structură funcțional-constructivă. Elemente componente

Sistemul de canalizare al unui centru populat sau industrial este ansamblul de construcții și instalații, funcțional-constructiv-tehnologic interconectate, destinate colectării controlate a apelor de canalizare din ansamblul deservit (de la populație, industrie, apele meteorice, din desecări…), transportului acestora până la punctele de deversare în mediu receptor, epurării până la nivelul de acceptabilitate al mediului și deversării în mediul receptor sau returnării circuitului de valorificare.

În general, un sistem de canalizare are în componența sa următoarele grupuri de construcții și instalații:

a) instalația interioară;

b) racordul instalației interioare la rețeaua exterioară

c) rețeaua exterioară;

d) instalații de pompare

e) stația de epurare;

f) construcții de evacuare.

Structura unui sistem de canalizare poate include sau nu toate construcțiile și instalațiile indicate mai sus (de exemplu: instalațiile de pompare nu sunt necesare la sistemele gravitaționale de canalizare; stațiile de epurare nu sunt necesare la o mare parte dintre sistemele de canalizare a apelor meteorice). [9]

b. Racordul instalației interioare la rețeaua exterioară

Instalația interioară a clădirilor se racordează în general la o rețea de incintă, numită rețea interioară, rețea care descarcă în rețeaua exterioară printr-un canal de racord și un cămin de vizitare, numit cămin de racord, ce servește pentru control și intervenții.

c. Rețeaua exterioară

Rețeaua exterioară se compune din colectoarele de canalizare (canale subterane și de suprafață), și din alte construcții auxiliare amplasate între punctele de colectare și stația de epurare sau gurile de vărsare în emisar.

Colectoarele de canalizare pot fi fata de emisar:

paralele

perpendiculare

radiale

ramificate

Lucrările auxiliare pe rețeaua de canalizare sunt:

guri de scurgere care primesc apele meteorice de pe străzi

cămine de vizitare

camere de legătură

cămine de rupere de pantă

cămine de spălare

deversoare

bazine de retenție

deznisipatoare

treceri pe sub depresiuni și căi de comunicație.

d. Stațiile de pompare se construiesc în punctele joase ale teritoriului ce se canalizează, atunci când – din cauza configurației terenului – nu este posibil ca apele de canalizare să curgă gravitațional sau viteza de curgere nu este suficientă.

e. Stația de epurare este alcătuită din totalitatea construcțiilor și instalațiilor prin care se corectează parametrii de calitate ai apelor uzate influente astfel încât caracteristicele apelor uzate epurate să corespundă normativelor în vigoare funcție de caracteristicile receptorului.

f. Construcții pentru evacuare

Construcțiile pentru evacuare trebuie să asigure vărsarea apelor în receptori în condiții de siguranță pentru sistemul de canalizare și receptor.[9]

În figura 3.1 este prezentată schema unui sistem de canalizare.

Fig 3.1. Schema sistemului de canalizare. [9]

1– canale de serviciu (secundare); 2 – colectoare secundare; 3 – colectoare principale; 4 – sifon invers;5– cameră de intersecție; 6 – camera deversorului; 7 – canal deversor; 8 – stație de epurare;9 – colector de descărcare; 10 – gură de vărsare; 11 – sisteme pentru valorificarea nămolurilor rezultate din SE.

3.1.1 Sisteme și procedee de canalizare

Colectarea și evacuarea apelor uzate se face în unul din următoarele sisteme/ procedee:unitar, separativ (divizor), mixt.

Procedeul unitar colectează și transportă prin aceeași rețea de canalizare toate apele de canalizare: menajere, industriale, publice, meteorice, de suprafață și de drenaj. Procedeul unitar are avantajul că necesită o singură rețea de canale, costuri de operare mai reduse și dezavantajul unor cheltuieli inițiale de investiții mari.

Procedeul separativ colectează și transportă prin minim 2 rețele diferite apele uzate (menajere, industriale pre-epurate și publice) și meteorice.

Evacuarea apelor uzate menajere se face prin canale închise. Curgerea apelor uzate industriale pre – epurate se face prin rețele închise sau deschise, în funcție de calitatea apelor.

Evacuarea apelor meteorice se poate face fie la suprafață prin rigolele străzilor sau canale deschise (șanțuri), fie printr-o rețea de canale închise.

Canalizarea în procedeu separativ se dezvoltă în ultimele decenii pe plan mondial pe baza: •principiului reținerii apei din ploi la locul de cădere și execuția de bazine de infiltrație

-acumulare cu/fără reutilizarea acestor ape;

•reducerii suprafețelor impermeabile în amenajările urbane;

creșterii exigențelor de întreținere și curățenie a spațiilor urbane amenajate și a creșterii suprafețelor specifice (m2/loc.) de spații verzi. [9]

3.1.2 Obiectul rețelei de canalizare

Rețeaua de canalizare este obiectul tehnologic din sistemul de canalizare, cu rol de colectare și evacuare a apelor uzate sau/și meteorice în receptorul natural (situat în general în afara localității, dar nu este obligatoriu în toate situațiile) în condițiile de siguranță pentru sănătatea utilizatorilor și mediului.

Natura apelor de canalizare evacuate prin rețeaua de canalizare poate fi diferită: ape uzate de la folosințe casnice; ape uzate industriale pre – epurate; ape uzate de la folosințe publice și ape provenite din precipitațiile căzute pe suprafața deservită de rețea.

Rețeaua de canalizare evacuează apele de canalizare de pe o suprafață delimitată numită bazin de colectare. Bazinul de colectare poate fi diferit pentru diversele categorii de ape de canalizare.

În cazuri justificate rețeaua va fi protejată contra afluxului de ape meteorice de pe suprafețele vecine localității. [9]

Lucrările rețelei de canalizare

Rețeaua de canalizare este alcătuită din:

colectoarele care asigură transportul apei colectate;

construcțiile accesorii care asigură buna funcționare a rețelei: racorduri, cămine de vizitare,

guri de scurgere, deversoare, stații de pompare, bazine de retenție, sisteme de control a calității apei și de măsurare a debitului de apă transportată.

Apele preluate în rețeaua de canalizare pot proveni de la:

instalațiile interioare ale locuințelor: apă uzată menajeră, sau ape meteorice, preluate direct sau prin cămine de racord în rețele unitare sau separative;

instalațiile interioare ale clădirilor cu destinație publică (școli, spitale, unități de activitate publică, complexe sportive);

apa uzată menajeră provenită de la grupurile sanitare ale unităților industriale;

apa uzată industrială colectată direct sau provenind de la stații de pre – epurare atunci când condițiile de calitate sunt diferite de cele ale apei admise în rețeaua publică;

apa din precipitații, introdusă în canalizare prin gurile de scurgere (apa din ploi, apa

din topirea zăpezii, gheții);

apa subterană infiltrată prin defecțiunile colectoarelor sau construcțiilor anexe.

Rețeaua de canalizare trebuie să asigure evacuarea apei uzate comunitare în condiții sanitare adecvate protecției sănătății publice și a apei meteorice în condiții de siguranță stabilite în prealabil.

Preluarea oricărei categorii de calitate de ape uzate în rețeaua publică va fi condiționată de:

asigurarea funcționării rețelei publice fără deteriorări, influențe asupra materialului, pericole sau limitări ale exploatării în siguranță;

limitarea oricăror influențe negative asupra proceselor biologice din stația de epurare;

cunoașterea permanentă a volumelor de ape uzate și cantităților de poluanți (materii în suspensie, substanțe organice – CBO5, N și P). [9]

Cu excepția apei infiltrate în canalizare toate celelalte categorii de apă trebuie să îndeplinească condițiile de calitate normate prin intermediul NTPA 002/ 2005 pentru a putea fi acceptate în rețeaua publică de canalizare.

Se interzice total evacuarea apelor uzate de la fermele de animale; în cazuri justificate pot fi acceptate apele uzate după epurarea până la limitele cerute de NTPA 002/2005.

Pentru rețelele de canalizare din mediul rural, apele de canalizare provenite de la ferme agrozootehnice, unități de prelucrare a produselor și crescătoriile de animale care sunt colectate prin intermediul rețelelor de canalizare publice trebuie să îndeplinească de asemenea condițiile de calitate stipulate prin NTPA 002/2005.[14][15]

Încadrarea în mediul rural/ urban

Rețeaua de canalizare se va încadra:

în prevederile P.U.G – ul și P.U.Z – ul zonelor în care se dezvoltă;

în Planul general de gospodărire al apei bazinului hidrografic în care se află localitatea;

în Master Planul general privind sistemele de alimentare cu apă și canalizare ale amplasamentului zonei și bazinul hidrografic.

3.1.3 Alcătuirea rețelei de canalizare

În configurarea rețelei se va lua în considerație:

trama stradală actuală și în perspectivă (minim 25 ani) conform P.U.G.;

situația topografică a amplasamentului pentru asigurarea curgerii gravitaționale;

poziția stației de epurare și a receptorului;

asigurarea evacuării apei pe drumul cel mai scurt;

abordarea punctuală a zonelor critice: depresiuni, contrapante, subtraversări;

un plan de dezvoltare etapizată în concordanță cu dezvoltarea comunității deservite;

posibilitatea prevederii galeriilor edilitare în zone cu densitate mare de rețele, în zone centrale, cu trafic intens și terenuri dificile privind pozarea;

soluționarea rațională a rețelei în zonele inundabile; rețeaua va fi astfel alcătuită încât în cazul inundației să se poată asigura pomparea apei uzate (sau epurate). [9]

3.1.4 Clasificarea rețelelor de canalizare

Rețelele de canalizare pot fi clasificate astfel:

după modul de curgere al apei;

după calitatea apelor colectate;

după forma rețelei.

Funcție de modul de curgere a apei în colectoare

rețea cu curgere gravitațională în care se asigură curgerea apei cu nivel liber;

rețea cu curgere depresionară/vacuumată: presiunea din instalație este p≈0,4 –0,6 at. și este creată special cu ajutorul instalațiilor de vacumare;

rețea cu curgere forțată, în care apa curge sub presiunea asigurată prin pompare.

Funcție de calitatea apelor colectate.

rețea în procedeu unitar; toate apele de pe suprafața localității sunt evacuate printr-o singură rețea;

rețea în procedeu divizor/ separativ în care apele având caracteristici apropiate sunt evacuate prin aceeași rețea; în localități pot fi două rețele (rețea de canalizare ape uzate urbane/ rurale și rețea de evacuare a apelor meteorice);

rețea în procedeu mixt, unitar și separativ pe zone ale localității;[9]

Forma rețelei

Rețeaua de canalizare este în general o rețea ramificată. Dacă se poate demonstra, ținând seama și de condițiile de exploatare/reparații că o rețea de tip inelar este rațională acest sistem se poate aplica; poate fi favorabil în unele cazuri de remedieri sau rațional pentru evacuarea apei meteorice (localități unde nu plouă simultan pe toate suprafețele).

Tipul de rețea va fi ales după un calcul tehnico–economic justificativ pe criterii de cost de investiție și costuri de exploatare. Obligatoriu se va ține seama de pagubele care trebuie suportate în caz de funcționare neconformă.

Gradul de asigurare a funcționării rețelei va fi stabilit funcție de normele în vigoare și prin decizia autorității locale. Este rațional să fie estimate și consecințele pentru o eventuală creștere a gradului de siguranță a funcționării în viitor (apariția unor lucrări subterane importante și posibilitatea realizării de treceri denivelate în unele intersecții sau introducerea de mijloace speciale de transport.[9]

3.2 Rețele de canalizare in Municipiul Giurgiu

Foto 3.1 – Reteaua de canalizare a Municipiului Giurgiu

Statia de epurare prelucreaza cantitatile de ape menajere provenite de la consumatori casnici (case si blocuri), agenti economici si institutii publice.

Sistemul de canalizare este alcatuit, pornind de la consumator catre statia de epurare, din:

camin de racord + racord , de la locatia de unde preia apa menajera, racordul se descarca intr-o retea secundara de canalizare menajera, retreaua secundara se descarca la randul ei intr-un colector principal care conduce apele menajere catre statia de epurare.

Racordurile sunt realizate in marea lor majoritate din conducte de PVC (foto 3.2) sau azbociment (foto 3.3) cu diametre intre 160 si 200 mm

Foto 3.2 – Teava PVC [24] Foto 3.3- Conducta azbociment [21]

Caminele sunt realizare din beton precomprimat, avand diverse dimensiuni, in functie de volumul necesar. Acestea sunt acoperite cu capace din metal (foto 3.4), de obicei sunt folosite pentru trafic greu, sau cu capace din material compozit (foto 3.5) , in cazul traficului pietonal.

Foto 3.4 – Capac camin trafic greu [25] Foto 3.5 – Capac camin trafic pietonal [23]

Retelele secundare de canalizare sunt realizate din conducte de azbociment sau PVC , la fel ca si in cazul racordurilor, dar cu diametre mai mari, cuprinse intre 250 si 315mm.

Colectorul principal are forma ovoida (foto 3.6) sau circulara (foto 3.7), este executat din beton precomprimat sau pafsin, avand diametrul cuprins intre 800 si 1200 mm.

Foto3.6 – Conducta necirculara Foto 3.7 – Conducta circulara [19]

(ovoida) din pafsin [18]

Foto 3.8 – Schema racordului de canalizare al unei case la reteaua de calalizare municipala [20]

Municipiul Giurgiu colecteaza ape menajere pe aproximativ 174 km de retea, atat gravimetric cat si prin statii de pompare. Statiile de pompare ape uzate menajere sunt in numar de 8 (4 statii principale si 4 secundare).

Stația de pompare ape uzate Zavoi – doua pompe tip MV403, cu Qp=700 m3/h si P=110 kW; în aceasta statie de pompare ajunge apa uzată menajeră colectată din zona centrala a orașului, din aceasta statie apa uzată este pompată în stația de epurare a municipiului Giurgiu; conducta de refulare este realizata din otel si tuburi PREMO, având diametrul de 600 mm si o lungime totala de 1150 m.

Stația de pompare ape uzate SPAU3 – amplasată la intersecția dintre șodeaua Prieteniei și șoseaua București. Stația este formată dintr-un cheson umed (construcție cilindrică din beton armat) cu o adâncime de cca.7,00 m, suprastructura chesonului – construcție cu regim de înălțime parter, cu structură din cadre de beton și zidărie, unde se găsește camera operatorului. Camera pompelor este o construcție subterană dreptunghiulară din beton armat cu o adâncime de cca. 7,20 m unde sunt montate pompele. Sunt prevăzute două pompe, cu următoarele caracteristici: Qp=250 m3/h, H=20,1 m, P=22,0 kW, n=1460 rpm și eficiența de 80,1%. In aceasta statie de pompare ajunge apa uzata menajera colectata din zona de nord a orasului; din aceasta statie apa uzata este pompata în statia de epurare a municipiului Giurgiu; conducta de refulare este realizata din PEID De 400 mm și are o lungime totală de 2.350 m.

Stația de pompare ape uzate SPAU5 – amplasată la intersecția strazilor Ghizdarului, Bălănoaiei și Ramadan. Este o stație tip cheson având volum total de cca. 3.700 m3 și un diametru de 10,0 m și un volum util de 275 m3. Stația este prevăzută cu 3 pompe submersibile cu următoarele carateristici: Q=75 m3/h, H=12 m, P=4 kW, n=2925 rpm și eficiența de 64,1%. Conducta generala de refulare, PEID De 225 mm si lungimea de 25 m.

Stație de pompare SPAU6 – amplasată la intersecția străzilor Drumul Plopilor și Șoseaua Alexandriei. În stația de pompare este colectată apa uzată menajeră, prin intermediul colectorului de canalizare PVC-KG Dn250 mm de pe strada Drumul Plopilor și prin colectorul canalizare PVC-KG Dn250mm de pe șoseaua Alexandriei.

Este o stație tip cheson, dimensionată pentru preluarea și evacuarea debitului de ape uzate menajere, având diametrul interior Dint=6,0 m și o adâncime de 9,72 m (10,22 m până la cuțitul chesonului). Stația este prevăzută cu trei electropompe submersibile cu următoarele carateristici: Q=20 m3/h, H=10 mCA, P=2,25 kW, și n=1350 rpm.

Stație de pompare SPAU7 – amplasată pe strada Berzei. În stația de pompare este colectată apa uzată menajeră, prin intermediul colectorului de canalizare PVC-KG Dn400 mm de pe strada Berzei. Este o stație tip cheson, dimensionată pentru preluarea și evacuarea debitului de ape uzate menajere, având diametrul interior Dint=12,0 m și o adâncime de 12,9 m. Stația este prevăzută cu trei electropompe submersibile cu următoarele carateristici:

Q=130 m3/h, H=25mCA, P=26 kW, și n=1435 rpm.

Stație de pompare SPAU8 este amplasată pe Soseaua Portului. Este o stație tip cheson având volum total de cca. 1.100 m3 și un diametru de 6,0 m și un volum util de 70 m3. Stația este prevăzuta cu trei pompe submersibile cu următoarele carateristici: Q=20 m3/h, H=20 m, P=4,0 kW, n=2930 rpm și eficiența de 54,3%. Conducta generala de refulare, PEID De 125 mm si lungimea de 699 m.

Stațiile de pompare sunt executate în soluția cheson circular, fiind echipate cu instalații mecanice, hidraulice,electrice și de automatizare care să permită funcționarea automată în condiții de eficiență și siguranță maxime.

Pentru fiecare dintre stațiile de pompare menționate mai sus sunt prevăzute instalațiile electrice interioare și exterioare de iluminat, prize, fortă și priza de pământ. Alimentarea cu energie electrică a tabloului electric al stațiilor de pompare se face din rețelele existente în zonă prin intermediul unui branșament trifazic; din tabloul electric se alimentează pe circuite separate tablourile electrice de comandă și control ale pompelor.

Pompele din stațiile de pompare vor funcționa în mod normal automat controlat de către nivelele de apă din chesoane. Se asigură: alarmă nivel minim, oprirea pompelor pe nivelul minim, pornirea pompelor pe nivelul maxim, alarmă nivel avarie. [13]

In statia de epurare, apele menajere se descarca prin 4 conducte, apa intrand prin pompare.

Cele 4 conducte de descarcare:

1 din zona de sud

2 din zona centrala

1 din zona de nord

Numarul de racorduri din oras este de aproximativ 8600, dintre care aproape 7600 sunt de la consumatorii casnici. Restul de 1000 de racorduri provin de la institutiile publice si agentii economici.

Ca procent de populatie racordata la reteaua de canalizare, conform ultimelor actualizari, este de 85%.

Rețeaua de canalizare meteorică cuprinde 50134 m de canale din beton simplu, HOBAS și PVC cu diametre cuprinse între 110 și 1400 mm. Principala deficiență a rețelei de canalizare meteorică existentă este faptul că nu acoperă întreaga zonă rezidențială a orașului, gradul de acoperire, fiind de doar 40%. La aceasta se adauga vechimea conductelor de canalizare existente, 29% din lungimea totală având vârsta de exploatare de peste două decenii.

3.3 Statia de epurare a Municipiului Giurgiu

3.3.1 Amplasament

Statia de epurare Giurgiu este amplasată în partea de sud-est a municipiului Giurgiu, în afara zonei rezidentiale, la o distanta de circa 800 m de Dunare.

Proceseaza apele menajere din aglomerarea Giurgiu-Slobozia

Foto 3.9 – Amplasamentul statiei de epurare -vedere din satelit [22]

Foto 3.10 – Amplasamentul statiei de epurare -vedere tip harta [22]

Suprafata ocupata: 28.000 mp

Foto 3.11 – Amplasamentul statiei de epurare -vedere tip harta [22]

3.3.2 Planul general al statiei de epurare

Foto 3.12 – Planul general al statiei de epurare [13]

Statia realizeaza :

1. epurarea apelor uzate menajere, incluzand trepte de tratare mecano – biologice

2. tratarea namolului prin stabilizarea anaeroba

3. recuperarea energiei din gazul de fermentare prin intermediul blocului cogenerator

Linia tehnologica apa

Fig 3.2 – Schema tehnologica a statiei de epurare – linia apei [13]

Schema tehnologică a stației de epurare include pe linia apei următoarele obiecte tehnologice:

cameră de admisie (refulare de la SP ape uzate, inclusiv facilități vidanje);

gratar cu curatare mecanica – 2 canale prevăzute cu grătare rare și fine, prevăzute cu prese de spălare, instalație spălare nisip și containere de golire;

deznisipator cu doua compartimente; evacuarea nisipului se face cu un sistem de tip air-lift;

canal pentru masurarea debitelor printr-un sensor cu ultrasunete;

camera de distributie;

decantoare primare radiale, 2 unitati, fiecare cu volumul util de 1.500 m3;

bazin de aerare, 2 unități cu volumul de 2×3.300 m3;

stație pompare nămol recirculat;

stație de suflante;

recipient agent de precipitare și stație de dozare agenți precipitare;

bazine decantare secundare, 2 unități având fiecare diametru D=30 m și prevăzute cu cameră de distribuție;

stație de pompare nămol primar;

canal de evacuare a apei în emisar; la niveluri scazute ale apei pe Dunare, evacuarea efluentului se face gravitational iar la niveluri ridicate, evacuarea se face prin pompare.[13]

Treapta primara mecanica este formata din:

Camera de admisie

Camera gratarelor

Desnisipator

Doua decantoare primare

Foto 3.13 – Foto de ansamblu a treprei primare mecanice [17]

Camera de admisie

Foto 3.14 – Camera de admisie [17]

Stația de epurare Giurgiu este alimentată de două stații de pompare principale. De la fiecare stație de pompare vin câte două conducte de presiune în stația de epurare. Aceste conducte pot fi blocate individual prin intermediul unor vane (4 cămine pentru vane).

După dispozitivele de închidere conductele converg în una singură. De aici se racordează noua conductă de presiune pentru admisie DN 600, care alimentează camera de admisie. În camera de admisie debușează suplimentar o conductă DN 150, care recirculă apa uzată internă de la stația de pompare la admisia stației de epurare. De asemenea in camera de admisie debuseaza și un stuț de țeava DN 150 cu o vană, la acesta putând fi cuplate vidanjele cu nămol menajer printr-un racord, iar golirea se face gravitațional; alternativ golirea se poate face direct într-un cămin liber în camera de admisie. În camera de admisie este amplasată și o vană de bypass DN 600, care poate fi deschisă, numai daca în caz de urgență trebuie închise ambele canale ale grătarelor cu grinzi batardou. În acest caz tot debitul de apă uzată este transferat prin bypass direct la Dunare.

Valorile debitelor sunt urmatoarele :

Debit minim orar – Qh,min : 421 [m³/h]

Debit maxim orar – Qh,max : 1.044 [m³/h]

Debit mediu zilnic – Qzi,med: 14.351 [m3/zi] / 598 [m³/h]

Debit max. zilnic – Qzi,max: 16.848 [m3/zi] / 702 [m³/h] [13]

Clădirea gratarelor are o suprafata construită de 100 m² pentru camera grătarelor.

În camera gratarelor sunt amplasate:2 canale ale gratarelor, fiecare cu gratar rar (25 mm distanta intre bare) și gratare fine (6 mm distanta). Fiecare gratar este dimensionat la capacitatea hidraulica totala de Qmax=1.044 m³/h, astfel incat nu este necesar un canal de ocolire.

Gratare rare – au rolul de a retine materiile grosiere din apa uzata intrata in statie

Gratare fine – au rolul de a retine corpurile grosiere din apa uzata[13]

Foto 3.15 – Camera gratarelor[17] Foto 3.16 – Camera gratarelor – containare de nisip[17]

Deznisipatorul – are rolul de a retine materiile minerale din apa uzata (nisip, pietris).

Foto 3.17 – Deznisipatorul [17]

Dupa gratare, apa este condusa prin doua camere paralele aerate ale deznisipatorului echipat cu pod raclor.

Nisipul:

• se depune

• aspirat de 2 pompe

• condus in camera gratarelor , la instalatia de spalare

Deznisipatorul – după trecerea prin instalația de gratare, apă uzată este transportată în cele doua camere ale deznisipatorului amplasate în paralel, care pot fi blocate individual prin grinzi batardou; camerele deznisipatorului sunt aerate cu aeratoare cu bule mari; prin turbionarea obtinuta astfel, nisipul se depune pe fundul bazinului; prin intermediul pompelor speciale pentru nisip, care sunt montate pe podul raclor, nisipul este aspirat in timpul cursei racloare si transportat intr-un canal de nisip adiacent; de aici amestecul de apa si nisip este transportat gravitațional printr-o conducta la instalatia de spalare a nisipului amplasata in camera gratarelor. Canalul de nisip este amplasat la o distanta de cca. 2 m de deznisipator pe o consola de sustinere la o inaltime de 3,5 la 4 m, pentru a permite accesul liber la instalația de spălare a nisipului. Canalul de nisip are un racord de spalare. El este prevazut cu pantă, pentru a nu permite depunerea nisipului. Canalul de nisip este executat în formă de V cu dimensiunile B=40 cm (partea de sus), 20 cm (partea de jos), H= 40 cm. După instalația de spălare a nisipului, acesta este evacuat într-un container. Grăsimea flotantă la suprafața apei este împinsă de lame pentru grăsimi fixate de podul raclor printr-o rigolă de scurgere din tablă într-un șanț transversal de la capatul aval al deznisipatorului, de unde pătrunde în căminul pentru grasimi, amplasat la capatul deznisipatorului; grăsimile sunt transportate printr-o conductă în căminul de nămol flotant de la decantarea primară și de acolo la stația de pompare a namolului; șanțul transversal poate fi spalat prin acționarea vanelor; podul raclor de la deznisipator și separatorul de grasimi este executat ca pod dublu deasupra ambelor camere; apa uzată este evacuata din camerele deznisipatorului, prin intermediul pragurilor,într-un canal deschis și apoi la căminul de distribuție la decantoare primare. Între deznisipator și decantoarele primare au loc masurători ale debitului în canal deschis, prin intermediul unui senzor cu ultrasunete. La iesirea apei din deznisipator se face si o prelevare de probe proportionale, pentru a putea stabili încărcările de admisie. Indicele pH, conductivitatea si temperatura sunt masurate online si inregistrate, iar parametrii de admisie pentru SU,BOD,COD,N si P pot fi analizate în laborator din probele mixte proportionale cu debitele. [13]

Decantoarele primare – au rolul de a retine suspensiile fine din apa uzata.

Foto 3.18 – Cele doua decantoare radiale primare [17]

2 decantoare radiale prevazute cu poduri racloare

D=30m

Vol.Dp1=1600 mc

Vol.Dp2=1200 mc

Decantoarele primare – există două bazine de decantare primară; din dimensionarea calculului de proces, de regulă este necesară functionarea unui singur bazin de decantare primara; în funcționarea curentă ar trebui alternata periodic funcționarea celor doua bazine; ambele bazine de decantare primara sunt dotate cu câte un nou pod raclor cu lame pentru depuneri de namol și pentru grasimi; lama pentru grăsimi împinge grăsimile și substanțele în suspensie în caminele pentru nămolul în suspensie; nămolul în suspensie este transportat prin conducte la stația de pompare a namolului; lamele racloare pentru nămol împing nămolul primar în pâlniile existente pentru nămol, din mijlocul bazinului; nămolul este extras prin conductele de namol și este transportat la stația de pompare a nămolului; deoarece chiar și în situația funcționării unui singur bazin de decantare există pericolul ca prin sedimentare să fie eliminat prea mult carbon în faza de decantare primară, care ar putea fi necesar apoi pentru o denitrificare eficientă, este prevazută posibilitatea recirculării unei părți din nămolul primar ca sursă de carbon în zona de denitrificare. [13]

Treapta secundara biologica

Foto 3.19 –Bazinele de aerare [17]

Bazinele de aerare – există un bazin de aerare, cu 2 linii și V = 9.600 m³.

Acesta conține 3 zone:

Zona Bio-P (eliminare biologica a fosforului): 2 x 450 m³

Zona DN (denitrificare): 2 x 1.050 m³

Zona N (nitrificare): 2 x 3.300 m³.

Volum total = 9600 mc

Zona Bio-P poate fi operată în cazul în care este necesar și ca zona DN, pentru a asigura și la temperaturi scazute eliminarea fosforului. Fosfatul trebuie eliminat apoi prin precipitare suplimentară, atunci cand temporar nu mai este disponibilă nici o zonă Bio-P. Astfel este asigurată o funcționare flexibilă a treptei biologice și îndeosebi prin variația mărimii zonei de denitrificare poate fi comandată precis încadrarea în limitele impuse ale efluentului de Ntot = 10 mg/l chiar și la temperaturi joase. In cazul temperaturilor de peste 15°C poate fi obținută prin creșterea eliminării biologice a fosforului o reducere a consumului de agenti de precipitare chimica pentru fosfatul remanent. Amestecul de apă uzată – namol activat curge printr-un canal deschis cu o latime de 1,0 m la bazinul de aerare. Printr-o conducta DN 600 namolul de recirculare ajunge de la stația de pompare a namolului de recirculare la apă uzată, și pe un traseu de cca. 12 m al canalului, are loc amestecul apei uzate cu namolul de recirculatie. Într-o cameră de distributie aflata in interiorul bazinului de aerare, amestecul apa uzata – namol activat deverseaza peste 2 praguri cu latime de trei metri, realizând astfel o distribuție uniformă pe ambele linii ale bazinului.

Apa uzată pătrunde mai întâi în zona Bio-P, cu un volum V = 2 x 450 m³. Aceasta este dotată cu câte un mixer. In cazul in care se consideră necesar poate fi adus în această zonă namol de recirculare bogat în nitrați din canalul pentru namol de recirculare aflat mai sus, prin deschiderea a doua vane DN 500 (în cazul folosirii ca zona DN suplimentară). Prin goluri deversoare de 2 m latime, apa uzată pătrunde apoi în zona DN, zona cu un volum V = 2 x 1.050 m³. Namolul bogat in nitrati este transferat prin cate o vana de perete deschisa DN 500 din canalul pentru namol recirculat de sus in zona DN. Ambele bazine DN sunt dotate cu mixere. Prin goluri deversoare de 2 m latime, apa uzată patrunde în continuare în zona N, având un volum V = 2 x 3.300 m³. Ambele bazine sunt dotate cu aeratoare de suprafata cu bule fine pe fundul bazinului. In zona de evacuare/amplasare a pompelor de recirculare nu este prevazută pe câțiva metri pătrați aerarea de suprafață, pentru ca în bazinul de decantare secundară și în namolul de recirculare sa fie introdusă o cantitate cât mai redusa de oxigen. In rest, întreaga zonă de nitrificare este acoperită de aeratoare. Astfel se obține un aport uniform de oxigen, iar depunerile de namol sunt evitate. Bazinul de aerare este dotat cu o pasarelă centrală din beton, amplasată deasupra canalului pentru namol de recirculare. De aici pot fi manevrate clapetele de aer ale țevilor aeratoarelor, precum și vanele și mixerele și pompele de recirculare. La sfârșitul zonei de nitrificare este extras namol de recirculare prin 4 pompe de recirculare într-un canal aflat la mijloc. In zona pompelor canalul este evazat și dotat cu un perete de ghidaj. Fiecare pompă este dotată cu o vană acționată cu motor, care se inchide automat la deconectarea pompei. Prin numarul pompelor se asigura o eșalonare dubla a debitului de recirculare. Apa uzată curge la ieșirea din bazinul de aerare prin praguri de evacuare cu lățimea de 2,85 m într- un camin de evacuare aflat în exterior și este condusă apoi la camera de distribuție a decantării secundare. [13]

Treapta biologica – bazinele cu namol activat

Fig 3.3 – Treapta biologica [13]

Decantor secundar – are rolul de a separa apa epurata biologic de namolul activ.

Foto 3.20 –Decantor secundar 17]

2 decantoare radiale prevazute cu poduri racloare

D=30m

Vol.Dp1=1500 mc

Vol.Dp2=1500 mc

Bazinele de decantare secundara sunt executate de forma circulara cu un diametru de 30 m, baza usor inclinata si palnie de namol amplasata central. Fiecare bazin este dotat cu un pod raclor unilateral cu lame pentru namol si canal de colectare a namolului in suspensie. Namolul depus pe fundul bazinului este impins de lamele racloare pentru namol in palnia de namol amplasata central. Namolul este transportat de la cele doua palnii de namol prin conducte aflate la adancime la pompele de namol recirculat in statia de pompare namol recirculat. Pentru colectarea namolului în suspensie de la suprafața bazinelor de decantare secundară este prevazut un jgheab basculant cu pompa submersibila pe podul raclor. Namolul in suspensie este transportat prin cate o conducta speciala in caminul pentru namol in suspensie de la statia de pompare a namolului recirculat. De acolo acesta ajunge impreuna cu namolul in exces la statia de pompare namol si mai departe la treapta de tratare a namolului. Admisia la decantorul secundar se face in constructia mediana pe directie radiala in bazin. Apa epurată se scurge peste praguri dințate cu perete suspendat intermediar într-un canal de evacuare. [13]

Linie tehnologica namol

Fig 3.4 – Schema tehnologica a statiei de epurare – linia namolului [13]

Procesarea namolului

F

Foto 3.21 –Linia de procesare a namolului [17]

2 Rezervoare namol 2 x 300mc

Depozit de namol: 900 mp

Bazine de nămol – Sunt prevazute in statia de epurare Giurgiu doua bazine de namol cu un volum de 300 m³ fiecare. Amestecul de namol de la statia de pompare a namolului patrunde printr-o conducta de presiune in pre- îngrosator cu un V 300 m3. Namolul fermentat, din metantanc, ajunge gravitațional in bazinul post-îngrosator. Ambele bazine de namol sunt construite in imediata vecinatate a cladirii masinilor Ele au o forma patrata.

Fundul bazinului este executat cu beton in panta catre palnia de namol din mijlocul bazinului. Bazinele de namol pot fi vizitate pe o scara si un podest. De aici se poate face extragerea amestecului apa – namol. Namolul este recirculat discontinuu prin intermediul mixerelor. Prin manevrarea manuala a extragerii amestecului de apa – namol in fiecare bazin se poate realiza o ingrosare gravitationala a namolului. Amestecul de apa – namol este transportat la statia de pompare pentru apa uzata interna. Prin montarea conductelor si a vanelor suplimentare este asigurata scoaterea temporara din functiune a preingrosatorului sau a postingrosatorului pentru activitati de reparatii.În cladirea masinilor au fost instalate trei pompe de namol si trei centrifuge, din care o pompa de namol este alocata direct preingrosatorului si centrifugei de ingrosare, in timp ce alta pompa este alocata postingrosatorului de namol si centrifugei de deshidratare. [13]

Fermentarea namolului, centrala termica si deshidratarea namolului – există un metantanc, cu un volum de 2.000 m³. Metantancul are un diametru interior de 14,14 m, o inaltime de 15 m și o adancime medie a apei de 13,27 m. Metantancul este construit in intregime din beton armat, iar zona de schimb de gaz este acoperita suplimentar pentru protectie la coroziunea betonului. Metantancul are in partea centrala o cupola de gaze din beton cu diametru interior de 2,5 m si lateral un camin de extractie a namolului.

Nămolul deshidratat este extras printr-un transportor cu melc la depozitul de namol. Centrifugatul ce este generat la preingrosarea nămolului și la deshidratarea nămolului este transportat la stația de pompare. [13]

Depozit de namol – Nămolul de decantare deshidratat prin centrifuge este transportat prin alimentator cu melc intr-un depozit intermediar de nămol betonat. Depozitul intermediar are o suprafață construită de cca.900 m² și pereți laterali de 2 m înaltime și sunt confectionați din beton. Astfel se asigură o capacitate de stocare de 6 luni. Baza depozitului este turnată cu o pantă transversala de 2%, pentru a obtine drenajul intr-un canal de drenaj amplasat central. Canalul drenează în stația de pompare pentru apă uzată internă. Depozitul de nămol are un acces auto cu o lațime de 4,5 m. Și aici este amplasată o rigolă de drenaj, pentru a asigura ca apă uzată nu curge pe drum. Depozitul de namol este operat cu un încarcator pe pneuri. Cu ajutorul acestuia se poate uniformiza nămolul pe suprafața depozitului sau acesta poate fi încarcat în containere. [13]

Ingrosarea si deshidratare centrifugala a namolului

Foto 3.22 –linia de ingrosare si deshidratare centrufugala a namolului [17]

2 centrifuge ingrosare

2 centrifuge deshidratare

Linia tehnologica a gazului

Fig 3.5 – Schema tehnologica a statiei de epurare – linia gazului [13]

Bazinul de fermentare a namolului – Vol.= 2000 mc

Foto 3.23 –Bazinul de fermentare al namolului si instalatiile acestuia [17]

Gazometru, faclie de gaz si rezervor gaz lichefiat – Biogazul produs la fermentarea nămolului este întrodus într- un gazometru cu un volum de stocare de 1.000m³ și stocat intermediar, realizandu-se un timp mediu de stocare de 15 ore. Biogazul este curațat prin filtre grosiere și fine, iar condensul format este condus la caminul de gaz. Ca gazometru se utilizează un rezervor de formă sferică de tip Sattler cu suflantă de susținere. După stocarea gazului are loc dirijarea biogazului la consumatorii CHP și/sau cazan de încalzire. Dacă dupa umplerea gazometrului nu poate fi valorificat gazul excedentar, acesta este ghidat spre o facile de gaz. In făclie gazul excedentar este ars in siguranță. O a doua sursa de energie este prevazută printr-o butelie de gaz lichefiat cu un volum de 5 m³, pentru a asigura pe timp de iarna, în cazul unor temperaturi joase corespunzatoare, necesarul de energie termica. [13]

Rezervorul de gaz

Tip Sattler, cu membrana dubla si suflanta

Q = 100 mc/h ; p = 33 mbar

Vol. tot= 1000 mc

Foto 3.24 –Rezervorul de gaz [17]

Valorificarea gazului cu ajutorul instalatiei de cogenerare

Avantajele cogenerarii cu bio-gaz:

Consum mic pe kw de energie,

Emisii reduse de CO2 cu pana la 65%

Sursa de venituri suplimentare prin economii – energia electrica si termica este utilizata in consumul intern pentru procesul tehnologic si incalzirea cladirilor administrative

Elimina emisiile de metan in atmosfera[13]

Foto 3.25 –Instalatie de cogenerare [17]

4. DINAMICA PERFORMANTELOR STATIEI DE EPURARE A APELOR UZATE DIN MUNICIPIUL GIURGIU, JUDETUL GIURGIU PE ANUL 2019

În perioada actuală, pe fondul dezvoltării societății, poluarea apelor este în atenția tuturor organizațiilor care se ocupă cu protecția mediului. S-a amplificat atenția acordată poluării apelor și au apărut cerințe legislative stringente în ceea ce privește deversarea de substanțe care pot conduce la degradarea mediului acvatic.

Deversarea apelor uzate în mediul natural este permisă numai dacă acestea se încadrează din punct de vedere al calității în limitele impuse de NTPA 001/2005 respectiv NTPA 002/2005.

Statia de epurare Giurgiu este amplasată în partea de sud-est a municipiului Giurgiu, în afara zonei rezidentiale, la o distanta de circa 800 m de Dunare.

În vederea evaluării calității apei uzate care intră în stația de epurare Giurgiu și a eficienței proceselor de epurare a fost efectuată o campanie de prelevare și analiză a probelor de apă pe fluxul tehnologic pe o perioadă de 1 an.

Analizele au fost efectuate de către laboratorul propriu al statiei si verificate aleatoriu cu rezultatele obtinute de care ECOIND, rezultate care au confirmat veridicitatea rezultatelor obtinute in laboratorul propriu.

4.2 Prelevarea și analiza probelor de apă

În vederea stabilirii eficienței stației de epurarea s-au recoltat următoarele tipuri de apă (vezi tabel 4.2).

Tabel 4.2 – Probe de apa prelevate [16]

A fost efectuata o analiza completa (toti indicatorii prevazuti in NTPA 002/2005) pentru apa bruta care intra in statia de epurare, respectiv o analiza completa pentru apa epurata deversata in emisar.

Foto 4.1 – Proba de apa influent/efluent [26]

Probele au fost recoltate astfel :

• s-a recoltat câte 250 ml apă la fiecare 3 ore (total 8 prbe/zi). Probele astfel recoltate și marcate corespunzător au fost menținute în frigider;

• probele au fost recoltate din treimea inferioară canalelor astfel încât acestea să fie reprezentative;

• după 24 ore, apa a fost bine omogenizată, amestecandu-se toate probele prelevate, iar proba de 2 l obtinuta va fi analizata in laboratorul propriu.

Trebuie mentionat ca datorita conservarii probelor un interval de timp cuprins intre 2 si 24 ore, precum si datorita transportului este probabila o valoare a consumului chimic de oxigen mai mica decat valoarea reala cu cca. 5 – 10%.

4.3 Parametri analizati: valori minime, maxime, medii lunare

Au fost recoltate probe timp de 1 an, zilnic, iar datele care va vor fi expuse in continuare reprezinta minimul, maximul si media lunara a acestora. Toate datele prezentate mai jos sunt valori din anul 2019, si se regasesc in Registru Evidenta 2019 al SEAU Giurgiu[16].

4.3.1 Parametrul pH

Valorile lunare minime, maxime si medii ale pH-ului pe anul 2019 au fost calculate pe baza datelor din Registru Evidenta 2019 al SEAU Giurgiu[16] (vezi tabelul 4.3).

Tabel 4.3 – Valorile lunare minime, maxime si medii ale pH-ului pe anul 2019 [16]

In tabelul 4.4 am calculat eficienta de reducere a pH-ului pentru ficeare luna a anului 2019. Se poate observa ca valorile obtinute in urma epurarii apelor uzate sunt cuprinse in valorile admise de NTPA 002/2005.

Tabel 4.4 – Valorile lunare medii ale pH-ului pe anul 2019 [16]

Grafic 4.1 – Variatia valorilor lunare medii ale pH-uli pe anul 2019, in comparatie cu minimul si maximul admis

In graficul 4.1 este prezentata analiza tendintelor de crestere/scadere a valorilor pH-ului in 2019, si incadrarea acestora intre minimul si maximul admis de normativ, pe baza datelor obtinute prezentate in tabelele 4.3 si 4.4.

4.3.2 Materii totale în suspensie (MTS)

In tabelul 4.5 sunt prezentate valorile lunare medii obtinute referitoare la M.T.S. in 2019 dar si minimul si maximul din luna respectiva, atat pe infuluent cat si pe efluent.

Tabel 4.5 – Valorile lunare minime, maxime si medii ale M.T.S.-ului pe anul 2019 [16]

In tabelul de mai jos este extrasa media lunara pe influent si afluent, comparata cu valorile maxime admise de normativele NTPA 001/2005 si NTPA 002/2005 si calculata eficienta de reducere a M.T.S-ului pe anul 2019 (vezi tabel 4.6). Se poate observa ca aceste valori se incadreaza in normarivele NTPA 001/2005 si NTPA 002/2005.

Tabel 4.6 – Valorile lunare medii ale M.T.S.-ului si eficienta de reducere

a acestuia pe anul 2019 [16]

Grafic 4.2 – Variatia mediilor lunare ale M.T.S.-ului (influent-efluent) pe anul 2019, in comparatie cu maximul admis de normativ

In graficul 4.2 este prezentata analiza tendintelor de crestere/scadere a valorilor

M.T.S.-ului in 2019, si incadrarea acestora intre maximul admis de normativele NTPA 001/2005 si NTPA 002/2005, pe baza datelor obtinute prezentate in tabelul 4.5 si tabelul 4.6.

4.3.3 Conținutul biochimic de oxigen – CBO5

In tabelul 4.7 sunt prezentate valorile lunare medii obtinute ale CBO5 –ului dar si minimul si maximul din luna respectiva, atat pe infuluent cat si pe efluent, pe anul 2019

Tabel 4.7 – Valorile lunare minime, maxime si medii ale CBO5-ului pe anul 2019 [16]

In tabelul de mai jos este extrasa media lunara pe influent si afluent, comparata cu valorile maxime admise de normativele NTPA 001/2005 si NTPA 002/2005 si calculata eficienta de reducere a CBO5-ului pe anul 2019 (vezi tabel 4.8). Se poate observa ca aceste valori se incadreaza in normarivele NTPA 001/2005 si NTPA 002/2005.

Tabel 4.8 – Valorile lunare medii ale CBO5-ului si eficienta de reducere a acestuia

pe anul 2019 [16]

Grafic 4.3 – Variatia mediilor lunare ale CBO5-ului (influent-efluent) pe anul 2019, in comparatie cu maximul admis de normativ

In graficul 4.3 este prezentata analiza tendintelor de crestere/scadere a valorilor

CBO5-ului in 2019, si incadrarea acestora intre maximul admis de normativele NTPA 001/2005 si NTPA 002/2005, pe baza datelor obtinute prezentate in tabelul 4.7 si tabelul 4.8.

4.3.4 Consumul chimic de oxigen CCO-Cr

In tabelul 4.9 de mai jos sunt prezentate valorile lunare medii obtinute ale CCOCr –ului dar si minimul si maximul din luna respectiva, atat pe infuluent cat si pe efluent.

Tabel 4.9 – Valorile lunare minime, maxime si medii ale CCOCr-ului pe anul 2019 [16]

In tabelul de mai jos este extrasa media lunara pe influent si afluent, comparata cu valorile maxime admise de normativele NTPA 001/2005 si NTPA 002/2005 si calculata eficienta de reducere a CCoCr-ului pe anul 2019 (vezi tabel 4.8). Se poate observa ca aceste valori se incadreaza in normarivele NTPA 001/2005 si NTPA 002/2005.

Tabel 4.10 – Valorile lunare medii ale CCOCr-ului si eficienta de reducere a acestuia

pe anul 2019 [16]

Grafic 4.4 – Variatia mediilor lunare ale CCOCr-ului (influent-efluent) pe anul 2019, in comparatie cu maximul admis de normativ

In graficul 4.4 este prezentata analiza tendintelor de crestere/scadere a valorilor

CCOCr-ului in 2019, si incadrarea acestora intre maximul admis de normativele NTPA 001/2005 si NTPA 002/2005, pe baza datelor obtinute prezentate in tabelele 4.9 si 4.10.

4.3.5 Amoniu

In tabelul 4.11 sunt prezentate valorile lunare medii obtinute ale amoniului, dar si minimul si maximul din luna respectiva, atat pe infuluent cat si pe efluent.

Tabel 4.11 – Valorile lunare minime, maxime si medii ale amoniului pe anul 2019 [16]

Tabel 4.12 – Valorile lunare medii ale amoniului si eficienta de reducere a acestuia

pe anul 2019 [16]

In tabelul 4.12 sunt prezentate mediile lunare ale amoniului pe influent si efluent, din care rezulta eficienta de reducere a acestuia. Se poate observa ca aceste valori se incadreaza in normarivele NTPA 001/2005 si NTPA 002/2005.

Grafic 4.5 – Variatia mediilor lunare ale amoniului pe anul 2019, in comparatie cu maximul admis de normativ

In graficul 4.5 este prezentata analiza tendintelor de crestere/scadere a valorilor

amoniului, si incadrarea acestora intre maximul admis de normativele NTPA 001/2005 si NTPA 002/2005, pe baza datelor obtinute prezentate in tabelele 4.11 si 4.12.

4.3.6 Azot

In tabelul 4.13 sunt prezentate valorile lunare medii obtinute ale azotului, dar si minimul si maximul din luna respectiva, atat pe infuluent cat si pe efluent.

Tabel 4.13 – Valorile lunare minime, maxime si medii ale azotului pe anul 2019 [16]

Tabel 4.14 – Valorile lunare medii ale azotului pe anul 2019 si eficienta de

reducere a acestuia [16]

In tabelul 4.14 sunt prezentate mediile lunare ale azotului pe influent si efluent, din care rezulta eficienta de reducere a acestuia.

Grafic 4.6 – Variatia mediilor lunare ale azotului pe anul 2019

In graficul 4.6 este prezentata analiza tendintelor de crestere/scadere a valorilor amoniului pe efluent si influent in 2019, date prezentate in talelele 4.13 si 4.14

4.3.7 Fosfor

In tabelul 4.15 sunt prezentate valorile lunare medii obtinute ale fosforului, dar si minimul si maximul din luna respectiva, atat pe infuluent cat si pe efluent.

Tabel 4.15 – Valorile lunare minime, maxime si medii ale fosforului pe anul 2019 [16]

Tabel 4.16 – Valorile lunare medii ale fosforului pe anul 2019 si eficienta

de reducere a acestuia [16]

In tabelul 4.16 sunt prezentate mediile lunare ale fosforului pe influent si efluent, din care rezulta eficienta de reducere a acestuia.

Grafic 4.7 – Variatia mediilor lunare ale fosforului pe anul 2019

In graficul 4.7 este prezentata analiza tendintelor de crestere/scadere a valorilor fosforului pe efluent si influent in 2019, date prezentate in talelul 4.15 si tabelul 4.16.

4.3.8 Cloruri

In tabelul 4.17 sunt prezentate valorile lunare medii obtinute ale clorurilor, dar si minimul si maximul din luna respectiva pe efluent.

Tabel 4.17 – Valorile lunare medii, minime si maxime ale clorurilor pe anul 2019 [16]

Grafic 4.8 – Variatia mediilor lunare ale clorurilor pe anul 2019

In graficul 4.8 este prezentata analiza tendintelor de crestere/scadere a valorilor clorurilor in 2019 pe efluent, date prezentate in tabelul 4.17.

4.4 Exemplificare detaliata de obtinere a datelor prezentate la subcapitolul 4.3

Datele prezentate la capitolul 4 au fost obtinute din valorile zilnice rezultate in urma probelor prelevate, astfel lunar s-a calculat media, si s-a evidentiat un minim si un maxim al valorilor obtinute.

In tabelul 4.18 si tabelul 4.19 sunt prezentate datele zilnice ale analizelor tuturor parametrilor prezentati la capitolul 4, datele prezentate fiind un exemplu de calcul prin care s-a ajuns la valorile prezentate anterior.

La SEAU Giurgiu exista un document numint „Registru evidenta 2019” in care se regasesc toate aceste date. Acestea sunt transmise periodic catre Apele Romane si Agentia de Mediu sub forma de raport.

Tabel 4.18 – Valorile parametrilor analizati zilnic pe luna aprilie 2019, date regasite in „Registrul evidenta 2019” [16]

Tabel 4.19 – Valorile parametrilor analizati zilnic pe luna aprilie 2019, date regasite in „Registrul evidenta 2019” [16]

CONCLUZII

În concluzie apa este una dintre cele mai importante resurse naturale, un factor vital pentru organismele vii și majoritatea ecosistemelor, un factor esențial pentru sănătatea umană, pentru producerea de alimente și pentru dezvoltarea economică.

Apa constituie un domeniu de permanent interes și preocupare pentru sănătatea publică, din cauza relației de cauzalitatea dintre calitatea și cantitatea apa disponibilă pentru populație și starea de sănătate. Schimbarea produsă de calitatea apelor de suprafața este o consecință directă a evacuărilor de ape uzate menajere sau industriale în receptorii naturali (râuri, lacuri, etc) numiți de regulă emisari.

Fertilizanții și pesticidele din agricultură, efluenții industriali și apele uzate menajere sunt evacuate în apele de suprafață, de cele mai multe ori și fără tratare sau cu un tratament minimal, contribuind la poluarea apei și prin aceasta a mediului.

Astfel, suprafețele organice din apele uzate, în curs de descompunere diminuează concentrația de oxigen din receptor, afectând fauna și flora. Fondul piscicol și utilizarea apelor captate din receptori sunt afectate datorită deteriorării calității apelor de suprafață.

Rețeaua de canalizare trebuie să asigure evacuarea apei uzate comunitare în condiții sanitare adecvate protecției sănătății publice și a apei meteorice în condiții de siguranță stabilite în prealabil.

Epurarea apelor uzate este un proces complex de reținere și/sau neutralizare prin diferite mijloace a substanțelor poluante aflate în apele uzate sub formă de suspensii, în stare coloidală sau în stare dizolvată, în scopul reintroducerii acestora în circuitul hidrologic, prin deversare în emisari, fără ca prin aceasta să se aducă prejudicii atât florei și faunei acvatice cât și omului.

In lucrare s-a analizat eficienta statiei de epurare a Municipiului Giurgiu, cu ajutorul probelor prelevate zilnic, atat pe influent, cat si pe efluent.

În vederea evaluării calității apei uzate care intră în stația de epurare Giurgiu și a eficienței proceselor de epurare a fost efectuată o campanie de prelevare și analiză a probelor de apă pe fluxul tehnologic pe o perioadă de 1 an.

Analizele au fost efectuate de către laboratorul propriu al statiei si verificate aleatoriu cu rezultatele obtinute de care ECOIND, rezultate care au confirmat veridicitatea rezultatelor obtinute in laboratorul propriu.

Caracteristicile chimice ale apelor uzate sunt reprezentate de: materii totale în suspensie, consum chimic de oxigen, consum biochimic de oxigen, nitrați, fosfați, sulfuri, cloruri, acizi volatili etc.

Din calculele efectuate, se observa ca valorile medii lunare ale parametrilor: PH, MTS, CBO5, CCOCr, Amoniu si Azot, atat pe influent, cat si pe efluent, se incadreaza in normativele NTPA 001/2005 si NTPA 002/2005.

Astfel, statia de epurare a municipiului Giurgiu are o eficienta buna, reusind sa reduca parametii influentului la valori care se incadreaza in normative, iar apa deversata in emisar nu afecteaza semnificativ ecosistemul.

Pe linia namolului nu exista pe anul 2019 probe deoarece au fost prelevate in cursul anului 2018 iar rezultatele au fost mult sub limitele maxime ale normativelor, iar in lipsa dezvoltarii industriei nu exista un risc major de modificare a parametrilor.

Bibliografie

[1] Dima M. „Epurarea apelor uzate urbane”, Editura Junimea, Iasi, 1998

[2] Ianculescu O.,Racovițeanu R., – Epurarea apelor uzate, Matrix Rom București, 2001

[3] M.Negulescu – Epurarea apelor uzate orășenești, Edit. Tehnică, București, 1978;

[4] Ognean Th., Rojanschi V.– Cartea operatorului din stații de epurare a apelor uzate – Editura Tehnică, București, 1997.

[5] Robescu D., Robescu N. – Tehnici de epurare a apelor uzate, Edit. Tehnică, București, 2011;

[6] Safta V.V. „Note de curs – epurarea si autoepurarea apelor uzate” UPB anul universitar 2018-2019

[7] Vlad C. „Note de curs – epurarea apelor uzate ” UTCB anul universitar 2015-2016

[8] Teodosiu C. „Proiect – Tehnologii si biotehnologii de epurare a apelor uzate”, 2012-2013 disponibil pe www.scribd.com la data de 10.01.2019

[9]Cotorobai V.”Lucrări tehnico-edilitare. Curs 2. Sisteme de canalizare” disponibil pe www.scribd.com la data de 10.01.2019

[10] *** Dictionar explicativ al limbii romane disponibil online pe https://dexonline.ro

[11] *** ”Anomaliile apei” disponibil pe https://jurnalspiritual.eu/anomaliile-apei-stiati-ca la data de 10.01.2019

[12] *** Wikipedia „apa”- https://ro.wikipedia.org/wiki/Apa disponibil la data de 10.01.2019

[13]*** APA SERVICE Giurgiu ”Statia de tratare a apei uzate si a namolului – Memoriu tehnic”anul 2012

[14]*** Directiva 91/271/CEE privind epurarea apelor uzate orășenești;

[15]*** Hotărârea de Guvern nr. 188/28.02.2002 (M.Of. nr. 187/20.03.2002) privind aprobarea unor norme privind condițiile de descărcare în mediul acvatic a apelor uzate

[16]*** Registru Evidenta 2019 al SEAU Giurgiu – APA SERVICE SA GIURGIU

Surse fotografii :

[17]*** www.apagiurgiu.ro

[18]*** www.aps-romania.ro

[19]*** www.aquastiri.ro

[20]*** www.cefain.ro

[21]*** www.chrome-effect.ru/ro

[22]*** www.google.com/maps

[23]*** www.roplast-instal.ro

[24]*** www.spishop.ro

[25]*** www.tuburidebeton.ro

[26]*** http://www.comunicate.mediafax.biz/pages/Public/Comunicate.aspx

[27]*** https://cyd.ro/apa-si-anomaliile-care-au-permis-viata/