VALORIFICAREA NĂMOLURILOR PROVENITE DE LA [618678]

VALORIFICAREA NĂMOLURILOR PROVENITE DE LA
STAȚ IILE DE TRATARE A APELOR UZATE DIN
PERSPECTIVA ECONOMIEI CIRCULARE

Alina -Monica NEȘ , Oana- Adria na CRIȘAN,
Mihaela ORBAN , Elena -Simina LAKATOS

SLUDGE VALORIZATION FROM WASTEWATER
TREATMENT PLANT TOW ARDS A CIRCULAR ECONOMY

This study aimed to investigate the sludge removed from wastewater
treatment plants and various modes of disposal as waste. One way of treating it
as fertilizer on agricultural land use, its rich content in nutrients. So then it is
necessary analysis and testing before use sludge future presentation. However, this method may be limited by the presence of heavy metals, pollutants microbiological agents, organic and inorganic contaminants. In this article, a
variety of sampling analysis, pre-treatment , extraction and methods have been
reviewed. Therefore, we consider that an important part of treatment of sludge
prior to disposal is the separation of water and sludge volume reduction.

Keywords: sludge, capitalization, circular economy, wastewater
treatment
Cuvinte cheie: nămol, valorificare, economie circulară, epurare ape
uzate

1. Introducere

Datorită urbanizării orașelor și activității antropice, crește
cantitatea de apă uzată industrială și menajeră, care necesită un
proces de epurare pentru a putea fi reintroduse în circuitul natural a
apei. Ca urmare a epurării apelor uzate rezultă două fracții de

substanță, una lichidă (apa) și una solid- umedă (nămolul), cunoscut
sub numele de produs secundar sau deșeu al stației de epurare [1].
Propunerile CE privind reducerea deșeurilor până în 2050 cu
50 % include și nămolul provenit de la stațiile de tratare a apelor uzate
fiind încadrat în categoria 19 din codul deșeurilor, conform Hotărârii nr.
856 din 16 august 2002. Conform studiilor făcute pe UE privind
nămolurile arată c a pentru 15 ț ări din UE eliminarea finală a nămolului,
refolosirea lui în agricultură și compostare este de 53 % din cantitatea
produsă, iar pentru incinerare 20% din cantitatea produsă. În ceea ce
privește acele 12 ț ări din UE, care au aderat după 2003, a u rămas la
metoda clasică de eliminare a nămolurilor prin depozitare. Datorită obligațiilor st abilite prin Directiva 91/271/ CE și DE (86/278/CEE) în care
se evidențiază reglementarea utilizării corecte a nămolurilor, cea mai
utilizată metodă de valorificar e a nămolurilor, în toate cele 27 de țari din
UE, este refolosirea în agricultură, iar pentru eliminarea finală se
practică incinerarea [2].
Problematica nămolurilor din perspectiva economiei circulare
urmărește un mod ambițios de valorificare a nămoluril or privind
dezvoltarea durabilă printr -un management corect al nămolurilor privind
reducerea (prin uscare), reutilizarea (biosolidului) și reciclarea (fracției
umede). Odată cu creșterea cantității nămolurilor se evidențiază problematica gestionării lor, deoarece există riscul de a pune în pericol
factorii de mediu: apă (subterană prin infiltrații, și de suprafață prin
scurgeri), aer (fermentare aerobă prin degajare de gaze), sol
(infestarea prin
depozitare necontro-
lată).

Fig.1 Modelul
economiei circular e [3]

Chiar dacă
economia a funcționat
până acum pe
principiul „resursă-producție- deșeu” în
direcție liniară, unde managemenul deșe-
urilor a fost primitiv și incomplet încă din faza de extragere a
resurselor, până la produs finit [3]. Acest concept a det erminat în timp
nevoia de a regândi economia liniară în economie circulară (fig.1)
funcționând pe de- o parte pe principiu îmbunătățirii tuturor etapelor
ciclului de viață a unui produs, fapt care a condus la reducerea

deșeurilor prin tehnologii inovatoare cu consum minim și producție
mare, iar pe de altă parte încurajând reutilizarea deșeurilor, reciclarea
lor în vederea recuperării energiei [4] .

Trebuie menționat faptul că tendințele viitoare prezentate în
figura 2, sunt strâns legate de condiția soci ală, economică, politică și
juridică locală. Diagrama prezentată indică clar modalitatea de gestiune a nămolurilor și ar putea fi utilă pentru evaluarea viitoarei politici agricole și energetice în fiecare stat membru al UE [6].
Pentru a îndeplini obiectiv ul principal al studiului pentru
reutilizarea și reciclarea nămolurilor, este necesară aplicarea unei strategii de diminuare a cantității nămolurilor prin:
• intervenții la nivel de epurare prin utilizarea tehnologiilor
inovatoare,
• reducerea cantității de nămol prin oxidare (procese chimice sau
termice).
2. Legislația privind nămolurile
Directiva Consiliului Europei 91/271/2002 transpusă prin H.G.
188/2002 definește procesul de epurare, astfel: “ îndepărtarea din apele
uzate a substanțelor toxice, a microorganismelor etc., în scopul Fig. 2 Evacuarea nămolului, în
funcție de tipul de tratament,
2013 (% din masa totală) [5]

protecției mediului înconjurător, a emisarului în primul rând, dar și a
solului și aerului” [7].
Potrivit Directivei 86/278/CEE, se înțelege prin nămoluri:
produs eliminat de la stațiile de epurare care curăță apele uzate menaj ere sau industriale și/sau reziduurile rezultate din fosele septice
și din alte instalații similare pentru epurarea apelor uzate [8].
În capitolele 19 și 20 din Decizia 2001/118/ CE, nămolul este
încadrat în categoria deșeuri nepericuloase în timp ce în conformitate
cu principiile economiei circulare se urmărește ordine de prioritate în
domeniul gestionării deșeurilor: prevenirea, pregătirea pentru
reutilizare, reciclarea, alte operațiuni de valorificare, de exemplu de recuperare a energiei, eliminarea [2].
Conform Hotărârii nr.165/2014 privind aprobarea Strategiei
Județene a Gospodăririi Nămolurilor de la Stațiile de Epurare a Apelor Uzate, nămolurile pot fi clasificate astfel: după proveniența apei uzate,
după treapta de epurare, după stadiul de prelucrare în cadrul
gospodăriei de nămol, după compoziția chimică [9]. Directiva
999/31/EC solicită reducerea treptată a cantității de deșeuri
biodegradabile eliminate prin depozitare finală.

3. Particularitățile nămolului provenit de stațiile
de tratare a apelor uzate

Colectarea nămolurilor începe încă de la prima etapă de
epurare, sedimentarea formată din trei straturi: unul limpede fără
suspensii și altul în suspensii îngroșate și cel decantat adică nămol. În
tabelul 1 (Prelucrarea și evacuarea nămolului ), se e numeră cele mai
uzuale metode de tratare a deșeului -nămol în România.
Legislația românească prevede prin Ordinul nr. 334/2004 soluții
pentru valorificarea nămolurilor de epurare și identifică clar tipurile de
nămoluri de epurare:
● nămoluri provenite de la stațiile de epurare a apelor uzate din
localități și de la alte stații de epurare a apelor uzate, cu o compoziție asemănătoare apelor uzate orășenești;
● nămoluri provenite de la fosele septice, și de la alte instalații
similare, pentru epurarea apelor uz ate;
● nămoluri provenite de la stațiile de epurare, altele decât cele
menționate la punctele 1 și 2;
● nămoluri tratate printr -un proces biologic, chimic ori termic,
prin stocare pe termen lung sau prin orice alt procedeu corespunzător,
care să reducă în mod semnificativ puterea acestora de fermentare și
riscurile sanitare rezultate prin utilizarea lor [10].

Tabel ul 1
Tip de
proces Scop și funcții Se realizează prin
Îngroșare Îndepărtarea apei: reducerea
volumului, eficiența
următoarelor etape,
omogeniza rea Sedimentare, flotare, filtrare,
centrifugare
Stabilizare Reducerea volumului și
diminuarea potențialului
patogen, producerea gazului
de fermentare Fermentare anaerobă,
stabilizare aerobă
Condiționare Creșterea gradului de captare
a solidelor, îmbunăt ățirea
filtrării, modificarea structurii Condiționarea chimică,
material inert și termică
Dezinfecția Asigură valorificarea
nămolului în agricultură și
silvicultură, eliminarea
agenților patogeni Iradiere, pasteurizare,
compostare, tratare cu var și clor
Deshidratare Îndepărtarea apei, reducerea
cheltuielilor de transport și
energie Lagune, platforme de
uscare, centrifugă, filtre
presă și vacuum filtre
Uscare Îndepărtarea apei, sterilizarea
materialului Uscător rotativ, cu bandă, cu
vetre etajate și atom izator
Ardere Distrugerea totală a materiilor
organice, eliminarea totală a
apei, sterilizare și modificarea
conținutului de material Incinerare, oxidare umedă și
piroliză
Eliminare
finală Îndepărtarea totală,
reintegrare în circuit,
valorificare Îngrășă mânt agricol,
refacerea terenurilor
degradate, materiale de
construcții, amendament,
depozitare pe sol,
depozitare în subteran

Conform studiului de specialitate în tabelul 2 (Compoziția
chimică a nămol ului de la stațiile de epurare [ 11]) privind compoziț ia
nămolurilor provenite de la stațiile de epurare [11].

Din perspectiva ANPM se constată că nămolul rezultat de la
stațiile de epurare are un conținut ridicat de apă, până la 97 %, care
prin centrifugare poate scădea la 70- 80 %, aceasta fiind o condiție atât
pentru transport, cât și pentru depozitare sau eliminare [12].

Proveniența nămolurilor este recomandată a fi din epurarea
apelor uzate industrial, cum ar fi: industria laptelui, conservelor de

legume și carne, de băuturi răcoritoare, zahăr, amidon, glucoză,
drojdie, bere, abatoare, topitorii de cânepă și in etc.

Tabelul 2
Nr.crt Indicator chimic Valoare
1 Nt , % 2,29
2 Pt , % 1,33
3 Kt, % 0,35
4 Na, % 0,047
5 Ca, % 1,38
6 Mg, % 0,21
7 Pb, ppm 88
8 Cu, ppm 166
9 Zn, ppm 1362
10 Cd, ppm 4,1
11 Ni, ppm 36
12 Mn, ppm 317
13 Cr, ppm 112,4
14 Co, ppm 5,1

Un avantaj major în ceea ce privește nămolurile este faptul că
acestea conțin cantități însemnate de substanțe nutritive benefice pentru fertilizare: materie organică, elemente fertilizant e (N, K, P etc.) și
microelemente (fier, mangan, cupru, molibden etc.). Dar trebuie precizat faptul că pe lângă conținutul de substanțe nutritive aceste
nămoluri pot conține și agenți cum ar fi: metale toxice, microorganisme
patogene, compuși organici pers istenți. Pentru a evita posibilitatea
infestării solului, culturilor și apelor freatice cu germeni patogeni, ouă de
paraziți și substanțe toxice trebuie luate o serie de măsuri:

● sterilizarea și distrugerea tuturor speciilor de microorganisme
(incinerare, condiționate termic, deshidratare termică);
● dezinfecția și decontaminarea nămolului prin distrugerea
germenilor patogeni (pasteurizare, tratare cu agenți chimici).

Manipularea ( descărcarea sau încărcarea) nămolului prezintă
un risc în procedura de transfer a nămolurilor, cauza principală fiind vâscozitatea nămolurilor și umiditatea crescută.
Stocarea temporară se realizează la locul de generare a
deșeului, nămolurile fiind apoi transportate spre alte destinații de
tratare, eliminare sau reutilizare. Capacitatea maximă admisibilă de
stocare poate fi de trei ani dacă destinația nămolului este tratarea și de
un an, dacă nămolurile urmează să fie eliminate (incinerate) [12].

Fig. 3 Itinerarul nămolului: a) manipularea nămolului [13]: b) stocare temporară
a nămolului în saci [14]; c) depozitarea nămolului [15]

Depozitarea nămolurilor de epurare în depozitul de deșeuri
solide orășenești are ca bază legală Directiva 999/31/E C privind
eliminarea deșeurilor, transpusă în legislația națională prin HG
349/2005.
4. Valorificarea nămolurilor din perspectiva
economiei circulare
Managementul deșeului -nămol din perspectiva economiei
circulare urmărește procedurile de valorificare: valorificarea tehnologică
(recuperare produse industriale), valorificarea energetică (resurse
secundare și regenerabile de energie) și valorificarea în agricultură și
zootehnie (îngrășământ, furaje etc.) [16].

a. Valorificare tehnologică
Nămolurile și nisip ul provenit de la stațiile de tratare și epurare
pot fi utilizate în construcții combinate cu materia primă, astfel că se
reduce consumul de energie și totodată se produce un material care răspunde la soluțiile economiei circulare. Metalele grele din conți nutul
nămolurilor se recuperează prin acoperiri galvanice care conțin cantități însemnate de metale sub formă de hidroxizi (crom, nichel, zinc, cupru
etc.) [16].

b. Valorificarea agricolă
Datorită cantităților mari de nămol rezultat de la purificarea
apelor uzate, costurilor ridicate pentru transport, lipsei tehnologiilor
avansate care să asigure o gestiune mai bună a nămolurilor; s -a
constatat că o soluție durabilă este utilizarea lor în silvicultură,
reabilitatea terenurilor degradate și pe terenuri agricol e. Datorită
acestui fapt studiile de specialitate și legislația privind valorificarea a b c

nămolurilor impun anumite limite maxime admisibile permise pentru a
putea fi aplicat pe sol conform tabelului ce urmează.
Tabelul 3 conține l imitele nămolurilor premise î n agricultură [13]

Tabelul 3
Element Limita Unitate de
măsură Element Limită Unitate de
măsură
Plumb 900 mg/kg DS Nichel 200 mg/kg DS
Cadmiu 10 mg/kg DS Mercur 8 mg/kg DS
Crom 100 mg/kg DS Zinc 2500 mg/kg DS
Cupru 800 mg/kg DS PCB 0,2 mg/kg DS
În ceea ce privește compostarea nămolurilor, conform DE
86/278/CEE, se realizează prin adaos de produse biodegradabile în
vecinătatea depozitelor de deșeuri ecologice, dar în România
procedura nu este familiară deoarece necesită suprafețe însemnate,
utilaje, facilități și costuri ridicate [8].

c. Valorificarea energetică
Fermentare anaerobă este cel mai utilizat proces de
recuperare a energiei în timpul procesului de tratare a nămolului, având ca scop extragerea metanului ( 60-65 %) care generează căldură (37- 40
°C) și energie, într -un timp relative scurt, aproximativ 6 ore [14]. Având
în vedere principiul economiei circulare nămolul fermentat eliminat din
tancurile cu biogaz poate fi valorificat prin: re- utilizarea pe terenul
agricol, co -procesare în fabricile de ciment sau incinerare/co- incinerare
în instalații care îndeplinesc condițiile de eficiență energetică privind recuperarea energiei.

4. Concluzii
ș Trendurile și perspectivele viitoare pe baza conceptului
economiei circulare referitoare la valorificare a nămolurilor pentru 27 țări
din UE sunt: reutilizarea în agricultură, directă sau după compostare,
incinerarea prin tehnologii recente pentru reducerea costurilor și
protejarea mediului.

ș Se dorește îmbunătățirea tratamentelor termice privitoare la
costul de tratare a gazelor de ardere, a cenușii, a emisiilor de dioxine și
furani, și eliberarea de metale grele.

ș Tehnologii inovatoare cum ar fi piroliza și recuperarea
fosforului din nămol este o tendință ce se dorește a fi aplicată în țările

UE până î n anul 2020. Cu toate acestea o alternativă economică
convențională poate fi adoptarea tehnologiilor de uscare solară a
nămolurilor, pentru reducerea costurilor de transfer și de creștere a
valorii de încălzire a nămolul.

ș În ceea ce privește reutilizar ea nămolurilor în agricultură
trebuie menționat că se dorește combinarea tehnologiilor avansate de tratare a nămolurilor (uscare termică, compostare, digestie anaerobă
termofilă, digestie aerobă termofilă autotermică și tratarea cu var) cu
cele de eliminar e a mirosului, a agenților patogeni și îndepărtare a
compușilor toxici .

BIBLIOGRAFIE

[1] Rusu , T., Rusu , T.A., Tehnologii și echipamente pentru tratarea și epurarea
apelor. Vol II, Editura U.T.Press, Cluj -Napoca, 2014.
[2] Kelessidis, A., & Stasinakis, A. S., Comparative study of the methods used
for treatment and final disposal of sewage sludge in European countries . Waste
management , 32(6), 1186-1195, 2012.
[3] * * * CE. Economia circulară – Conectarea, crearea și conservarea valorii .
ISBN 978 -92-79-3 7824-9, doi:10.2779/85569, pag. 4, 2014.
[4] Lakatos, E.S., Dan, V., Cioca, L. I., Bacali, L., & Ciobanu, A. M., How
Supportive Are Romanian Consumers of the Circular Economy Concept: A
Survey . Sustainability , 8(8), 789, 2016.
[5] * * * http://ec.europa.eu/eurostat/statistics , Data ultimei accesări:
10.02.2017.
[6] Bejan, M., În lumea unităților de măsură, ediția a doua revăzută și adăugită,
Editura Academiei Române, București 2005 și Editura AGIR, Bucur ești, 2005.
[7] * * * http://www.amac.md/obrazovanie/IWA/2014.10.1315_Seminar_ direc
tive/Documente/2.91-271 -RUM.pdf , DE 91/271/2002, Data ultimei accesări:
15.01.2017.
[8] * * * http://www.mmediu.ro/beta/wpcontent/uploads/2012/05/Directiva_1986
_278_CEE.pdf , DE 86/278/CEE , Data ultimei accesări: 17.02.2017.
[9] * * * http://www.arr.ro/files/tahografdigital/legislatie/REGULAMENTUL%20
(UE)%20NR.%201652014.pdf , Data ultimei accesări: 07.03.2017
[10] * * * HG 165/2014Lindholm -Lehto, P. C., Ahkola, H. S., & Knuutinen, J. S.,
Procedures of determining organic trace compounds in municipal sewage
sludge—a review. Environmental Scien ce and Pollution Research, 1-30, 2016.
[11] Trașcă, F., Mihăilescu, D., Ionescu, N., Trașc ă, G., Mincă, G., & Ciodaru,
I., Research on the possibility to use sewage sludge as organic fertilizer of
heavy acid soils . Analele Institutului Național de Cercetare- Dezvoltare Agricolă
Fundulea, 79(2), 293-311, 2011.
[12] Rojanschi, V., Ognean , Th., Cartea operatorului din stații de epurare a
apelor uzate, Editura Tehnică, București , (pag 171-227) , 1997.

[13] * * * http://www.anpm.ro/anpm_resources/mi grated_content/uploads/9361_
Namoluri_.pdf Data ultimei accesări: 18.02 .2017.
[14]* * * http://www.biogas -renewableenergy.info/sludge_valorisation.html -foto
depozitare nămoluri , Data ultimei accesări: 10.03.2017.
[15] * * * http://warehousenews.co.uk/2013/02/dwr -cymru -welsh -water -cuts -lud
ge-transport -costs-with -vscmapmechanics-solution/ -foto depozitare nămoluri ,
Data ultimei accesări: 22.02.2017
[16] Smol, M., Kulczycka, J., Henclik , A., Gorazda, K., & Wzorek, Z., The
possible use of sewage sludge ash (SSA) in the construction industry as a way
towards a circular economy . Journal of Cleaner Production, 95, 45 -54, 2015.

Ing. Alina Monica NE Ș
Universitatea Tehnic ă din Cluj -Napoca
Centrul pentru Inițiere și Dezvoltare Organizațională, Cluj -Napoca
e-mail: alina.monica.nes@gmail.com

Drd.j ur., Oana -Adriana CRIȘAN
Universitatea Tehnic ă din Cluj -Napoca
Centrul pentru Inițiere și D ezvoltare Organizațională, Cluj -Napoca
e-mail: crisanoanaadriana@yahoo.com

Drd. Mihaela ORBAN
Universitatea Tehnic ă din Cluj -Napoca
Centrul pentru Inițiere și Dezvoltare Organizațională, Cluj-Napoca
e-mail: orban_mihaela@yahoo.com

Dr.Ing., e c. Elena -Simina LAKATOS
Universitatea Tehnic ă din Cluj -Napoca
Centrul pentru Inițiere și Dezvoltare Organizațională, Cluj-Napoca
membru AGIR
e-mail: simina.lakatos@mis.utcluj.ro