““Metode de eliminare a Metode de eliminare a fosforului din apele fosforului din apele

uzate”uzate”

PARASCHIV MIHAELAPARASCHIV MIHAELA POPA ANDREEAPOPA ANDREEA PAUN VLADPAUN VLAD IOAN GEORGEIOAN GEORGE VODOPEANU IOANVODOPEANU IOAN STEFANICU STEFANICU ALEXANDRUALEXANDRU

Fosforul a fost descoperit in anul 1669 de catre Fosforul a fost descoperit in anul 1669 de catre alchimistul german Hennig Brand din Hamburg.alchimistul german Hennig Brand din Hamburg. Fosforul nu poate exista liber în natură deoarece are o Fosforul nu poate exista liber în natură deoarece are o mare afinitate pentru oxigen. Se găseşte numai sub mare afinitate pentru oxigen. Se găseşte numai sub forma de compusi,mai ales fosfati.forma de compusi,mai ales fosfati.

Biodepoluarea se refera la o arie mai extinsa Biodepoluarea se refera la o arie mai extinsa de metode biologice folosite in scopul de metode biologice folosite in scopul eliminarii diversilor poluanti printre care: eliminarii diversilor poluanti printre care: metale diverse minerale si anumiti compusi metale diverse minerale si anumiti compusi organici( compusi ai azotului, fosforului etc) organici( compusi ai azotului, fosforului etc) din apele uzate. Aceste metode exploateaza din apele uzate. Aceste metode exploateaza caracteristicile unor organisme si caracteristicile unor organisme si microorganisme care pot degrada materia microorganisme care pot degrada materia organica si/sau indeparta poluanti din ape. organica si/sau indeparta poluanti din ape.

Exista numeroase procese de epurare a Exista numeroase procese de epurare a apelor contaminate si a deseurilor solide care apelor contaminate si a deseurilor solide care folosesc microorganisme atat aerobe cat si folosesc microorganisme atat aerobe cat si anaerobe. Unele dintre aceste metode sunt anaerobe. Unele dintre aceste metode sunt complicate altele sunt simple si adaptate la complicate altele sunt simple si adaptate la conditiile pe care le au la aceasta ora tarile in conditiile pe care le au la aceasta ora tarile in curs de dezvoltare.curs de dezvoltare. Un exemplu in acest sens este folosirea Un exemplu in acest sens este folosirea microalgelor ( in special a algelor albastre – microalgelor ( in special a algelor albastre – verzi sau a cianobacteriilor) pentru eliminarea verzi sau a cianobacteriilor) pentru eliminarea compusilor cu azot si fosfor. Dupa degradarea compusilor cu azot si fosfor. Dupa degradarea materiei organice de catre bacterie rezulta ape materiei organice de catre bacterie rezulta ape care pot fi reciclate pentru irigarea culturilor care pot fi reciclate pentru irigarea culturilor nealimentare ( ex: se pot iriga culturi de nealimentare ( ex: se pot iriga culturi de bumbac), sau in scopuribumbac), sau in scopuri industriale iar biomasa industriale iar biomasa algelor poate fi fiolsita ca si nutretalgelor poate fi fiolsita ca si nutret . .

MetodeMetode biologicebiologice dede eliminareeliminare a a fosforuluifosforului dindin apeleapele uzateuzate - actualizarea echipamentelor si actualizarea echipamentelor si

optimizarea proceselor care au loc in optimizarea proceselor care au loc in statiile de epurarestatiile de epurare

- depoluarea fosforului in sisteme naturaledepoluarea fosforului in sisteme naturale

Depoluarea fosforului cu Depoluarea fosforului cu ajutorul reactoarelor ajutorul reactoarelor

biologice in mai multe fazebiologice in mai multe faze

Evolutia solutiilor tehnice bazate pe reactoare Evolutia solutiilor tehnice bazate pe reactoare multifazice au fost studiul unor cercetari temeinice multifazice au fost studiul unor cercetari temeinice efectuate pe o lunga perioada de timp. Noile trenduri de efectuate pe o lunga perioada de timp. Noile trenduri de actualizare a acestor tehnologii sunt deobicei indreptate actualizare a acestor tehnologii sunt deobicei indreptate spre crearea de conditii optime de mediu pentru spre crearea de conditii optime de mediu pentru indepartarea fosforului cu o deosebita importanta indepartarea fosforului cu o deosebita importanta pentru urmatoarele caracteristici:pentru urmatoarele caracteristici:- asigurarea unor conditii anaerobice totale in interiorul - asigurarea unor conditii anaerobice totale in interiorul zonelor/camerelor anaerobicezonelor/camerelor anaerobice- prezenta surselor de carbon usor biodegradabile, in - prezenta surselor de carbon usor biodegradabile, in special a SCFA ( bacterii fermentative care sa genereze special a SCFA ( bacterii fermentative care sa genereze formarea SCFA din namol)formarea SCFA din namol)- crestera purificatorilor secundari ( este esentiala - crestera purificatorilor secundari ( este esentiala obtinerea unei indepartari eficiente a particulelor solide obtinerea unei indepartari eficiente a particulelor solide suspendate )suspendate )- folosirea proceselor automate si a sistemelor de - folosirea proceselor automate si a sistemelor de control bazate pe masuratori “ on line” control bazate pe masuratori “ on line”

O nouă tehnologie. Epurarea terţiarăO nouă tehnologie. Epurarea terţiară

Dezvoltarea industrială din ultimele decenii, la Dezvoltarea industrială din ultimele decenii, la nivel mondial, a dus la creşterea încărcării apelor nivel mondial, a dus la creşterea încărcării apelor uzate cu substanţe poluante greu de reţinut prin uzate cu substanţe poluante greu de reţinut prin tehnologiile clasice.tehnologiile clasice.

România a fost declarată de Uniunea Europeană România a fost declarată de Uniunea Europeană drept zonă sensibilă şi cu atât mai mult se impune un drept zonă sensibilă şi cu atât mai mult se impune un grad de epurare avansat a apelor uzate orăşeneşti.grad de epurare avansat a apelor uzate orăşeneşti.

O nouă tehnologie de reţinere din apele uzate a O nouă tehnologie de reţinere din apele uzate a compuşilor azotului şi fosforului (în special), precum compuşilor azotului şi fosforului (în special), precum şi a altor impurificatori a căror structură chimică şi şi a altor impurificatori a căror structură chimică şi biologică nu permite ca aceştia să fie reţinuţi şi biologică nu permite ca aceştia să fie reţinuţi şi eliminaţi într-o staţie de epurare obişnuită, este eliminaţi într-o staţie de epurare obişnuită, este

epurarea terţiarăepurarea terţiară..

Metode fizice de epurare Metode fizice de epurare

avansată:avansată:

Microfiltrarea (micrositarea):Microfiltrarea (micrositarea): Microfiltrarea sau micrositarea constă în trecerea apelor uzate epurate prin procedee mecano-biologice printr-o sită deasă, alcătuită dintr-o pânză de oţel inoxidabil, sau din masă plastică cu ochiuri extrem de fine, cu interspaţii microscopice. În timpul procesului de filtrare sunt reţinute pe site particulele rămase în apa epurată după decantoarele secundare şi ale căror particule sunt mai mici decât cele ale ochiurilor.

Filtrarea prin mase granulare:Filtrarea prin mase granulare:

Filtrarea prin pământ de diatomee, prin nisip, sau prin Filtrarea prin pământ de diatomee, prin nisip, sau prin nisip şi antracit este folosită cu bune rezultate pentru nisip şi antracit este folosită cu bune rezultate pentru epurarea terţiară a apelor uzate. Prin aceste instalaţii şi în epurarea terţiară a apelor uzate. Prin aceste instalaţii şi în mod deosebit prin filtrele rapide de nisip, s-a asigurat mod deosebit prin filtrele rapide de nisip, s-a asigurat reducerea materiilor solide în stare de suspensie şi a reducerea materiilor solide în stare de suspensie şi a CBO5-ului, în paralel cu eliminarea fosforului şi a CBO5-ului, în paralel cu eliminarea fosforului şi a azotului.azotului.

Sisteme cu membrane pentru epurarea Sisteme cu membrane pentru epurarea

apelor uzate:apelor uzate:

Procesul cuprinde folosirea unor membrane Procesul cuprinde folosirea unor membrane imersate direct în bazinele tehnologice, acest lucru imersate direct în bazinele tehnologice, acest lucru ducând la scăderea cheltuielilor de investiţie şi ducând la scăderea cheltuielilor de investiţie şi exploatare. Membranele imersate au o structură de exploatare. Membranele imersate au o structură de fire tubulare, acestea funcţionează sub o depresiune fire tubulare, acestea funcţionează sub o depresiune slabă atrăgând apa curată spre interiorul firelor, slabă atrăgând apa curată spre interiorul firelor, lăsând în reactor masa biologică şi poluanţii. Cu lăsând în reactor masa biologică şi poluanţii. Cu ajutorul acestor tehnologii de epurare se reduce ajutorul acestor tehnologii de epurare se reduce semnificativ încărcarea apelor uzate în CBO5, CCO, semnificativ încărcarea apelor uzate în CBO5, CCO, amoniu, nitrogen şi fosfor.amoniu, nitrogen şi fosfor.

Metode biologice de epurare avansatăMetode biologice de epurare avansată

Epurarea biologică avansată a apelor uzate se Epurarea biologică avansată a apelor uzate se impune atunci când prin procedeele clasice nu pot fi impune atunci când prin procedeele clasice nu pot fi separate acele substanţe şi elemente chimice, care separate acele substanţe şi elemente chimice, care prin conţinutul lor, pot accentua poluarea emisarilor, prin conţinutul lor, pot accentua poluarea emisarilor, făcându-i improprii pentru alimentările cu apă, pentru făcându-i improprii pentru alimentările cu apă, pentru creşterea peştiilor sau pentru zonele de agrement. creşterea peştiilor sau pentru zonele de agrement. Procedeele prin care se pot separa substanţele Procedeele prin care se pot separa substanţele poluante din apele reziduale sunt: striparea cu aer; poluante din apele reziduale sunt: striparea cu aer; irigarea cu ape uzate; iazurile de stabilizare; filtrele irigarea cu ape uzate; iazurile de stabilizare; filtrele biologice; biofiltrele; bazinele cu nămol activ; biologice; biofiltrele; bazinele cu nămol activ; bazinele de denitrificare şi bazinele de nitrificare. bazinele de denitrificare şi bazinele de nitrificare.

Iazuri de stabilizareIazuri de stabilizare

Iazurile de stabilizare sunt construcţii utilizate cu Iazurile de stabilizare sunt construcţii utilizate cu bune rezultate pentru epurarea terţiară, folosindu-se bune rezultate pentru epurarea terţiară, folosindu-se efectul algelor de a asimila substanţele nutritive, efectul algelor de a asimila substanţele nutritive, azotul şi fosforul în special, îndepărtându-le din apă. azotul şi fosforul în special, îndepărtându-le din apă. Plantele superioare care se dezvoltă în aceste iazuri Plantele superioare care se dezvoltă în aceste iazuri au nevoie de mari cantităţi de fertilizanţi.au nevoie de mari cantităţi de fertilizanţi.

Bazine cu nămol activ şi filtre biologiceBazine cu nămol activ şi filtre biologice

Aceste instalaţii sunt practicate îndeosebi pentru Aceste instalaţii sunt practicate îndeosebi pentru îndepărtarea din apele uzate a fosforului. Creşterea îndepărtarea din apele uzate a fosforului. Creşterea numărului de micro-organisme din nămolul activ are numărului de micro-organisme din nămolul activ are la bază fosforul, ca fiind substanţă nutritivă esenţială. la bază fosforul, ca fiind substanţă nutritivă esenţială.

EliminareaEliminarea fosforuluifosforului

Pe cale biologică, eliminarea fosforului se realizează în două trepte: prin efectul Pe cale biologică, eliminarea fosforului se realizează în două trepte: prin efectul bacteriilor anaerobe şi a celor aerobe.bacteriilor anaerobe şi a celor aerobe.

În treapta anaerobă, bacteriile facultativ anaerobe heterotrofe, transformă În treapta anaerobă, bacteriile facultativ anaerobe heterotrofe, transformă substanţele organice uşor de descompus în acizi organici care servesc ca substrat substanţele organice uşor de descompus în acizi organici care servesc ca substrat pentru alte micro-organisme. Bacteriile capabile să acumuleze fosfaţi asimilează pentru alte micro-organisme. Bacteriile capabile să acumuleze fosfaţi asimilează această substanţă şi produc apoi substanţele de rezervă.această substanţă şi produc apoi substanţele de rezervă.

În treapta aerobă, fosfatul din apă este preluat de micro-organisme şi acumulat în În treapta aerobă, fosfatul din apă este preluat de micro-organisme şi acumulat în special de către bacteriile capabile să acumuleze fosforul sub formă de polifosfaţi.special de către bacteriile capabile să acumuleze fosforul sub formă de polifosfaţi.

Fosforul poate fi recuperat şi prin precipitare Fosforul poate fi recuperat şi prin precipitare chimică sau schimb de ioni.chimică sau schimb de ioni.

Precipitarea chimică a compuşilor de fosfor se face Precipitarea chimică a compuşilor de fosfor se face folosind sulfat de aluminiu (Al2(SO4)3, 18H20), folosind sulfat de aluminiu (Al2(SO4)3, 18H20), hidroxid de calciu (Ca(OH)2) sau clorat de fier hidroxid de calciu (Ca(OH)2) sau clorat de fier (FeCl3), dar trebuie examinată fiecare situaţie (FeCl3), dar trebuie examinată fiecare situaţie separat.separat.

Exemple de scheme de epurare avansată a apelor Exemple de scheme de epurare avansată a apelor uzateuzate

Schema cu adiţie de săruri pentru reducerea fosforului

Schema cu nitrificare şi adiţie de săruri în BNA pentru reducerea fosforului şi denitrificare folosind metanol.

Schema cu îndepărtarea biologică a fosforului pe linia apei

Schema cu reducerea biologică a azotului şi fosforului şi filtrare

Efectele fiziologice posibile ale substanţelor greu de Efectele fiziologice posibile ale substanţelor greu de eliminat din apele uzate nu pot fi neglijate, deoarece eliminat din apele uzate nu pot fi neglijate, deoarece consumarea acestor ape ca apă potabilă reprezintă un consumarea acestor ape ca apă potabilă reprezintă un pericol potenţial pentru sănătatea publică, iar pericol potenţial pentru sănătatea publică, iar ingerarea continuă a acestor substanţe cu concentraţii ingerarea continuă a acestor substanţe cu concentraţii reduse poate avea efecte cumulative cu efecte reduse poate avea efecte cumulative cu efecte imprevizibile pentru om şi animale.imprevizibile pentru om şi animale.

Bibliografie:Bibliografie:

IANCULESCU, O.; IONESCU, IANCULESCU, O.; IONESCU, Gh.C.; RACOVIŢEANU Raluca, Gh.C.; RACOVIŢEANU Raluca, Epurarea apelor uzateEpurarea apelor uzate, , Editura Editura MatrixRom, Bucureşti, 2001.MatrixRom, Bucureşti, 2001.IONESCU, Gh.C., Canalizări, vol. I şi IONESCU, Gh.C., Canalizări, vol. I şi II, Litografia Universităţii din II, Litografia Universităţii din Oradea,1997. Oradea,1997. IONESCU, Gh.C., Instalaţii de IONESCU, Gh.C., Instalaţii de canalizarecanalizare, , Editura Didactică şi Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti, 1997.Pedagogică Bucureşti, 1997.NEGULESCU, Gh.M., Canalizări şi NEGULESCU, Gh.M., Canalizări şi EpurareaEpurarea apelor uzate, Institutul de apelor uzate, Institutul de Construcţii Bucureşti, 1975.Construcţii Bucureşti, 1975.NEGULESCU, Gh.M., Canalizări, NEGULESCU, Gh.M., Canalizări, Editura Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1978. 1978.