Treapta Biologica a Statiilor de Epurare

8/18/2019 Treapta Biologica a Statiilor de Epurare

1/12

Andreica Denisa-Viorica,IM, grupa 1

Epurarea biologică

Introducere

Prin poluare – impurificare, murdărire – a unei ape, se înţelege degradarea calităţilor

fizice, chimice sau biologice ale acesteia, produsă direct sau indirect de activităţileumane sau

procesele naturale; acestea fac ca apa să devină improprie pentru folosirea normală în

scopurile în care ea era posibilă înainte de intervenţia poluării.

Epurarea apelor poluate constă într-un ansamblu de procedee i măsuri prin care

concentraţia poluanţilor anorganici, organici i microorganismele este redusă sub anumite

limite prevazute de normativele în vigoare. !pele uzate,care pot fi mena"ere, de canalizare,

orasanesti, industriale,etc. prezintă indicii de calitate caracteristici mult modificati, fapt ce

impune purificarea lor în staţii de epurare.

Primul pas spre epurare este colectarea apelor uzate, care se face prin sisteme de

canalizare. Ele sunt mai simple la poluanţi industriali, dar foarte vaste i complicate în cazul

canalizării localităţilor, deoarece trebuie să preia ape uzate de la un foarte mare număr desurse. #e mai adaugă canalele ce preiau apele pluviale. !pele acestea trebuie apoi conduse la

staţia de epurare, de unde apoi de regulă sunt restituite în emisar, de obicei un r$u.

Epurarea biologica a apelor uzate constituie un procedeu de tratare a apelor de

canalizare bazate pe fenomene biochimice ce decurg din metabolismul microorganismelor ce

populeaza apa uzata si are ca scop retinerea din aceste ape a suspensiilor coloidale sau

dizolvate de natura organica. Epurarea biologica este o ramura a biotehnologiei, adica a acelei

combinatii intre biologie si tehnologie prin care procesele biologice sunt conduse cu procedeetehnice adecvate incat, concordanta dintre reactiile microorganismelor si apa uzata sa conduca

la obtinerea unei ape epurate lipsita practic total de substante organice asimilabile.

%ndepartarea poluantilor de natura organica biodegradabila din apele uzate prin procese

biologice se produce fie prin fenomenul natural de autoepurare, intalnit la apele de suprafata,

fie prin epurarea biologica intensiva, in statia de epurare. Epurarea biologica se realizeaza fie

in instalatii de epurare naturala & iazuri biologice, campuri de irigare, etc ' fie in instalatii de

epurare artificiala & filtre biologice, bazine de aerarecu namol activ, biodiscuri, bazine de


2/12


fermentare anaeroba de contact, etc ' , in care au loc acele fenomene biochimice, cu a"utorul

microorganismelor care mineralizeaza partial substantele organice pe baza de carbon,

transformandu-le in material celular & biomasa ' care se retine sub forma de namol activ in

decantoarele secundare.

Componentele şi funcţionarea unei staţii de epurare a apei

( staţie de epurare orăenească este constituită în general din ) trepte* treapta primară

&mecanică', treapta secundară &biologică' i treapta ter iară &biologică, mecanică sau chimică'.ș ț

+n momentul de fa ă în omania foarte pu ine sta ii de epurare a apelor reziduale oră ene tiț ț ț ș ș

de in treapta ter iară.ț ț

a. Treapta mecanică de epurare

aracterizează i intervine în prima etapă a procesului de epurare a apei i este alcătuită

din mai multe sectoare i componente* gratare, decantoare, filtre de nisip, separatoare de

grasimi, bazine de decantare.

b. Treapta biologică de epurare a apei

Presupune procedee de reducere a valorilor unor parametrii sensibil modificaţi subacţiunea poluanţilor.

Prin procedeele de epurare biologică, poluanţii sunt descompui prin activitatea

bacteriilor, în produi simpli ca (, /( i alte produse neto0ice, cu generarea de biomasă,

dispersată în apa bazinelor staţiei de epurare, biomasă denumită nămol activ.

+n acest caz, bacteriile împreună cu nămolul sunt separate prin procedee de

flotarefiltrare sau sedimentare &separare gravităţională'. #e mai utilizează procedeul prin care

bacteriile sunt fi0ate pe suport permeabil pelicular sau "film biologic", unde ele acţioneazădin interiorul acestui substrat asupra poluantilor, apa răm$n$nd limpede.

1icroorganismele utilizate în epurarea biologică pot fi aerobe, facultativ aerobe i

anaerobe.

!ceste bacterii se dezvoltă în asociere cu alte organisme, protozoare mici &rolifere,

ciliate, flagelate', nematode, ciuperci, etc., specifice bazinelor de epurare biologică, care

împreună participă la procesul general de epurare prin*

- modificări aerobe, prin care substantele organice i poluanţii sunt descompui însubstanţe simple.


3/12


#ubstratul reprezintă hrana bacteriilor, care în acest mediu nutritiv se înmulţesc enorm.

Prezenţa o0igenului dizolvat în apă stimulează activitatea bacteriilor aerobe. Prin procesul

aerob, cca 234 din substratul organic conţinut de apele reziduale este mineralizat de către

bacteriile aerobe.

- modificări anaerobe, induse de activitatea bacteriilor anaerobe, care utilizează pentru

procesele vitale o0igenul din descompunerea sulfaţilor i a fosfaţilor. 5a descompunerea

materiilor organice participă activ enzimele secretate de bacterii. +n procesele anaerobe de

epurare i autoepurare, proteinele, hidraţii de carbon i grăsimile sunt degradate, în compui

mai simpli &(, /6, /(, acid acetic', în funcţie de speciile de bacterii participante, c$t i

mai ales, în funcţie de condiţiile de mediu.

+n reacţiile anaerobe, at$t viteza de descompunere a substratului organic c$t i cresterea

numărului bacteriilor sunt mai reduse. +n general, în treapta biologică de epurare, acţionează

ambele tipuri de bacterii, particip$nd fiecare la procesul de purificare a apelor.

c. Treapta terţiară nu e0istă la toate staţiile de epurare. Ea are de regulă rolul de a înlătura

compui în e0ces &de e0emplu nutrienţi- azot i fosfor' i a asigura dezinfecţia apelor &de

e0emplu prin clorinare'. !ceastă treaptă poate fi biologică, mecanică sau chimică sau

combinată, utiliz$nd tehnologii clasice precum filtrarea sau unele mai speciale cum este

adsorbţia pe cărbune activat, precipitarea chimică etc. Eliminarea azotului în e0ces se face

biologic, prin nitrificare &transformarea amoniului în azotit i apoi azotat' urmată de

denitrificare, ce transformă azotatul în azot ce se dega"ă în atmosferă. Eliminarea fosforului se

face tot pe cale biologică, sau chimică.

Epurarea biologica

Epurarea biologica este o treapta superioara a procesului de epurare a apelor uzate

orasenesti si se mai numeste si epurare secundara.

Epurarea biologica este procesul tehnologic prin care impuritatile de natura organica

din apele uzate sunt transformate de catre o cultura de microorganisme in produsi de

degradare mult mai inofensivi, respectiv, (, saruri minerale etc.

#chematic, procesul de epurare biologica se desfasoara astfel* substantele organice din

apele uzate sunt adsorbite si concentrate la suprafata biomasei; aici, prin activitatea enzimelor

eliberate de celula & e0oenzime ' substantele sunt descompuse in unitati mici care patrund


4/12


celula microorganismelor unde sunt metabolizate; o parte a reactiilor de o0idare care au loc,

furnizeaza energie reactiilor prin care se formeaza masa celulara noua, iar produsii finali ai

descompunerilor & produsi de o0idare ca /(, (, azotati, sulfati, substante organice

stabile etc ' sunt eliberati in mediu.

Produsele de natura organica din apele uzate sunt adsorbite si concentrate la suprafata

biomasei, unde sub actiunea enzimelor eliberate de celulele microorganismelor, substantele

organice sunt descompuse in componente mai mici si care pot patrunde in celula

microorganismelor unde sunt metabolizate. Prin metabolizare se obtin produsi de

descompunere, cum sunt* (, /(, energie, dar si noi microorganisme prin inmultire.

Bacteriile

olul principal in epurarea biologica este detinut de catre

bacterii. 7acteriile sunt organisme monocelulare care utilizeaza

hrana solubila; fiecare celula este un organism independent,

capabil sa e0ecute toate functiile necesare vietii.

!ceste microorganisme care consuma substante organice,

din apele uzate pot trai si se pot inmulti in prezenta sau in absenta o0igenului, deci procesele pot fi aerobe si anaerobe. 8e regula procesele aerobe sunt specifice procesului de epurare a

apelor de substante organice, in timp ce procesele anaerobe sunt specifice prelucrarii

namolurilor rezultate in statiile de epurare si au ca rezultat obtinerea in principal a biogazului.

%n stransa asociere cu bacteriile in aceste procese aerobe intervin si protozoare &ciliate si

flagelate', metazoare &rotiferi si nematode' si ciuperci sau fungi. !ceste asociatii de

microorganisme se numesc biocenoze.

etabolismul bacterian

Epurarea biologica se realizeaza ca urmare a metabolismului bacterian, care reprezinta

totalitatea proceselor implicate in activitatea biologica a unei celule, prin intermediul carora

energia si elementele nutritive sunt preluate din mediul incon"urator si utilizate pentru

biosinteza si crestere, dar si pentru alte activitati secundare &mobilitate, luminiscenta'. %n urma

acestor procese, substantele din apele uzate, respectiv elementele nutritive, sunt transformate

in constituenti celulari, energie si produse de uzura.

Nitromona


5/12


8in punct de vedere energetic procesele metabolice se pot imparti in doua grupe mari*

9 procese de dezasimilatie & e0oterme' prin care se elibereaza energie in urma

degradarii substantelor organice din apele uzate;

9 procese de asimilatie &endoterme' in care se sintetizeaza componenti celulari.

!ceste doua procese sunt strans interconectate, astfel incat prin degradarea substantelor din mediu se asigura pe langa energie si substante chimice sau procursori ai acestora, necesari

pentru sinteza elementelor din celulele microorganismelor. %n ansamblu diferitele reactii

biochimice ale metabolismului indeplinesc patru functii esentiale pentru viata celulei si

anume*

9 producerea componentilor chimici folositi pentru realizarea constituentilor celulari;

9 elaborarea de energie si stocarea acesteia sub diferite forme;

9 activarea unor elemente de constructie a celulei pe baza energiei stocate;

9 formarea de material biologic nou prin utilizarea substantelor chimice produse prin

descompunerea substantelor organice.

( caracteristica distinctiva a activitatii metabolice bacteriene este intensitatea

e0ceptionala a proceselor celulare in comparatie cu activitatile omoloage ale organismelor superioare. !ceasta caracteristica se datoreaza faptului ca celulele microbiene au un raport

Schema proceselor generale de metabolism in


6/12


deosebit de mare intre suprafata de contact cu e0teriorul si greutatea lor. a urmare schimbul

de substante intre celule si mediu este foarte intens. !cest fapt asigura o viteza e0trem de

mare de consum al materialelor organice si in acelasi timp o viteza mare de crestere a

bacteriilor.

5uate in ansamblu bacteriile isi pot realiza metabolismul utilizand practic numeroase si

diferite surse de substante nutritive incepand de la azotul molecular, bio0idul de carbon, sulf

si terminand cu cele mai comple0e substante organice. !proape orice substanta din mediu,

organica si chiar anorganica, din care se poate obtine energie este accesibila metabolismului

bacterian.

eactiile biochimice metabolice sunt conditionate de prezenta in mediul natural sau inmediile de cultura artificiale a tuturor materialelor necesare pentru sinteza constituentilor

celulari si pentru obtinerea energiei. 8eci in mediile uzuale de cultura a microorganismelor

trebuie sa se gaseasca in primul rand surse de* , /, (, :, P, #; cantitati mici de , 1g, 1n,

:a, a, PE%5E sunt organisme nefotosintetice care

absorb hrana. Ele "oaca de obicei un rol secundar in epurarea

apelor uzate, putand degrada substante organice de natura

diferita ca * celuloza, fenoli, hidrocarburi etc. #-a constatat ca

interventia ciupercilor in procesul de epurare biologica este cauzata

de concentratia scazuta de o0igen provocata de incarcarea organica e0cesiva din apele uzate,de valoarea scazuta a p/-ului &sub ?' si de cantitatea scazuta de azot. and cipercile se

inmultesc mult apare fenomenul de umflare a namolului activat, ceea ce indica o slaba

decantare si o eficienta redusa a procesului de epurare biologica cauzata si de distrugerea

florei bacteriene.


7/12


!rotooarele

Protozoarele constituie un component aproape obligatoriu al biomasei.


8/12


9/12


%n concluzie, bazinele de namol activat prezinta un mediu acvatic relativ uniform,

flocoanele fiind antrenate de curentul de apa, sunt raspandite uniform in bazin si contin, in

general, microorganism de acelasi fel. (rganismele din grupa metazoarelor sunt foarte rare.

!ici bacteriile sunt principalii agenti ai epurarii, iar protozoarele indica modul cum decurge

aceasta epurare. %ndicatiile asupra modului de functionare a instalatiei dau flocoanele de

namol activat. u cat cresc in marime, suprafata de contact este redusa in raport cu volumul

lor, iar pe de alta parte, difuzia hranei in interiorul floconului, respectiv eliminarea substantei

organice degradate, se face mai greu. Carsta flocoanelor definita de continutul de flocoane in

recirculare si de cele noi formate intr-un anumit interval de timp, determina eficienta epurarii

apelor uzate. u cat varsta este mai mare, cu atat creste proportia de celule moarte in

detrimentul celor active. Echilibrul dintre reactiile de o0idare a substratului si de sinteza a

materialului celular nou poate conduce la indepartarea, in procente foarte ridicate, de G2 –

H34 a materiilor organice.

Biodegrarea

Pentru ca impuritatile continute intr-o apa uzata sa poata fi indepartate prin epurare

biologica, acestea trebuie sa fie biodegradabile. !pa uzata care contine impuritati

biodegradabile este tratabila biologic.

7iodegradabilitatea unei substante este deci calitatea acesteia de a putea fi degradata

prin procedee de o0idare biologica &bio0idare'.

!pele uzate mena"ere contin suficiente cantitati de substante nutritive &glucide,

proteine, lipide si derivati ai acestora', factori de crestere, saruri minerale, pentru a constitui

un mediu adecvat dezvoltarii si multiplicarii microorganismelor namolului activ.

!pele uzate industriale cu continut de substante organice, de cele mai multe ori de

sinteza, trebuie analizate cu atentie pentru ca pot sa contina si substante to0ice pentru

microorganisme.

Prin biodegradabilitate se poate intelege procesele fizico-chimice si biochimice prin

care o substanta este transformata de catre microorganisme in mediu si conditii naturale sau in

mediu si conditii artificiale, in asa fel incat isi pierde identitatea, deci biodegradarea poate fi

definita ca distrugerea compusilor chimici prin actiunea biologica a organismelor vii. %n


10/12


domeniul protectiei si epurarii apelor pot fi luate in considerare mai multe grade de degradare

biologica*

9 primara;

9 partiala;

9 acceptabila;

9 totala.

Prin degradarea primara se intelege biodegradarea unui compus chimic in masura

minim necesara pentru a schimba identitatea compusului.

Biodegradarea partiala conduce la o succesiune de transformari in molecula substantei

fara ca aceasta sa fie complet transformata in compusi anorganici &mineralizare'.

Biodegradarea acceptabila este fenomenul ce are o succesiune de transformari ce

conduce in masura minim necesara pentru indepartarea unor proprietati specifice ne dorite ale

substantei in cauza &spre e0emplu* spumare, coloarea, mirosul, sau o anumita to0icitate etc.'.

Biodegradarea totala conduce la transformarea substantelor respective in o0izi ai

elementelor ce o compun.

8in punct de vedere al protectiei mediului biodegrabilitatea trebuie apreciata numai sub

aspectul efectului asupra mediului, respectiv numai in ceea ce priveste indepartarea efectelor

nocive a substantelor asupra mediului incon"urator.

Epurarea biologica artificiala

Principial epurarea biologica naturala se face in emisari dupa deversarea apelor uzate,

iar epurarea biologica artificiala se realizeaza in doua moduri si anume*

9 in bazine de epurare artificiala cu namol activ;

9 in filtre biologice care sunt fie filtre biologice propriu zise, fie ca sunt campuri de

filtrare si irigare .


11/12


%n perioada actuala se preconizeaza o e0tindere semnificativa a procedeului de epurare

biologica cu namol activ pentru ca este un procedeu care depinde intr-o masura mai mica de

conditiile climaterice si mai ales pentru faptul ca procedeul poate fi controlat si urmarit. 8e

fapt actuala legislatie europeana obliga toate orasele sa dispuna de treapta biologica de

epurare.

Epurarea biologica artificiala, spre deosebire de epurarea biologica naturala, este urmata,

in mod obligatoriu, de o decantare secundara unde se retin elementele biologice din filtrele

biologice si o cantitate insemnata de namol.

Epurarea biologica cu namol activ

Epurarea biologica se realizeaza in bazine cu namol activ in care se produce o aerare

artificiala, prin introducerea de aer printr-un sistem de conducte. #unt constructii in care

epurarea biologica aerata a apei are loc in prezenta unui amestec de namol si apa uzata,

accelerarea procesului se realizeaza prin introducerea unei cantitati de namol activ, numit

astfel intrucat contine microorganisme ce prelucreaza substantele organice din apa si prin

insuflarea de aer ce contine o0igen pentru a sustine procesele de o0idare.

7azinele de epurare biologica utilizand namolul de la bazinele de decantare, numit si

namol activ pentru ca el contine cantitati insemnate de microorganisme si materii organice,

sunt de o forma alungita, asemenea unor canale longitudinale, in care procesul de epurare

avanseaza pe masura ce apele din bazin se apropie de zona de evacuare.

Procesul de epurare biologica a fost studiat de multi specialisti, sau facut modele

matematice pentru studiul evolutiei consumului biochimic de o0igen 7( care de fapt

caracterizeaza procesul de epurare biologica. Epurarea apei intr-un bazin cu namol activ se

datoreaza in primul rand bioabsortiei, proces care se produce la contactul substantei organice

cu namolul activ si care actioneaza pe o perioada relativ scurta. %n al doilea rand, namolul

activ asimileaza substantele organice, datorita microorganismelor, in prezenta o0igenului si

prin adsorbtia compusilor organici prin membranele celulare in interiorul celulelor se creeazanoi celule.


12/12


Bibliografe: -www.wikipedia.com;

-Tehnici de epurare a apelor uzae, Diana !o"escu, #eli$ %roe, Aurel

&resura, Dan

!o"escu '()11;

- hp:**www.ecomagazin.ro*;

-hps:**images.google.com*;
http://www.wikipedia.com/http://www.ecomagazin.ro/https://images.google.com/http://www.ecomagazin.ro/https://images.google.com/http://www.wikipedia.com/

Documents

Treapta Biologica a Statiilor de Epurare