EPURAREA APELOR UZATE PRIN EPURAREA APELOR UZATE PRIN METODA ZONELOR UMEDEMETODA ZONELOR UMEDE

ÎN CONTEXTUL DEZVOLTĂRII DURABILEÎN CONTEXTUL DEZVOLTĂRII DURABILE

DEFDEFNNITIA ZONELOR UMEDE ITIA ZONELOR UMEDE

Zonele umede sunt Zonele umede sunt “întinderi mlăştinoase şi/sau turboase cu “întinderi mlăştinoase şi/sau turboase cu ape naturale sau artificiale, permanente sau temporare, stătătoare ape naturale sau artificiale, permanente sau temporare, stătătoare sau curgătoare, dulci, salmastre sau sărate, la care se adaugă sau curgătoare, dulci, salmastre sau sărate, la care se adaugă întinderile marine a căror adâncime, la maree joasă, nu depăşesc întinderile marine a căror adâncime, la maree joasă, nu depăşesc 6 m”6 m”. .

ORGANIZAŢIA COOPERĂRII ŞI DEZVOLTĂRII ECONOMICE ORGANIZAŢIA COOPERĂRII ŞI DEZVOLTĂRII ECONOMICE (OCDE) ţinând cont de factorii “amplasării” (ţărm sau interiorul (OCDE) ţinând cont de factorii “amplasării” (ţărm sau interiorul uscatului), salinităţii (apă dulce sau sărată) şi “vegetaţia uscatului), salinităţii (apă dulce sau sărată) şi “vegetaţia dominantă” (terenuri mocirloase, mlaştini sau turbării) distinge dominantă” (terenuri mocirloase, mlaştini sau turbării) distinge următoarele categorii de “zone umede”: următoarele categorii de “zone umede”:

1. Mlaştini interioare de apă dulce.1. Mlaştini interioare de apă dulce. 6. Mlaştini împădurite.6. Mlaştini împădurite.

2. Mlaştini interioare de apă sărată.2. Mlaştini interioare de apă sărată. 7. Preerii umede, 7. Preerii umede,

3. Turbării.3. Turbării. 8. Mlaştini costiere sărate8. Mlaştini costiere sărate

4. Tundre4. Tundre 9. Mangove9. Mangove

5. Mlaştini cu arbuşti5. Mlaştini cu arbuşti 10. Mlaştini costiere de apă 10. Mlaştini costiere de apă

dulce dulce

Pe plan mondial tehnica “ZONELOR UMEDE” a fost folosită Pe plan mondial tehnica “ZONELOR UMEDE” a fost folosită pentrupentru prima dată în prima dată în deceniul al şaselea al secolului trecut deceniul al şaselea al secolului trecut în Europa şi în deceniul al optulea în SUA.în Europa şi în deceniul al optulea în SUA. Aşadar există, în Aşadar există, în acest domeniu, o experienţă de circa 40 de ani în care au acest domeniu, o experienţă de circa 40 de ani în care au fost efectuate numeroase studii şi cercetări şi sfost efectuate numeroase studii şi cercetări şi s--au realizat au realizat un număr mare de aplicaţii pe tot cuprinsul mapamondului. un număr mare de aplicaţii pe tot cuprinsul mapamondului.

Practica mondială a metodei „zonelor umede” a pus în Practica mondială a metodei „zonelor umede” a pus în evidenţă posibilitatea folosirii acestei metode pentru:evidenţă posibilitatea folosirii acestei metode pentru:

Epurarea apelor uzate menajer;Epurarea apelor uzate menajer;

Decontaminarea levigatului din depozitele de deşeuri Decontaminarea levigatului din depozitele de deşeuri urbane; urbane;

Decontaminarea apelor provenite din exploatările miniereDecontaminarea apelor provenite din exploatările minierede cărbuni şi de metale.de cărbuni şi de metale.

Aplicabilitatea metodei zonelor umede este susţinută de un Aplicabilitatea metodei zonelor umede este susţinută de un argument deosebit de important al protecţiei mediului argument deosebit de important al protecţiei mediului natural: natural: păstrarea terenurilor naturalepăstrarea terenurilor naturale cu pământuri cu pământuri umede a căror frecvenţă şi suprafaţă, datorită dezvoltării umede a căror frecvenţă şi suprafaţă, datorită dezvoltării agriculturii şi a necesităţilor tot mai mari de spaţiu agriculturii şi a necesităţilor tot mai mari de spaţiu construibil şiconstruibil şi--au redus, în ultima sută de ani, în mod au redus, în ultima sută de ani, în mod esenţial valorile cantitative.esenţial valorile cantitative.

Al doilea argument îl constituie necesitatea reducerii Al doilea argument îl constituie necesitatea reducerii consumurilor de resurse, de energie şi de forţa de consumurilor de resurse, de energie şi de forţa de muncămuncă în paralel cu întoarcerea la natură şi la valorile ei în paralel cu întoarcerea la natură şi la valorile ei tradiţionale fapt pentru care biotehnologiile vor avea, în tradiţionale fapt pentru care biotehnologiile vor avea, în viitor, un rol esenţial şi decisivviitor, un rol esenţial şi decisiv în activitatea inginerească. în activitatea inginerească.

La ora actuală sunt cunoscute două tipuri de La ora actuală sunt cunoscute două tipuri de sisteme sisteme

inginereştiinginereşti cu denumirea cu denumirea „zone umede„zone umede” folosite pentru ” folosite pentru

epurarea apelor uzate:epurarea apelor uzate:

Zone umede Zone umede prinprin curgere curgere de suprafaţăde suprafaţă;;

Zone umede Zone umede prinprin curgere în curgere în substratsubstrat (stratul suport).(stratul suport).

„Zonele umede” „Zonele umede” prinprin curgere de suprafaţăcurgere de suprafaţă reprezintă bazine reprezintă bazine

superficiale care conţin, la partea inferioară, o umplutură de sol, turbă superficiale care conţin, la partea inferioară, o umplutură de sol, turbă

sau orice alt fel de material, în care se pot dezvolta plantele cu sau orice alt fel de material, în care se pot dezvolta plantele cu

rădăcini. În aceste „zone umede” apa curge, în cea mai mare parte, în rădăcini. În aceste „zone umede” apa curge, în cea mai mare parte, în

zona situată deasupra stratului suportzona situată deasupra stratului suport..

„Zonele umede” bazate pe curgerea de suprafaţă mai sunt denumite „Zonele umede” bazate pe curgerea de suprafaţă mai sunt denumite

zone cu apă liberă sau „zone umede” aerobe.zone cu apă liberă sau „zone umede” aerobe. Apa se deplasează cu Apa se deplasează cu

o vitezăo viteză mică pe toată suprafaţa zonei umede, deasupra stratului mică pe toată suprafaţa zonei umede, deasupra stratului

suport. Stratul de apă de la suprafaţa curgerii se găseşte în condiţii suport. Stratul de apă de la suprafaţa curgerii se găseşte în condiţii

aerobe de curgere iar stratul de apă inferior, inclusiv cel din substrat, se aerobe de curgere iar stratul de apă inferior, inclusiv cel din substrat, se

găseşte în condiţii anaerobe.găseşte în condiţii anaerobe.

„„Zonele umede” Zonele umede” prinprin curgere în substratcurgere în substrat sunt constituitesunt constituite,, pe tope toaattă ă înălţimea dintrînălţimea dintr--un material permeabil (un amestec de pământ, nisip, un material permeabil (un amestec de pământ, nisip, pietriş şi eventual piatră spartă) ca substrat de creştere a plantelor pietriş şi eventual piatră spartă) ca substrat de creştere a plantelor hidrofile şi de circulaţie a apelor uzate.hidrofile şi de circulaţie a apelor uzate.

Datorită curgerii apelor uzate, printrDatorită curgerii apelor uzate, printr--o zonă anaerobă, procesele o zonă anaerobă, procesele de epurare vor fi, în principal, de tip anaerob (fermentare).de epurare vor fi, în principal, de tip anaerob (fermentare). În acelaşi În acelaşi timp însă, vegetaţia de suprafaţă, suplimentează oxigenul din substrat timp însă, vegetaţia de suprafaţă, suplimentează oxigenul din substrat prin intermediul rădăcinilor, furnizând astfel oxigen microorganismelor prin intermediul rădăcinilor, furnizând astfel oxigen microorganismelor aerobe aflate în zona rădăcinilor. În acest fel, se va forma şi o zonă aerobe aflate în zona rădăcinilor. În acest fel, se va forma şi o zonă de epurare de tip aerob. Acţiunea cumulată a proceselor anaerobe şi de epurare de tip aerob. Acţiunea cumulată a proceselor anaerobe şi a celor aerobe vor conduce la creşterea intensităţii şi eficienţei a celor aerobe vor conduce la creşterea intensităţii şi eficienţei epurării apelor uzate (Dusel şi Pawlewski 2004) faţă de „zonele epurării apelor uzate (Dusel şi Pawlewski 2004) faţă de „zonele umede” cu curgere de suprafaţă. umede” cu curgere de suprafaţă.

„Zonele umede” pot reduce:„Zonele umede” pot reduce:

•• conţinutul de particule solide în suspensie (MS);conţinutul de particule solide în suspensie (MS);

•• consumul biochimic de oxigen (CBOconsumul biochimic de oxigen (CBO55););

•• consumul chimic de oxigen (CCO);consumul chimic de oxigen (CCO);

•• cantitatea de compuşi organici (resturi alimentare, materii cantitatea de compuşi organici (resturi alimentare, materii

fecale), inclusiv hidrocarburi polimerice şi produse petroliere;fecale), inclusiv hidrocarburi polimerice şi produse petroliere;

•• compuşi anorganici (ca de exemplu metalele).compuşi anorganici (ca de exemplu metalele).

Obiectivul “zonelor umede”este:Obiectivul “zonelor umede”este:

•• Respectarea limitelor înscrise în HG Respectarea limitelor înscrise în HG 188188/200/20022;;

•• Respectarea limitelor înscrise în Respectarea limitelor înscrise în HG 352/2005HG 352/2005..

Tabel 1Valori limită admisibile conform HG 352/2005

Nr. crt.Indicatorul de calitate U.M.

Valorile limită admisibile

Metoda de analiză4)

A. Indicatori fizici

1. Temperatura1) 0C 35 -

B. Indicatori chimici

2. pH unităţi pH 6,5-8,5 SR ISO 10523-97

Pentru Fluviul Dunărea 6,5-9,0

3. Materii în suspensie (MS)2) mg/dm3 35,0 (60,0) STAS 6953-81

4. Consum biochimic de oxigen la 5 zile (CBO5)

2)

mg O2/dm3 25,0 SR EN 1899-2/2002

5.Consum chimic de oxigen - metoda cu dicromat de potasiu (CCOCr

-)2

Mg O2/dm3 125,0 SR ISO 6060-96

6. Azot amoniacal (NH4+)6) mg/dm3 2,0(3,0) SR ISO 5664:2001

SR ISO 7150-1/2001

7. Azot total (N)6) mg/dm3 10,0(15,0) SR EN ISO 13395:2002

8. Azotaţi (NO3-)6) mg/dm3 25,0(37,0) SR ISO 7890-2:2000;

SR ISO 7890-3:2000SR ISO 7890/1-98 pentru apa de mare: STAS 12999-91

9. Azotiţi (NO2-)6) mg/dm3 1 (2,0) SR EN 26777:2002 pentru apa de mare: STAS 12754-89

10. Sulfuri şi hidrogen sulfurat (S2-) mg/dm3 0,5 SR ISO 10530-97SR 7510-97

11. Sulfiţi (SO32-) mg/dm3 11,0 STAS 7661-89

12. Sulfaţi (SO42-) mg/dm 600,0 STAS 8601-70

13. Fenoli antrenabili cu vapori de apă (C6H5OH)

mg/dm3 0,3 SR ISO 6439:2001;SR ISO 8165/1/00

14. Substanţe extractibile cu solvenţi organici mg/dm3 20,0 SR 7587-96

15. Produse petroliere5) mg/dm3 5,0 SR 7877/1-95SR 7877/2-95

Procese fizice, chimice şi microbiologice cu caracter epurator care se petrec în zonele umede “prin curgere de suprafaţă”.

Procese fizice, chimice şi fitologice cu caracter Procese fizice, chimice şi fitologice cu caracter epurator care se petrec în “zonele umede epurator care se petrec în “zonele umede prinprin

curgere în substrat”curgere în substrat”

„Zonele umede pentru epurarea apelor uzate” reprezintă „Zonele umede pentru epurarea apelor uzate” reprezintă construcţii inginereşticonstrucţii inginereşti proiectate şi realizate în scopul proiectate şi realizate în scopul folosirii condiţiilor hidrologice, biologice, fizice şi chimice folosirii condiţiilor hidrologice, biologice, fizice şi chimice oferite de mediul umed, mlăştinos, turbos, în scopul oferite de mediul umed, mlăştinos, turbos, în scopul obţinerii, la ieşire, a unei ape cu calităţi cât mai apropiate obţinerii, la ieşire, a unei ape cu calităţi cât mai apropiate de cele naturale. de cele naturale.

Secţiune şi vedere în plan printrSecţiune şi vedere în plan printr--o „zonă umedă”o „zonă umedă”

cu curgere în substrat cu curgere în substrat

Spre EmisarIntrare

Tub PVC

Tub PVCriflat

Vegetatie submersa

Pietris si piatra sparta

Camin de prea - plin

SPECIILE DE PLANTESPECIILE DE PLANTE

În “zona umedă” se vor semăna plantele ce urmează să În “zona umedă” se vor semăna plantele ce urmează să constituie elementul biologic ce realizează epurarea apei. Desimea constituie elementul biologic ce realizează epurarea apei. Desimea acestor plante se află în relaţie direct proporţională cu eficienţaacestor plante se află în relaţie direct proporţională cu eficienţaepurării. epurării.

Principalele plante care trebuie cultivate sunt următoarele: Principalele plante care trebuie cultivate sunt următoarele:

Phragmites communis Phragmites communis (stuf)(stuf) Euphorbia palustrisEuphorbia palustris (alior de baltă)(alior de baltă)

Typha angustifolia Typha angustifolia şi şi Typha Typha latifolia latifolia (papură)(papură)

Polygonum lapathifoliumPolygonum lapathifolium şi şi Polygonum amphibiumPolygonum amphibium (troscut de (troscut de apă), apă),

Carex acutiformis Carex acutiformis şi şi Carex ripariaCarex riparia(rogoz)(rogoz)

Sparganium ramosumSparganium ramosum (buzdugan)(buzdugan)

Scirpus lacustrisScirpus lacustris (pipirig)(pipirig) Butomus umbellatusButomus umbellatus (roşăţea)(roşăţea)

Glyceria aquaticaGlyceria aquatica (mana de apa) (mana de apa) Valeriana officinalisValeriana officinalis (odolean) (odolean)

Mentha aquaticaMentha aquatica (menta de apă)(menta de apă) Equisetum arvenseEquisetum arvense (coada calului) (coada calului)

ARANJAREA SPECIILOR DE PLANTE ÎN ARANJAREA SPECIILOR DE PLANTE ÎN “ZONA UMEDĂ”“ZONA UMEDĂ”

Curgerea trebuie asigurată fie prin imprimarea unei pante „zonei Curgerea trebuie asigurată fie prin imprimarea unei pante „zonei umede”, fie prin crearea unui gradient hidraulic utilizând o structură variabilă a umede”, fie prin crearea unui gradient hidraulic utilizând o structură variabilă a substratului (de exemplu prin creşterea permeabilităţii substratului către zona substratului (de exemplu prin creşterea permeabilităţii substratului către zona de ieşire sau prin scăderea, în aceiaşi zonă, a desimii plantelor) fapt care face de ieşire sau prin scăderea, în aceiaşi zonă, a desimii plantelor) fapt care face ca nivelul apei să fie mai mic la ieşirea din patul zonei umede. ca nivelul apei să fie mai mic la ieşirea din patul zonei umede.

Concentraţiile medii ale afluentului şi procentul de depoluare

pentru trei tipuri de ape uzate.

Poluant

Apă uzată menajer Apă uzată în urma exploatărilor miniereLevigat din depozit de gunoaie

menajere

Concentraţia

afluentuluiProcent dedepoluare

Concentraţia

afluentuluiProcent dedepoluare

Concentraţia

afluentuluiProcent dedepoluare

Fe - - 10 - 1000mg/l 80 – 90+% 51 mg/l 98%

Al - - 1 - 100mg/l 90+% - -

Cd 10 μg/l 50 – 60% 50 – 1000mg/l 75 – 90+% - -

Cu 50 μg/l 50 – 60% 1 – 100mg/l 80 – 90+% 30 μg/l 89%

Mn - - 2 – 25mg/l - - -

Ni - - - - 65 μg/l 82%

Pb 50 μg/l 50 – 60% 0,5 – 10mg/l 80 – 90+% 13 mg/l 100%

Zn 300 μg/l 50 – 60% 10 - 1000mg/l 75 – 90+% - -

CCO 20 - 100mg/l 67 – 80% - - 70 mg/l 95%

Materii solide înSuspensie (MS)

30 mg/l 67 – 80% - - - -

Amoniu

Nitrogen15 mg/l 62 – 84% - - 230 mg/l 91%

Nitrogen

Total20 mg/l 69 – 76% - - - -

Fosfor

Total4 mg/l 48% - - 1,9 mg/l 99%

Sulfaţi - - 1000 – 10000 mg/l 10 – 30% - -

AVANTAJE ŞI DEZAVANTAJEAVANTAJE ŞI DEZAVANTAJE

Zone umede prin curgere de suprafaţă

Avantaje Dezavantaje

Costuri reduse de construcţie faţă de sistemele prin curgere în

substrat precum şi faţă de sistemele de epurare obişnuite.

Eficienţă mai redusă a depoluării faţă de metoda cu curgereîn substrat.

Eficienţă ridicată pentru epurarea apelor încărcate cumaterii solide în suspensie

Riscuri de expunere ecologică şi umană datorită apei

uzate aflate la suprafaţa terenului.

Control bun al fluxului de apă uzată (mult mai bun decât încazul zonelor formate prin curgere în substrat).

Durata depoluării este mai lungă decât în cazul metodelorconvenţionale.

Mediu mult mai propice pentru viaţa sălbatică oferind unbun habitat pentru plante şi viaţă sălbatică.

Mirosurile şi insectele pot fi o problemă datorită suprafeţei de

apă statică.

Răspunde pe deplin obiectivelor dezvoltării durabile a

mediului înconjurător

Iarna este un important impediment în eficienţa funcţională

a sistemului.

Zonele umede formate prin curgere în substrat

Avantaje Dezavantaje

Eficienţă mare a depoluării apelor uzate pe unitatea desuprafaţă.

Necesită o suprafaţă mai mare decât la metoda prin curgerede suprafaţă.

Costuri mai reduse de construcţie şi de întreţinere faţă desistemele clasice de epurare

Depoluare în timp mai îndelungat faţă de metodeleconvenţionale de epurare

Costuri reduse de funcţionare faţă de cazul sistemelor princurgere de suprafaţă

Costurile de construcţie sunt mai mari faţă de sistemele cucurgere de suprafaţă

Riscuri ecologice minime datorită absenţei unei expuneri la mediulÎnconjurător

Apele uzate puternic încărcate cu materii solide pot blocacurgerea apelor. Se recomandă intercalarea unor decantoare

Mirosurile şi insectele sunt eliminate deoarece nivelul apei este

sub suprafaţa terenului

Întreţinerea şi exploatare este mai costisitoare decât în cazul

sistemelor prin curgere de suprafaţă.

Oferă un habitat ideal pentru plante şi viaţă sălbatică. Deci răspundeideal la dezideratul de DEZVOLTARE DURABILĂ

Iarna este un important impediment în eficienţa funcţională

a sistemului.

VALOAREA INVESTIŢIILOR VALOAREA INVESTIŢIILOR

ÎN “ZONELE UMEDE”ÎN “ZONELE UMEDE”

Costul zonelor umede include, în primul rând, Costul zonelor umede include, în primul rând, preţul terenuluipreţul terenului pe care se pe care se

va realiza zona umedă. Aceste costuri diferă de la ţară la ţară şi în cadrul va realiza zona umedă. Aceste costuri diferă de la ţară la ţară şi în cadrul

aceleiaşi ţări de la o localitate la localitate şi deci sunt greu de evaluat.aceleiaşi ţări de la o localitate la localitate şi deci sunt greu de evaluat.

Costurile de amenajareCosturile de amenajare,, în SUA, pentru o aceiaşi apă uzată (ca debit şi în SUA, pentru o aceiaşi apă uzată (ca debit şi

calitate) variază astfel:calitate) variază astfel:

-- pentru zonele umede prin curgere de suprafaţăpentru zonele umede prin curgere de suprafaţă

între între 17.500 17.500 –– 56.000 lei RON/1000 m56.000 lei RON/1000 m22;;

-- pentru zonele umede prin curgere în substratpentru zonele umede prin curgere în substrat

între între 70.000 70.000 –– 105.000 lei RON/1000 m105.000 lei RON/1000 m22; ;

Costurile de întreţinere, exploatare etc.Costurile de întreţinere, exploatare etc. anualeanuale se apreciază a fi:se apreciază a fi:

-- pentru o zonă umedă cu curgere de suprafaţăpentru o zonă umedă cu curgere de suprafaţă

între între 580 şi 3500 lei RON/1000 m580 şi 3500 lei RON/1000 m22;;

-- pentru o zonă umedă cu curgere prin substratpentru o zonă umedă cu curgere prin substrat

între între 1050 şi 1900 lei RON/10001050 şi 1900 lei RON/1000 mm22..

CONCLUZIICONCLUZII

1. Metoda „zonelor umede” este o metodă de epurare deja folosită1. Metoda „zonelor umede” este o metodă de epurare deja folosităîn lume pe scară largă. Cele mai numeroase aplicaţii ale acestei în lume pe scară largă. Cele mai numeroase aplicaţii ale acestei metode sunt în SUA. Există de asemenea, un număr foarte mare de metode sunt în SUA. Există de asemenea, un număr foarte mare de aplicaţii şi în Europa. Experienţa aplicării datează de circa 40 de ani.aplicaţii şi în Europa. Experienţa aplicării datează de circa 40 de ani.

2.2. Din analiza documentară făcută, noi considerăm că, în RomâniaDin analiza documentară făcută, noi considerăm că, în Româniaaceastă metodă se poate aplica, cu costuri mai mici decât în sistemul această metodă se poate aplica, cu costuri mai mici decât în sistemul clasic, pentru:clasic, pentru:

•• epurarea apelor uzate menajer provenite din unele localităţi epurarea apelor uzate menajer provenite din unele localităţi rurale care au sub 5.000 de locuitori echivalenţi;rurale care au sub 5.000 de locuitori echivalenţi;

•• decontaminarea levigatului provenit din depozitele de gunoaie decontaminarea levigatului provenit din depozitele de gunoaie menajere şi stradale ale localităţilor;menajere şi stradale ale localităţilor;

•• epurarea apelor uzate provenite de la unităţile agrozootehnice;epurarea apelor uzate provenite de la unităţile agrozootehnice;•• decontaminarea apelor de mină şi a celor provenite din staţiiledecontaminarea apelor de mină şi a celor provenite din staţiile

de flotare a minereurilor metalifere. de flotare a minereurilor metalifere.

VVĂ MULTUMESC !Ă MULTUMESC !

FONDUL SOCIAL EUROPEAN Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară nr. 3 „Creşterea adaptabilităţii lucrătorilor şi a întreprinderilor” Domeniul major de intervenţie 3.2. „Formare şi sprijin pentru întreprinderi şi angajaţi pentru promovarea adaptabilităţii” Titlul proiectului: : „COPMED – COMPETENTE PENTRU PROTECTIA MEDIULUI” Contract nr. POSDRU/81/3.2./S/52242 Proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 –„Investeşte în oameni!