(P) Aplicarea biotehnologiilor in statiile modulare de epurare

Statiile modulate-compacte sunt destinate epurarii apelor uzate provenite de la comunitati de mici dimensiuni, hoteluri izolate de munte, tabere militare, santiere de constructii etc. Trebuie mentionat faptul ca pentru o statie mica de epurare, compacta-modulata, nu se poate respecta o tehnologie clasica asa cum se aplica la statile municipale cu multi locuitori echivalenti. In acest caz se considera o tehnologie mai simpla, sigura, cu mai putine procese unitare succesive.

Totodata bazinele destinate separarii fazelor, precum si cele in care se desfasoara procese biologice sunt concepute astfel incat sa asigure separarea buna a particulelor, respectiv viteze maxime de reactie. Decantoarele sunt de tip cu placi paralele inclinate care sa permita separarea foarte buna a namolului din mediul apos.

Aspecte generale ale biotehnologiei

Conditiile de conceptie, proiectare si realizare a statiilor compacte de epurare a apelor uzate sunt foarte dure:
1. dimensiuni limitate de conditiile de transport pe trailer pana la locul de amplasare si racordare la reteaua de canalizare;
2. eficienta ridicata de epurare deoarece, de cele mai multe ori, apa epurata se poate deversa in cursuri la conditiile NTPA 013 mult mai dure decat cele cuprinse in NTPA 001;
3. fiabilitate si anduranta ridicata;
4. consum redus de energie;
5. functionare automata fara interventia operatorului, dar cu revizia periodica a unei echipe de intretinere care face mentenanta preventiva dupa grafic;
6. utilizarea unor materiale rezistente la uzura prin coroziune chimica si biochimica;
7. izolatie termica pentru evitarea inghetarii apei;
8. statia trebuie sa faca fata atat la eliminarea produsilor pe baza de carbon cat si pe baza de azot si fosfor pentru a elimina riscul eutrofizarii cursurilor naturale.

Citeste si:

Cercetatorii americani vor sa "terraformeze" planeta Marte

In general, biotehnologiiile utilizate in aceste statii sunt de tip aerob cu pelicula atasata unor suprafete solide... Cerinta de baza este asigurarea unei suprafete mari de contact intre apa uzata si pelicula biologica atasata suportului solid.

Sistemul de atasare a unei pelicule biologice aerobe pe suporturi mobile permite asigurarea unei mari suprafete de contact. Prin miscarea acestor suporturi mobile, generata de sistemul de aerare cu bule medii, se favorizeaza contactul dintre pelicula biologica si materia organica din apa si transferul de masa dintre mediul biologic si oxigenul din apa.

Intre procesul de epurare cu namol activ si cel din filmul biologic sunt deosebiri structurale. In procesul cu namol activ floconul este unitatea structurala de baza care contine toate speciile comunitatii din lantul trofic necesare inlaturarii substantelor organice; in procesul cu film biologic speciile sunt organizate in lungul tehnologiei de epurare, in sensul reactiilor succesive de degradare a materiei organice, astfel ca apa uzata, pe masura descompunerii substantelor organice, in fiecare etapa a desfasurarii fenomenului biochimic intalneste bacteriile urmatoare din lantul trofic.

Citeste si:

Sigur NU le stiai! Zece lucruri SOCANTE despre apa

Pelicula biologica utilizeaza o succesiune de comunitati biologice stabilite la diferite niveluri ale filmului si asociate cu diferite grade de epurare.

Microorganismele din filmul biologic sunt mai usor adaptabile la socurile incarcarii organice datorita acestei succesiuni ale asociatiilor populatiilor biologice existente in pelicula. In tehnologiile de epurare cu namol activ amestecul polifazic, ce contine flocoane, trebuie sa fie mereu agitat pentru a le mentine in stare de suspensie, ceea ce conduce la un consum ridicat de energie. In procesele cu film biologic pelicula este fixata pe o suprafata solida, dura, dar se consuma o cantitate de energie pentru pompajul si imprastierea apei uzate pe suprafata filmului biologic.

In raport cu procedeul cu namol activ cel cu pelicula biologica are urmatoarele avantaje:
- Activitate biologica superioara;
- Randamentul de epurare creste prin recircularea namolului;
- Economie de energie;
- Repopularea rapida a peliculei dupa desprinderea filmului;
- Exploatare simpla
- Adaptare la socurile de incarcare in materie organica .

Cand microorganismele din filmul biologic mor pelicula se fragmenteaza, se desprinde de pe suportul solid si este antrenata de curentul lichid. Materialul celular distrus este retinut in decantorul secundar sub forma de namol.

Pentru realizarea procesului de degradare biochimica in pelicula biologica apare necesitatea respectarii urmatoarelor cerinte de baza:
- Crearea unei suprafete mari de contact, pentru materialul solid inert pe care sa se fixeze pelicula biologica, trebuie sa fie caracterizata printr-o suprafata specifica ridicata;
- Aprovizionarea cu oxigen trebuie sa se faca cu un debit corespunzator asigurarii conditiilor aerobe necesare procesului biochimic;
- Tratabilitatea biologica a apei uzate trebuie sa corespunda populatiei microbiene.

Mediul biologic utilizat in reactoarele microstatiei este de tip aerob. In functionare apare un procedeu mixt (hibrid) in ceea ce priveste tehnologia utilizata. Pe langa pelicula biologica atasata suportului fix sau mobila se formeaza in mediul apos si flocoane de namol activ. In acest mod mediul biologic hibrid contribuie la o eficienta ridicata de degradare microbiana a materiilor organice din mediul apos.

Astfel, corpurile de umplutura se caracterizeaza prin:
- Suprafata specifica de contact – raportul dintre suprafata exterioara a corpurilor de umplutura si volumul lor. Pentru o epurare cat mai eficienta a apelor uzate este necesar ca acest parametru sa fie cat mai mare posibil;
- Permeabilitatea – parametru ce apreciaza posibilitatea scurgerii fluidelor prin spatiile dintre corpurile de umplutura. Avand in vedere grosimea peliculei biologice, spatiul necesar de curgere a apei uzate si a aerului, interstitiile trebuie sa fie de minimum 10 mm.
- Porozitatea – trebuie sa fie suficient de mare pentru a permite schimbul substantelor in exces din biomasa si o circulatie corecta a aerului in interiorul biofiltrului. Este de precizat ca porozitatea ε scade cu reducerea diametrului echivalent al corpurilor de umplutura. Porozitatea si rugozitatea materialului de umplutura joaca un rol important in fixarea si oxidarea peliculei biologice. Un filtru bun asigura un compromis intre suprafata specifica s maxima si porozitatea ε suficienta pentru a permite evacuarea biomasei si circulatia optima a fazelor;
- Uniformitatea mare a materialului de umplutura – permite o permeabilitate ridicata si favorizeaza dispersia aerului si a materiei organice in pelicula biologica;
- Rezistenta mecanica – trebuie sa corespunda preluarii sarcinii de compresiune, in special daca corpurile stau la baza constructiei ce lucreaza prin tehnologia peliculei biologice; depinde direct de greutatea specifica a materialului de umplutura;
- Rezistenta chimica – este impusa de necesitatea mentinerii formei si a grosimii corpurilor de umplutura. Corpurile se cer a fi construite din materiale inerte care nu trebuie sa intre in reactie chimica cu apa, constituentii din apa uzata sau cu enzimele biochimice generate de pelicula biologica;
- Costurile – reprezinta un parametru deosebit de important in achizitionarea corpurilor de umplutura.

Statiile de epurare monobloc au avantajul de a fi gata pregatite pentru instalare in locul dorit de utilizator. Ele se transporta pe trailer direct de la fabricant si se racordeaza rapid la canalizarea utilizatorului.

Aceste statii de epurare nu pot sa fie concepute dupa schemele clasice de succesiune a proceselor unitare, asa cum este cazul SEAU urbane pentru debite mari. In cazul lor se adopta o tehnologie simplificata in functie de compozitia apei uzate si concentratia principalilor poluanti (organici, anorganici).

Tehnologia de epurare bazata pe elementele mobile, are ca principiu de baza dezvoltarea si fixarea unei populatii de bacterii pe un suport de plastic intens aerat, eliminand necesitatea recircularii namolului activat. Datorita miscarii permanente de revolutie si a formei rotunde nu se permite aderarea namolului, fiind un mediu necolmatabil si autocuratitor. Biofilmul se dezvolta in special pe suprafata interna a suportului, unde este protejat. Elementele purtatoare se gasesc in toata masa de lichid si sunt antrenate in miscare de catre bulele de aer ce realizeaza oxigenarea apei uzate. In cadrul tehnologiei trebuie acordata o atentie deosebita sistemului de aerare. Un sistem de oxigenare, situat la baza bazinului asigura mentinerea in suspensie a elementelor purtatoare. Folosind aceasta tehnologie nu vor exista probleme de colmatare si pot fi tratate ape cu mari incarcari organice.

Bibliografie

[1]. Droste, R.L. Theory and Practice of Water and Wastewater Treatment. New York: John Wiley and Sons, 1996;
[2]. Heijnen, J.J., Weberl, H., Mathematical modelling of biofilm structures, 2002;
[3]. Metcalf and Eddy, Inc. Wastewater Engineering: Treatment and Reuse, fourth edition. New York: McGraw-Hill, 2003;
[4]. Robescu, D., Lanyi, Sz., Robescu, Diana, Constantinescu, I., Verestoy, A., Wastewater treatment. Technologies, installations and equipment. Editura tehnica, Bucuresti, 2001.
[5]. Robescu, D., Lanyi, Sz., Robescu, Diana, Verestoy, A., Fiabilitatea proceselor, instalatiilor si echipamentelor pentru tratarea si epurarea apelor. Editura tehnica, Bucuresti, 2003.
[6]. Robescu Diana, Modelarea proceselor biologice de epurare a apelor uzate, Editura Politehnica Press, 2009;
[7]. Rojanschi, Vladimir, Bran, Sorina, Protectia si ingineria mediului, Editura Economica Bucuresti, 1997.

Vezi intregul articol accesand link-ul http://biotehnologia.ro/site/?page_id=106

Despre autor:

Redactia 9am

Mai multe