Epurarea apelor uzate

Abia atunci s-a trecut la realizarea de staţii de epurare.

Principiul constructiv al unei staţii de epurare a apelor uzate

Deşi diferă prin dimensiuni şi tehnologii folosite, cea mai mare parte a staţiilor de epurare a apelor uzate orăşeneşti au o schemă constructivă apropiată. Există şi unele realizate pe verticală, tip turn, dar majoritatea sunt pe orizontală. Ocupă relativ mult teren, dar o parte din instalaţii se pot realiza în subteran, cu spaţii verzi deasupra.

Distingem o treapta primară - mecanică; o treaptă secundară- biologică; şi la unele staţii o treapta terţiară - biologică, mecanică sau chimică.

Treapta primară constă din mai multe elemente succesive:

Grătarele rare reţin corpurile plutitoare şi suspensiile grosiere (bucăţi de lemn, textile, plastic, pietre etc.). De regulă sunt grătare succesive cu spaţii tot mai dese între lamele. Curăţarea materiilor reţinute se face mecanic. Ele se gestionează ca şi gunoiul menajer, luând drumul rampei de gunoi sau incineratorului

Gratarele dese au rol identic grătarelor rare, dar au ochiuri dese, reţinând solide cu diametru mai mic.

Deznisipatoarele si separatoarele de grasimi sau decantoarele pentru particule grosiere asigură depunerea pe fundul bazinelor lor a nisipului şi pietrişului fin şi altor particule ce au trecut de site, dar care nu se menţin în ape liniştite mai mult de câteva minute. Nisipul depus se colectează mecanic de pe fundul bazinelor şi se gestionează ca deşeu împreună cu cele rezultate din etapele anterioare, deoarece conţine multe impurităţi organice.Tot aici are loc colectarea grăsimilor care se gestionează ca un deșeu.

Decantoarele primare sunt longitudinale sau circulare şi asigură staţionarea apei timp mai îndelungat, astfel că se depun şi suspensiile fine. Se pot adăuga în ape şi diverse substanţe chimice cu rol de agent de coagulare sau floculare, uneori se interpun şi filtre. Spumele şi alte substanţe flotante adunate la suprafaţă (grăsimi, substanţe petroliere etc) care nu au fost reținute în totalitate în separatoarele de grăsimiș se reţin şi înlătură ("despumare") iar nămolul depus pe fund se colectează şi înlătură din bazin (de exemplu cu lame racloare susţinute de pod rulant) şi se trimite la metantancuri, dar nu înainte de a fi preîngroșat mecanic si chimic.

Treapta secundară constă şi ea din mai multe etape:

Aerotancurile (reactorul biologic) sunt bazine unde apa este amestecată cu "nămol activ" ce conţine microorganisme ce descompun aerob substanţele organice. Se introduce continuu aer pentru a accelera procesele biochimice.

Decantoarele secundare sunt bazine în care se sedimentează materialele de suspensie formate în urma proceselor complexe din aerotancuri. Acest nămol este trimis la metantancuri iar gazele (ce conţin mult metan) se folosesc ca şi combustibil de exemplu la centrala termică si la producerea energiei electrice.

Treapta terţiară nu există la toate staţiile de epurare. Ea are de regulă rolul de a înlătura compuşi în exces (de exemplu nutrienţi- azot şi fosfor) şi a asigura dezinfecţia apelor (de exemplu prin clorinare sau dezinfectie cu UV) . Această treaptă poate fi biologică, mecanică , chimică sau combinată, utilizând tehnologii clasice precum filtrarea sau unele mai speciale cum este absorbţia pe cărbune activat, precipitarea chimică etc. Eliminarea azotului în exces se face biologic, prin nitrificare (transformarea amoniului în azotit şi apoi azotat) urmată de denitrificare, ce transformă azotatul în azot ce se degajă în atmosferă. Eliminarea fosforului se face tot pe cale biologică, sau chimică.

În urma trecerii prin aceste trepte apa trebuie să aibă o calitate acceptabilă, care să corespundă standardelor pentru ape uzate epurate. Dacă emisarul nu poate asigura diluţie puternică, apele epurate trebuie să fie foarte curate. Ideal e să aibă o calitate care să le facă să nu mai merite numite "ape uzate" dar în practică rar întâlnim aşa o situaţie fericită. Pe de o parte tehnologiile de epurare se îmbunătăţesc, dar pe de altă parte ajung în apele fecaloid-menajere tot mai multe substanţe care nu ar trebui să fie şi pe care staţiile de epurare nu le pot înlătura din ape.

În final apa epurată este restituită în emisar - de regulă râul de unde fusese prelevată amonte de oraş. Ea conţine evident încă urme de poluant, de aceea este avantajos ca debitul emisarului să fie mare pentru a asigura diluţie adecvată.

Alte soluţii propun utilizarea pentru irigaţii a apelor uzate după tratamentul secundar, deoarece au un conţinut ridicat de nutrienţi. Acest procedeu e aplicabil dacă acele ape nu conţin toxice specifice peste limitele admise şi produsele agricole rezultate nu se consumă direct. În acest caz nu mai este necesară treapta a III-a şi nu se mai introduc ape în emisar (fapt negativ din punct de vedere al debitului dar pozitiv pentru calitate, deoarece apele epurate nu sunt niciodată cu adevărat de calitate apropiată celor naturale nepoluate antropic). Se experimentează şi utilizarea apelor uzate ca sursă de apă potabilă, desigur cu supunerea la tratamente avansate de purificare.

Nămolul din decantoarele primare şi secundare este introdus în turnuri de fermentaţie, numite metantancuri. De obicei sunt rezervoare de beton armat de mari dimensiuni, unde se asigură temperatură relativ ridicată, constantă, şi condiţii anaerobe, în care bacteriile fermentează nămolul şi descompun substanţele organice până la substanţe anorganice, rezultând un nămol bogat în nutrienţi şi gaze care, conţinând mult metan, se utilizează ca şi combustibil.