epurarea apelor uzate provenite din industria textila

Click here to load reader

Post on 01-Jul-2015

1.309 views

Category:

Documents

15 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

Universitatea Tehnic Gheorghe Asachi din Iai Facultatea de Textile

EPURAREA APELOR UZATE PROVENITE DIN INDUSTRIA TEXTIL

Coordonator tiinific: Prof dr ing. ANDREI BERTEA Doctorand:

Iai 2009

Introduceren ultimii 30 de ani problematica proteciei mediului a devenit o component esenial a strategiei dezvoltrii, precum i un criteriu important n opiunile majoritii consumatorilor. Pn acum, elementele ce in de protecia mediului au fost tratate la nivel tehnologic i managerial. [1] Stabilirea originii i a caracteristicilor calitative ale apelor uzate necesit cunoaterea procesului tehnologic industrial pentru o proiectare judicioas a staiilor de epurare. Deci este necesar cunoaterea originii principalilor aflueni i caracteristicilor lor principale pentru definirea modului de epurare. Apa este un vector important al agenilor de poluare. Dei rspndirea lor prin ap se face cu vitez mai redus dect prin aer ea are torui unele caracteristici ce sporesc impactul agenilor poluani: poate dizolva substane nocive, care capt astfel mobilitate; poate vehicula i substane mai dense, care n aer s-a depune uor; prezint condiii favorabile pentru concentrarea agenilor poluani; fiind cea mai important substan pentru lanurile trofice, poluarea ei poate influena n cel mai nalt grad poluarea. Se deosebesc trei categorii de ape: pentru alimentarea potabil pentru arboristic i piscicultur pentru irigaii n aceste ape se impun concentraii diferite maxime (mg/l), pentru amoniu (NH4), amoniac (NH3), azotai (NO3), azotii (NO2), CO2, Ca, cianuri (CN), clor liber (Cl2), cloruri (Cl), ioni de hidrogen (pH), crom trivalent (Cr), crom hexavalent (Cr), Cu, detergeni anionici, fenoli, hidrogen sulfurat (H2S), Hg, O2, Pb, sodiu (Na), sulfai (SO4), Zn, bacili. Pentru substanele organice se definete consumul biochimic de oxigen (CBO5), mg/l i consumul chimic de oxigen (CCO), mg/l, ultimul prin metoda cu permanganat de potasiu (CCO-Mn) sau bicromat de potasiu (CCO-Cr). n formularea adoptat de Conferina Internaional privind situaia polurii apelor, organizat de O.N.U., poluarea este definit drept modificarea direct sau

2

indirect a compoziiei sau a strii apelor unei surse oarecare, ca urmare a activitii omului, n aa msur nct ele devin mai puin adecvate tuturor sau umai unora dintre utilizrile pe care le pot cpta n stare natural.[2]

Factori i tipuri de poluareFactorii care conduc la poluarea apei sunt numeroi i variai, ei pot fi grupai n urmtoarele categorii:

factori demografici, reprezentai de numrul populaiei dintr-o anumit zon. Sa stabilit ca element de caracterizare a polurii apelor uzate orneti noiunea de locuitor echivalent, care reprezint media pe locuitor a poluanilor organici biodegradabili. Se consider c ncrcarea de poluani determinat de un locuitor mediu corespunde la 60g de CBO5 (consum biochimic de oxigen), 135g CCO (consum chimic de oxigen), 9,9g azot, 3,5g de fosfor;

factori urbanistici, corespunde gradului de dezvoltare al aezrilor urbane; factori industriali sau economici, reprezentai de nivelul de dezvoltare economic i cu precdere industrial a unei regiuni, poluarea fiind direct proporional cu acest nivel. Dei poluarea reprezint un fenomen general, pot fi difereniate mai multe tipuri

de poluare:

poluare biologic, poate fi bacteriologic, virusologic i/sau parazitologic; poluare chimic, reprezentat de ptrunderea n ape a unor substane chimice diverse, de la cele organice uor biodegradabile, pn la cele toxice cu persisten ndelungat i cu remanen;

poluare fizic, cu precdere cu substane radioactive, dar i termic sau determinat de elemente insolubile, plutitoare sau insolubile. [2] Principalele substane nocive ale apelor uzate industriale sunt substanele

organice (exprimate prin CBO5), substanele n suspensie, substanele toxice i metalele grele. Recuperarea substanelor valoroase din apele uzate are ca scop valorificarea acestora i reducerea substanelor nocive evacuate. Exist ape uzate industriale i ape uzate oreneti. Cnd acestea au debite mici, se recomand epurarea lor n comun, dar aceast soluie trebuie bine fundamentat. Dar exist cazuri

3

cnd pentru apele uzate industriale sunt necesare materiale specifice i scumpe. De exemplu apele uzate industriale pot conine substane organice. Ori ncrcarea organic a apelor la staiile de epurare poate provoca deranjamente n funcionarea acestora, deoarece oxigenul este necesar proceselor aerobe, respectiv bacteriilor aerobe, care oxideaz substana organic. Substanele n suspensie plutitoare (iei, uleiuri) mpiedic absorbia de oxigen pe la suprafaa apei i deci autoepurarea, colmateaz filtrele pentru tratarea apei. Substanele n suspensie care se depun pe fundul receptorului (a bazinului de acumulare) ngreuneaz tratarea apei. Acizii i alcalii conduc la distrugerea faunei i florei acvatice, a vaselor pentru navigaie. [4] Srurile anorganice conduc la mrirea salinitii apei i, uneori, pot provoca creterea duritii, care produc depuneri pe conducte mrindu-le rugozitatea i micornd din capacitatea de transport, de transfer a cldurii la boilere. Ca de exemplu sulfatul de magneziu, bicarbonaii i carbonaii solubili. Metalele grele (Pb, Cu, Zn, Cr etc.) au o aciune toxic asupra organismelor acvatice, inhibnd i procesele de epurare (auto), CBO5 i CCO, srurile de azot i fosfor (nutrieni) produc dezvoltarea rapid a algelor. Dar n ultimii ani procesele tehnologice industriale folosesc substane toxice noi (fitofarmaceutice, nitroclorbenzen, etc.) care se determin greu. Substanele radioactive n apa receptorilor sunt stabilite prin legi. Culoarea apei mpiedic absorbia oxigenului i fenomenul de fotosintez n autoepurare. Bacteriile din apele uzate pot fi patogene (bacilus antracis) i produc infectarea receptorilor.

Caracteristicile generale ale apelor uzate, provenite din unitile industriei textileProdusele textile se fabric din materii prime de provenien natural i chimic. n procesul de producie, n special la prelucrarea umed a fibrelor, iau natere cantiti nsemnate de ape uzate, care sunt evacuate n reeaua de canalizare sau n cursuri de ap.

4

Caracterizarea general a apelor uzate, evacuate din industria textil, este foarte complicat pentru motivul c industria textil prelucreaz materii prime de compoziie i de caracteristici foarte diferite, aplicnd i diferite procese tehnologice. Chiar i n aceleai ntreprinderi , compoziia chimic a apelor uzate poate s varieze adeseori datorit schimbrilor intervenite n materia chimic, n coloranii folosii sau n efectuarea unor operaii ale procesului tehnologic. n afar de aceste schimbri posibile mai exist deosebiri principale n caracterul de producie ak diferitelor fabrici, ca o consecin a felului proceselor tehnologice folosite, de exemplu fabrici care produc produse de bumbac, de ln, de in, sau de mtase sau fabrici aplicnd numai procese de filare, esere, albire, vopsire sau nnobilare.[3] Consumul de ap n diferitele ramuri ale industriei textile este dat n tabelul 1. Din aceste date rezult c industria bumbacului folosete aproape tot atta ap ca toate celelalte ramuri textile la un loc. n industria bumbacului, circa 80% din consumul total de ap este folosit n sectorul de finisare, din care peste 60% n albitorii. Consumul de ap n albitoriile de bumbac constituie, deci, circa 14% din consumul total de ap din industria uoar. Tabelul 1. Consumul zilnic de ap n ntreprinderile textile Ramura industrial Ponderea n consumul zilnic de ap, % Bumbac 40 Ln 22 In 21 Mtase 9 Altele 8 TOTAL 100

Procese unitare pentru epurarea a apeiCaracteristicile apei depind n primul rnd de impuritile coninute, acestea putnd s apar sub form de suspensii, de coloizi sau n stare dizolvat. Eficiena, gradul de epurare al apelor uzate, se calculeaz cu relaia:=(M - m) 100 M

unde: M - concentraia iniial a substanei5

m concentraia dup epurare. De obicei, eficiena se calculeaz pentru substanele n suspensie, substanele organice (exprimate n CBO5), oxigen O2, pH i substane toxice. Deoarece impuritile industriale se refer la ncrcarea organic, definit pe baz de CBO5 (lundu-l pe locuitor i pe zi) i la suspensii, este necesar un indicator care s reuneasc aceste date. Astfel este folosit indicatorul locuitori echivaleni, care definete unele caracteristici principale de poluare, n cazul de fa CBO 5 i suspensii, dac se folosesc, bineneles, aceleai uniti de msur. Apele reziduale au debite diferite i concentraii aleatoare n timp, astfel c naintea staiilor de epurare este necesar egalizarea apelor uzate, ceea ce se realizeaz cu bazine de uniformizare, amplasate n amonte la staia de epurare, dar dup staiile de preepurare, destinate ndeprtrii impuritilor insolubile grosiere sau grele (cu grtare, site, deznisipitoare). n bazinele de uniformizare trebuie meninute condiii aerobe i, pentru a evita depunerea de sedimente trebuie s se asigure sisteme de amestecare i aerare, de regul 0.05-0.07 m3/h pentru 1m3 volum de stocare. n funcie de felul impuritilor insolubile, ale cror particulariti existente n apa brut i n funcie de cerinele proceselor tehnologice pentru care urmeaz a fi folosit apa, se aplic diferite metode fizice i chimice pentru tratarea ei.[3]

A. Procese fizice de epurare a apeiProcesele fizice de epurare sunt acelea n care substanele poluante nu sufer transformri n alte substane, avnd la baz principiile:1. Separarea

gravitaional a particulelor grosiere, nedizolvate n ap, sub

influena cmpului gravitaional al Pmntului, prin sedimentare, prin flotaie sau prin centrifugare. Este posibil fenomenul de aglomerare (floconare), flocoanele avnd mase mai mari i care sedimenteaz mai repede. Ca exemplu se prezint fig.1, un decantor, care poate fi cu curgere a apei vertical i orizontal. Eliminarea nmolului din decantor se poate face manual i intermitent. Dup form, decantoarele pot fi circulare i rectangulare. Evacuarea apei limpezite se face prin deversoare.

6