Referat BiotehnologiiBiotehnologii utilizate in epurarea apelor uzate -filtrarea

Student:Rotaru Andreea Valentina Profesor coordonator:Isopencu GabrielaBiotehnologii utilizate in epurarea apelor uzate filtrarea

Aplicatiile biotehnologiilor in epurarea apelor uzate constau in utilizarea microorganismelor pentru indepartarea diferitilor poluanti. Epurarea biologica este una dintre metodele cele mai eficiente de indepartare a poluantior organici biodegradabili din apele uzate si de stabilizare namolurilor rezultate. In acest domeniu au fost realizate numeroase cercetari care au condus la aparitia de noi tehnologii si la descoperirea de cai de indepartare pe cale biologica a compusilor toxici sau refractari, rezultati in special din activitatile industriale. Lucrarea prezinta pe scurt procesele biologice cele mai utilizate si impactul descoperirilor din biotehnologie in domeniu.Epurarea biologica, reclasificata in ultimii ani ca biotehnologie, este una dintre metodele cele mai eficiente de indepartare a poluantior organici biodegradabili din apele uzate si de stabilizare a namolurilor rezultate. Procedeele biologice de epurare utilizeaza activitatea metabolica a unor grupe de microorganisme capabile sa degradeze substantele organice pana la dioxid de carbon si apa. Degradarea materiei organice se realizeaza prin utilizarea ei ca hrana pentru microorganisme, iar diversitatea microorganismelor care au capacitatea de a descompune poluantii este foarte mare.Au fost realizate numeroase cercetari in domeniul microbiologiei proceselor biologice in scopul cunoasterii si intelegerii mecanismelor acestora, a microorganismelor implicate si a rolului acestora in proces. Astfel, sunt cunoscute in prezent o multitudine de microorganisme care determina functionarea necorespunzatoare a bioreactoarelor. Au fost descoperite insa si microorganisme care au condus la realizarea de noi tehnologii de epurare, precum si microorganisme care pot indeparta poluantii xenobiotici.Biotehnologii utilizate in epurarea apelorPoluantii principali din apele uzate sunt suspensii solide, compusi organici biodegradabili, compusi organici volatili, compusi xenobiotici recalcitranti, metale toxice, nutrienti, agenti patogeni si paraziti.Epurarea clasica a apelor uzate are ca obiectiv indepartarea suspensiilor solide si materiilor organice, precum si agenti patogeni si paraziti. In ultimul timp insa, datorita restrictiilor impuse pentru protejarea mediului, se fac eforturi si pentru indepartarea nutrientilor, mirosurilor, compusilor organici volatili, metalelor si substantelor toxice.Epurarea biologica este un proces flexibil care se poate adapta usor la o multitudine de ape uzate, concentratii si compozitii. De obicei, procesele biologice sunt precedate de o treapta fizica de epurare care are rolul de a retine substantele sedimentabile, sunt urmate de o decantare secundara - procese fizice - destinata retinerii produsilor rezultati din epurarea biologica si de o treapta de dezinfectie inainte de deversarea apei epurate in emisar.Comunitatea microbiologica din epurarea apelor uzate este complexa. Principalele responsabile de epurarea biologica sunt bacteriile, dar un rol important il au si fungii, algele, protozoarele si organisme superioare. Pentru a fi active microorganismele au nevoie de sursa de carbon sienergie. Factorii care influenteaza procesul biologic sunt: timpul de contact sau timpul de traversare a obiectului tehnologic in care se desfasoara procesul biologic, temperatura, pH-ul, oxigenul, incarcarea obiectului tehnologic cu ape uzate (dilutie), cu namol, nutrienti, prezenta inhibitorilor de proces, conditiile hidrodinamice ale procesului - omogenizare si amestecare. Epurarea biologica se desfasoara corepunzator intr-o gama destul de restransa a parametrilor: pH= 6-10, incarcare organica 4:1, grasimi si uleiuri < 50 mg/l, poluanti inhibitori < 10 mg/l. De asemenea, apele uzate pot fi tratate biologic daca exista suficiente substante nutritive (azot si fosfor), adica unraportC:N:P = 10:5:1. De obicei apele uzate menajere satisfac acest lucru. Pentru buna functionare a procesului microbian sunt necesari si ioni anorganici cum ar fi de Na, Ca, Mg, K, Fe, Cu, Co. Filtrarea este procedeul de trecere a apelor printr-un mediu poros, unde particulele de mici dimensiuni aflate in suspensie sunt retinute.Functie de dimensiunea porilor filtrului acesta poate retine particule cu dimensiuni mai mari sau mai mici. In consecinta avem filtre grosiere si filtre foarte fine. La filtrele grosiere retinerea particulelor se face simplu in sensul ca particulele cu dimensiuni mai mari decat pori vor fi retinute. In cazul unor filtre foarte fine retinerea particulelor in filtru este un proces mult mai complex aparand o serie de fenomene fizico chimice ce depind de caracteristicile materialului filtrant si de natura particulelor aflate in suspensie in apele uzate.Curgerea prin medii filtrante poroase se desfasoara in conditii de curgere laminara atat in conditiile initiale cand filtrul este curat cat si dupa ce filtru a fost partial colmatat de catre suspensiile retinute de catre filtru. Deci curgerea are loc in conditiile legii lui Darcy.Din categoria filtrelor grosiere mentionam gratarele si sitele. Acestea servesc la retinerea particulelor grosiere si care daca ar ajunge in fazele superioare ale epurarii arderanja buna functionare aintregului proces de epurare.Gratarele servesc la retinerea din apa a impuritatilor de mari dimensiuni care ar putea duce la blocarea pompelor sau a vanelor.Acestea sunt de fapt o retea de bare cu grosimi cuprinse intre 0,8 1,2 cm asezate la o distanta intre ele de 1,2 6 cm si pozitionate inclinat la 30 900grade fata de orizontala. Viteza de intrare a apei pe gratare este de 0,3 1 m / sec. Datorita faptului ca materialele plutitoare raman depuse pe gratare, acestea trebuie periodic curatate, pentru a nu obtura gratarul.Sitele sunt utilizate pentru retinerea suspensiilor de dimensiuni mijlocii si se caracterizeaza prin marimea ochiului sitei ce depinde de dimensiunea suspensiilor ce doresc a fi retinute. De regula sunt realizate din plase de sarma din otel inoxidabilsau cupru, dar pot fi si site din tabla gaurita. Si aceste site trebuiesc curatite periodic pentru ca altfel depunerile obtureaza orificiile si scade debitul apei spre statia de epurare.Cele mai fine particule aflate in suspensie in apele uzate sunt retinute de catre filtre. Cele mai utilizate sunt filtrele care au ca si materiale de filtrare granule de diverse materiale si dimensiuni. Cele mai simple filtre sunt cele ce au ca si material filtrant nisipul cuartos, se pot utiliza si alte materiale atunci cand se doreste retinerea doar a unor anumite substante in suspensie.Din punct de vedere al vitezei de trecere al apei prin filtru vom avea:Filtre lente cu viteze de filtrarecuprinse intre 0,1 si 0,6 m/h;Filtre rapide cu viteza de trecere a apei prin filtru cuprinsa intre 3 si 6 m/h.Filtrele din punct de vedere al presiunii fluidului pot fi de doua categorii si anume:Filtre cu presiune;Filtre cu presiune atmosferica.Avand in vedere ca filtrele dupa o anumita perioada de functionare se colmateaza, respectiv porii din filtru sunt obturati de catre suspensiile depuse, este necesara atunci cand pierderea de sarcina pe filtru este prea mare sa se procedeze la curatirea filtrului.Filtre de nisipFiltrele de nisip sunt destinate numai epurrii apelor uzate. Apele uzate se scurg prin solul nisipos cu intemiten lsnd posibilitatea aerisirii acestuia. Aplicarea acestei tehnologii impune existena unui sol nisipos.Conductele de ap uzat se amplaseaz pe digurile care nconjoar parcelele de nisip. Fiecare parcel se umple cu ap uzat timp de 515 minute, pn la o nlime de 50100 mm, ceea ce corespunde cu 5001000 m3/ha, de mai multe ori pe zi. Se realizeaz, astfel, o ncrcare superficial de 0,82,1 m3/m2*or pentru o granulaie a nisipului de 0,2 mm, sau 8,412,5 m3/ m2*or n cazul nisipului de 0,5 mm. Dac n 4 ore nu s-a infiltrat apa n nisip se scoate parcela din funciune, se ateapt uscarea i se ndeprteaz nmolul format. Dup un timp de exploatare de 1015 ani stratul de nisip este complet colmatat i se nlocuiete nisipul sau se abandoneaz filtrul. La o adncime de circa 1 metru se amplaseaz conducte de drenaj pentru evacuarea apei purificate. Iarna se introduce ap sub stratul de ghea, iar pentru asigurarea aerisirii se impune perforarea acestuia n mai multe locuri, figura 1.