Sistem pentru epurarea si reciclarea apei uzate menajere din zonele rurale



I. Introducere

Īn Romānia , cele mai multe dintre clădirile din mediul rural nu dispun de posibilitatea de a se conecta la un sistem de canalizare centralizat. Cele mai multe dintre acestea au o toaletă īn curtea din spate, unde WC-ul este situat deasupra unei gropi săpate īn pămānt. Acestea sunt așa-numitele latrine. Cand materiile fecale sunt depozitate acolo, acestea se descompun prin fermentație, solul si apa fiind afectate. In cazul in care cladirea este alimentata cu apa curenta sunt folosite si sisteme septice tradiționale, care produc un efluent de tratare anaerobă la fel de poluant pentru sol

Conform directivei Consiliului 91/271/EEC din 21 mai 1991 privind epurarea apelor uzate urbane, modificată şi completată de Directiva Comisiei 98/15/EC īn 27 februarie 1998, transpusa in legislatia romaneasca prin Hotarārii Guvernului nr.188/2002 pentru aprobarea normelor privind conditiile de descarcare ale apelor uzate in mediul acvatic, modificata si completata cu Hotarārea Guvernului nr. 352/2005 pentru aglomerările cu mai putin de 2000 l.e. şi mai puţin de 10.000 l.e. din zonele costiere, īnainte de evacuarea īn apele receptoare, este necesar să se realizeze ”o epurare corespunzatoare”, care să aibă īn vedere condiţiile locale.

De asemenea, pentru aglomerările cu mai puţin de 2000 l.e., care sunt localizate īn zone de deal sau zone de munte, condiţiile geo-morfologice şi climatice necesită soluţii specifice şi individuale: staţii de epurare mici, epurarea naturală īn lagune sau alte metode de epurare neconvenţionale.

Sistemul pentru epurarea si reciclarea apei uzate care utilizează un proces aerob de digestie la folosirea inventiei ,,Fosa septica cu autodrenare ,, reprezinta o astfel de metoda.

Simplitatea solutiei tehnice creeaza premiza obtinerii unor costuri reduse de fabricatie a sistemului.

Spre deosebire de sistemul septic tradițional, digestia aerobă produce un efluent de īnaltă calitate care poate iriga la radacina plantele de pe raza campului de percolare dar care poate fi si colectatat, sterilizat și folosit pentru irigare de suprafață.


Sistemul este alcatuit dintr-un rezervor circular si o teava de drenaj care se continua spre suprafata solului printr-o teava de absortie a aerului , datorita efectului cos de fum creat de teava de ventilatie a canalizarii interioare a cladirii (STAS1795-87) sau de o teava exterioara de diametru mai mare decat teava prin care aerul este absorbit. Teava de drenaj, care strapunge peretii rezervorului , are pe partea inferioara a circumferintei, fante dreptunghiulare, intrerupte la baza, creindu-se astfel un canal de scurgere. Deasupra tevii de drenaj se afla teava de apa uzata, cu descarcare pe teava de drenaj. Intreg asamblu este amplasat intr-un camp de percolare

  1. teava de absortie

  2. teva de drenaj cu fante

  3. canal de scurgere

  4. fante

  5. camp de percolare

  6. rezervor

  7. teva apa uzata



III. Functionare

Procesul este continuu si constă din :


1. Pre-tratament mecanic prin care se retin in rezervor grasimile si solidele cu dimensiuni mai mari decat fantele. La caderea apei uzate care intra in fosa, pe teava de drenaj, datorita efectului Coanda partea lichida se prelinge pana la fante unde apa patrunde in teava de drenaj curgand apoi pe canalul de scurgere al tevii de drenaj in afara fosei.

2. Aerare, prin teava de absortie , datorita efectului cos de fum creat de teava de ventilatie a canalizarii interioare a cladirii (STAS1795-87) sau de o teava exterioara cu diametru mai mare decat teava de absotie, care asigura conditiile ca organismele aerobe din sol sa digere deșeurile biologice din apa uzata.

Dezinfectarea este opțională, și este utilizată īn cazul īn care este necesar un efluent steril, distribuit deasupra solului.

Sistemul foloseste filmul fix de biomasa din campul de percolare

Sistemul , cu film fix, utilizeaza mediu granular din campul de percolare care oferă un pat pentru care sprijina filmul de biomasă. Sistemul utilizează media staționara, și debitul variabil al apelor uzate, astfel īncāt filmul este scufundat și expus la aer in mod alternativ . Biomasa este expusa atāt apelor uzate cat și aerului pentru digestie aerobă. Grasimile lichide, datorita coeziunii moleculare, se preling pe exteriorul tevii in fosa. La fiecare depasire a nivelului tevii drenaj, de catre apa din interiorul fosei, si iesirea acesteia in campul de percolare uleiurile, grăsimile si corpurile organice sunt retinute datorita  vascozităţii sau dimensiunilor mai mari decat fantele tevii de drenaj si macerate prin agitare de catre apa uzata in cadere. Aceastea sunt descompuse  de microorganismele aerobe activate de aerul pompat natural prin teava de ventilatie a canalizarii .Digestia este  amplificată de miscarii materiei organice si microorganismelor aerobe datorită   turbulenţei  mărite de  prezenţa tevilor si fantelor  la fluxurile si refluxurile de apa. Dupa descompunere, acestea patrund in campul de percolare prin canalul de scurgere al tevii de drenaj.   

Cāmpurile de percolare, realizează epurarea apelor prin intermediul a două procese principale, şi anume:

        - filtrarea superficială a apei supuse tratamentului, prin care suspensiile solide sunt īnlăturate prin reţinere īn porii patului de pietris. Avānd īn vedere că suspensiile solide reţinute sunt atāt de origine minerală cāt şi biologică, rezultă că prin procesul de filtrare superficială se elimină şi o parte semnificativă din īncărcarea organică a apei supuse tratamentului;

          - digestia aerobă a īncărcării poluante dizolvate a apei supuse tratamentului, prin care materia organică dizolvată (cuantificată prin CBO) precum şi azotul amoniacal şi organic sunt transformate biochimic de către o peliculă biologică de organisme aerobe care se formează pe suprafeţele materialului granular . Aerarea īn interiorul stratului granular este intensificată atāt de convecţia cauzată de mişcarea de infiltrare a apei prin mediul granular, cāt şi de difuzia aerului de la suprafaţa paturilor īn interiorul straturilor de material granular prin adsorbţie pe mediile poroase reprezentate de acestea.

            Oxidarea biochimică a materiei organice este īnsoţită de dezvoltarea culturii bacteriene, adică īngroşarea peliculei biologice.

            Camp de percolare cu fose tip E



 Biodegradarea si dezintegrarea  compusilor organici este continuata de către microorganismele aerobe din sol, activate suplimentar de aerul absorbit .

             Dacă terenul de bază pe care se construieşte patul de infiltrare este impermeabil, atunci patul de infiltrare este realizat direct pe terenul de bază, fără nici un fel de izolaţie, īn timp ce dacă terenul de bază pe care se construieşte patul de infiltrare este permeabil, atunci patul de infiltrare se izolează faţă de terenul de bază cu o membrană impermeabilă.

             Valoarea de dimensionare la īnfinţarea cāmpurilor de percolare este de cca. 1,5 m2/locuitor echivalent al obiectivului .           

Performanţele care se obţin cu instalaţiile de epurare cu cāmpuri de infiltrare-percolare sunt următoarele:

            - reduceri ale CBO5 (sub 25mg/l), CCO (sub 90mg/l), şi suspensiilor solide SS (sub 30mg/l) īn efluentul rezultat din instalaţie;

    - nitrificare virtual completă;

            - denitrificare limitată, valorile obţinute fiind diferite īn funcţie de tipul de instalaţie şi anume: reducerea cantităţii de azot cu pānă la 40% īn instalaţiile cu flux vertical .

           - reducerea fosforului este relativ ridicată (circa 60-70%), īn primii 3-4 ani de funcţionare.

           - posibilitatea eliminării contaminării cu bacteriile din fecale, dacă există o īnălţime suficientă a stratului de material granular şi dacă filtrarea se realizează cāt mai uniform īn stratul granular, fără trasee preferenţiale (se obţin reduceri de 1000 de ori a numărului de bacterii fecale pentru fiecare 1 m de grosime a stratului de material granular).

Apa epurată  este absorbită in final  in straturile  laterale si superioare de sol si eliminata prin vaporizare si transpiratia plantelor irigate.

Sunt instalate si functioneaza fara probleme de aproape doi ani, peste o suta de sisteme.