Epurarea apelor uzate provenite din industria chimică în vederea deversării în sistemul de canalizare

1. Descrierea industriei

1.1.1. Industria chimică anorganică

Poluarea apei la nivel mondial este una dintre cele mai grave problemele. Urbanizarea rapidă, industrializarea și creșterea populației au condus la contaminarea severă a majorității resurselor de apă proaspătă cu deșeuri industriale și municipale netratate (Mane și colab., 2015). În funcție de tratamentul mediului construit și reutilizarea apelor uzate a devenit o necesitate absolută pentru a evita poluarea corpurilor de apă dulce (Shivayogimath și Jahagirdar, 2013). Design-ul și operarea, mediile construite au implicații enorme pentru sănătatea umană și viața socială. Scopul este de a dezvolta soluții accesibile, adecvate, creative și inovatoare pentru standardul de calitate a mediului, care să minimizeze impactul negativ al acestora asupra mediului, în timp ce maximizarea impactului economic și social pozitiv. O astfel de soluție de mediu ar trebui să prevină degradarea mediului, și să continue să funcționeze în viitor, fără suprasolicitarea sau diminuare a stratului de resurse critice.

Din punct de vedere al cantităţilor de produse fabricate ,ramura chimiei organice ocupa primul loc în industria chimică . Volumul apelor consumate şi evacuate este ridicat reprezentând câteva zeci sau sute de metri cubi la tonă de produs. Cea mai mare parte din apa este însă consumata pentru răcirea produselor intermediare şi finite, astfel încât nu este impurificata şi poate fi refolosita după răcire.

În industria chimiei anorganice apa este impurificata la spălarea instalaţiilor şi a halelor de fabricaţie, la evacuarea hidraulică a unor nămoluri minerale, precum şi datorită unor defecţiuni tehnologice sau ale instalaţiilor care duc la pierderi de produse utile. Printre impurităţile prezente în apă predomina cele minerale; concentraţia lor este în general scăzută dacă instalaţiile tehnologice sunt corespunzătoare şi bine explorate, cu excepţia însă a fabricilor de soda, de unde se evacuează cantităţi foarte mari de săruri.

Trebuie subliniat că în majoritatea cazurilor fabricile de produse anorganice sunt încadrate în combinate cu profil complex, astfel încât nu se pune problema epurării separate a apelor uzate de la obţinerea unui anumit produs, ci a unui amestec de ape provenite de la diferite fabrici.

Industria chimică anorganică prelucrează materii prime minerale, obţinând substanţe cu mare pondere în producerea altor bunuri de consum, din cele mai diferite ramuri industriale. Apele uzate din industria chimică anorganică se încadrează în 3 categorii principale:

· ape uzate ou impurităţi relativ nenocive, în concentraţii acceptabil de mici pentru evacuarea directă în receptori, având debite de diluţii mari faţă de debitul evacuat;

· ape uzate cu concentraţii de impurităţi suficient de mari pentru a nu permite evacuarea lor direct în receptori, dar prea mici pentru a fi recuperate;

· ape uzate cu concentraţii de impurităţi suficient de mari pentru că recuperarea acestora să fie avantajoasă.

1.1.2. Industria chimică organică

Industria chimică organică reprezintă un complex de industrii care, pornind de la materii prime naturale sau artificiale, mai ales de la substrante simple, pune la dispoziţia consumatorilor produse de sinteză cu proprietăţi foarte diferite, folosite aproape în toate domeniile economice.

În producţia mondială principalele categorii de substanţe organice de sinteză sunt: materialele plastice (inclusiv fibrele sintetice), cauciucul sintetic, agenţii superficiali activi (detergenţi), produsele folosite la combaterea dăunătorilor agricoli, produsele farmaceutice, solvenţii explozivi, coloranţii şi aditivii pentru uleiurile lubrifiante. De asemenea, o pondere însemnată o ocupa producţia substanţelor chimice intermediare, folosite în fabricarea produselor complexe.

O caracteistica a industriei chimice organice este dezvoltarea ei rapidă, deşi se poate spune că practic a luat fiinţă la începutul secolului XX; tehnologiile şi produsele noi au căpătat brusc o mare importanţă economică.

Complexitatea şi caracterul chimic nou al substanţelor fabricate conduc la dificultăţi deosebite în epurarea apelor uzate. Pentru unii impurificatori nu au fost elaborate încă metode adecvate de analiza, ceea ce face uneori imposibilă decelare lor individuală; încă nu este cunoscută în timp acţiunea nocivă asupra faunei şi florei emisarului, ca şi efectul asupra omului, a impurificatorilor deversaţi de la fabricarea substanţelor noi.

Caracteristica dominantă a acestor ape uzate este conţinutul lor în substanţe organice, de aceea procedeele fizice şi chimice clasice de îndepărtare a lor nu sunt cele mai adecvate; pe de altă parte majoritatea compuşilor organici pot fi metabolizaţi de către microorganisme, deci procedeele biologice sunt folosite în mare măsură. Totuşi unii componenţi organici rămân nemodificaţi structural după trecerea prin instalaţiile de epurare biologică, rezistând şi la procesele de autoepurare din râuri. Dintre aceste substanţe nedegradabile unele pot şi materiale toxice, producătoare de spumă, de gust şi miros neplăcut, deci pot avea efect impurificator remarcabil. Complexitatea fenomenelor citate conduce la necesitatea cercetării metodelor celor mai adecvate de epurare pentru fiecare uzină în parte şi face dificilă descrierea unor instalaţii de epurare “tip”, explicând totodată variaţia parametrilor de funcţionare a instalaţiilor descrise în literatură de specialitate.

Aplicarea procedeelor comune (mecano-chimice şi biologice) în epurarea unor ape uzate din industria chimică organică a condus la dificultăţi economice şi de exploatare mai mari decât în alte cazuri. De aceea, cu precădere în acest sector, se cercetează intens introducerea în practică a unor tehnologii specifice: absorbţia pe cărbune activ şi pe alţi absorbanţi, oxidarea catalitică, arderea, extracţia solvent-solvent, etc. (Dr. Ing. Mircea Gh. Negulescu, 1968)

În cele ce urmează sunt descrise ape uzate provenite de la fabricarea principalilor produşi organici, şi anume produsele farmaceutice şi coloranţii.