Tabelul 3(continuare)
5.2. Calitatea apei pentru industria alimentara 5.2.1. Conditii de calitate ale apei potabile Apa potabila este apa buna de baut care îndeplineste anumite conditii de calitate si nu afecteaza starea de sanatate a consumatorilor. Calitatile pe care trebuie sa le îndeplineasca apa, pentru a putea fi folosita, depind de destinatia ei (apa potabila, apa industriala). Conditiile de potabilitate ale apei în tara noastra sunt stabilite prin STAS -ul 1342/1991. Acestea se refera la caracteristicile organoleptice (senzoriale), fizice, chimice (generali si toxici), radioactive, bacteriologice si biologice. 5.2.1.1. Caracteristicile organolepticeCaracterele organoleptice (senzoriale) au o importanta deosebita deoarece nerespectarea lor face apa improprie pentru consum si determina modificari calitative produselor alimentare în care este utilizata pe parcursul procesarii. Indicatorii organoleptici ai apei potabile sunt mirosul si gustul. Mirosul apei este determinat de prezenta unor substante poluante în exces cum ar fi: substante organice (NH3, H2S), pesticide, detergenti, diferite vietuitoare etc. Apa potabila este inodora. Standardul admite cel mult miros de gradul 2 care este slab si sesizat doar de persoane avizate. Gustul apei este determinat de substantele minerale si gazele dizolvate. Absenta unor concentratii minime de substante minerale si gaze (O2, CO2) va determina un gust fad, neplacut apei. Excesul unor substante minerale conduce la modificarea gustului. Astfel, fierul si cuprul produc gust metalic, astringent; clorurile -sarat; sarurile de calciu - salciu; sarurile de magneziu - amar. Excesul de dioxid de carbon produce gust acrisor, iar cel de hidrogen sulfurat, respingator. Mucegaiurile si purinul produc gust sarat, iar fecalele gust dulceag. Standardul admite o intensitate a gustului care nu trebuie sa depaseasca gradul 2 pe o scara de apreciere de la 0 la 5. 5.2.1.2. Caracteristicile fiziceCaracterele fizice se refera la culoare, turbiditate, temperatura, concentratia ionilor de hidrogen (pH) si conductivitatea electrica. Culoarea apei este data de substantele dizolvate în apa, care pot proveni din sol (ex. substantele humice) sau sunt urmarea poluarii acesteia. Conform standardului apa potabila nu trebuie sa depaseasca 15 grade de culoare, cu limita exceptionala de 30 de grade pe scara etalon platina - cobalt. Turbiditatea apei se datoreaza particulelor de origine organica si/sau anorganica insolubile, aflate în suspensie. Din punct de vedere igienic, importanta turbiditatii rezida din aspectul neplacut imprimat apei, care creeaza suspiciunea de impurificare si de risc pentru consumatori, dar si din faptul ca particulele în suspensie pot fi suport pentru microorganisme. Conform standardului apa trebuie sa prezinte o turbiditate de maximum 5 grade, cu limita exceptionala de 10 grade pe scara etalon cu dioxid de siliciu. Temperatura apei influenteaza direct consumatorul. Apa prea rece produce tulburari digestive si favorizeaza îmbolnavirea organismului, iar cea prea calda, datorita continutului scazut de gaze dizolvate, are gust neplacut, da senzatia de voma si nu satisface senzatia de sete. Normativele legale admit o temperatura cuprinsa între 7-15șC, cu o maxima de cel mult 22șC si în mod exceptional, temperatura naturala a apei. Concentratia ionilor de hidrogen (pH-ul) reprezinta un indicator global de apreciere a calitatii apei, care, în functie de natura poluantilor, înregistreaza valori spre acid sau alcalin, influentând direct mirosul, gustul si capacitatea de autoepurare a acesteia. Valorile admise pentru acest indicator sunt cuprinse între 6,5 si 7,4, iar în mod exceptional de 8,5. Conductivitatea electrica este direct proportionala cu gradul de mineralizare al apei. O mineralizare prea mare a apei are influente negative asupra organelor interne ale consumatorului, în cazul unui consum prelungit. Standardul prevede ca limita admisa exceptional 3000 S/cm (Siemens). 5.2.1.3. Caracteristicile chimiceCaracterele chimice se refera la prezenta a numeroase substante chimice în apa.Conform STAS -ului 1342/1991, indicatorii chimici ai apei potabile sunt împartiti în chimici generali (tabelul 4) si chimici toxici (tabelul 6).Indicatorii chimici generali sunt reprezentati de un numar de 20 de conditii (tabelul 4), în care sunt cuprinse substante indezirabile (detergenti, fenoli, hidrogen sulfurat, fosfati, cloruri etc.), micropoluanti chimici organici si substante indicatoare de poluare (substante organice, amoniac, nitrati etc.).
Tabelul 4 Indicatori chimici generali ai apei de baut
Tabelul 4 (continuare)
Tabelul 4 (continuare)
* Valorile sunt valabile numai pentru ape din surse
subterane, provenite de la adâncimi mai mari de ** Clorul rezidual liber trebuie sa reprezinte minim 80% din clorul rezidual total. *** În cazul când concentratia sulfatilor (SO42-) depaseste 250 mg/dm3, concentratia maxima admisa pentru magneziu (Mg2+) este de 30 mg/dm3. Pentru indicatorii chimici generali STAS -ul 1342/1991 prevede concentratii admise si concentratii admise exceptional. Nivelul concentratiilor se exprima în mg/dm3 apa si înregistreaza valori de la zero (amoniac, azotati, sulfuri si hidrogen sulfurat) pâna la 1200 (reziduu fix). Duritatea apei este data de sarurile de calciu si magneziu aflate în solutie, care pot fi carbonati, cloruri, sulfati, nitrati, fosfati sau silicati. Aceasta poate fi temporara, determinata de carbonati, care dispar prin fierbere, sau permanenta, determinata de celelalte saruri de calciu si magneziu, care nu dispar prin fierbere. Duritatea apei se masoara în trei sisteme: german, francez si englez. Corelatia dintre cele trei sisteme de masura a duritatii este redata în tabelul 5.
Tabelul 5Corelatia între gradele de duritate ale apei
Reziduul fix la 105șC reprezinta totalitatea substantelor (organice si neorganice) depuse prin încalzirea la aceasta temperatura. În cazul unei valori mari a reziduului fix (la 105șC) apa prezinta modificari ale însusirilor organoleptice si fizico-chimice. Standardul pentru apa potabila admite valori de 100-800 mg/dm3, iar ca limita admisa exceptional valori de 30-1200 mg/dm3. Pentru animale, în absenta altor surse de apa, se pot admite si apele puternic mineralizate (3500 mg/dm3), cu conditia ca acestea sa fie acceptate (Decun, 1992). Clorul rezidual este reprezentat de clorul ramas în exces în apa supusa dezinfectiei dupa 30 de minute de contact dintre clor si apa. Acesta se poate exprima în acid hipocloros sau hipoclorit, care poarta numele de clor liber si cloramina (mono si dicloramina), care se numeste clor legat. Clorul rezidual se exprima în mg/dm3 apa. Prezenta clorului în apa supusa dezinfectiei are o importanta sanitara deosebita deoarece indica faptul ca s-a introdus o cantitate suficienta de clor si ca reteaua de distribuire este integra. Conform STAS -ului pentru apa potabila, clorul rezidual liber, în apa dezinfectata prin clorinare, trebuie sa fie în concentratie de 0,1-0,25 mg/dm3. În situatii deosebite, când se impune cresterea concentratiei de clor, se admit concentratii maxime de pâna la 0,50 mg/dm3. Indicatorii chimici toxici sunt reprezentati de 15 conditii (tabelul 6) în care sunt cuprinse aminele aromatice, metalele grele, azotatii, hidrocarburile policiclice aromatice, cianurile, pesticidele, trihalometani si uraniu natural. Tabelul 6Indicatorii chimici toxici ai apei de baut
* Metodele de analiza sunt conform instructiunilor Ministerului Sanatatii. Indicatorii chimici prevazuti în tabelele 4 si 6 nu sunt limitati, putând fi completati cu orice indicator chimic existent în apa potabila, aparuta într-un anumit teritoriu si anumit sistem de purificare si distributie, cu conditia ca acesta sa fie aprobat de catre Ministerul Sanatatii. Pentru indicatorii chimici toxici sunt prevazute numai concentratii admise, exprimate în mg/dm3 apa sau μg/dm3 apa.
5.2.1.4. Caracteristicile radioactive Indicatorii radioactivi se refera la activitatea globala alfa si beta, iar în cazul în care sunt depasite concentratiile admise si admise exceptional se impune obligatoriu determinarea activitatii fiecarui radionuclid. Valorile maxime admise pentru indicatorii radioactivi
corespund unui aport al apei potabile la
doza pentru populatie de 5 mrem/an si la
un consum zilnic de Activitatea globala alfa si beta, maximum admisa, se stabileste în functie de aportul însumat maxim al radionuclidului strontiu 90 beta radioactiv (tabelul 7). Tabelul 7Activitatea globala alfa si beta admisa pentru apa potabila
a Nu include activitatea radonului si tritiului. b În cazul în care, concentratiile admise sunt depasite, este necesara determinarea activitatii specifice a radionuclizilor prevazuti în tabelul 7. c 1Bq = 27 pCl. Indicatorii de radioactivitate specifici ai radionuclizilor din apa potabila sunt prezentati în tabelul 8.
Tabelul 8 Indicatorii de radioactivitate specifici ai radionuclizilor din apa potabila
a 1mg potasiu 40 are activitatea de 0,21Bq. b Metodele de analiza sunt conform instructiunilor Ministerului Sanatatii. c1mg uraniu natural (contine toti izotopii sai naturali) are activitatea de 25,35Bq. d1 μg toriu natural are activitatea de 0,041 Bq. e Prezenta radionuclizilor artificiali nu este permisa în sursele subterane de apa potabila.
5.2.1.5. Caracteristicile bacteriologice Indicatorii bacteriologici ai apei acceptati, pe baza recomandarilor OMS, în majoritatea tarilor sunt: germenii mezofili aerobi, bacteriile coliforme, streptococii fecali si bacteriofagii (tifici vi si coli). Germenii mezofili aerobi sunt reprezentati de bacteriile care se dezvolta pe geloza uzuala, la 37șC în 24-48 de ore. Acestia au fost alesi ca indicator de potabilitate deoarece se cunoaste ca între numarul acestora si probabilitatea prezentei germenilor patogeni (proveniti de la om si animale) este o relatie pozitiva. Cu cât o apa are un numar total de germeni aerobi mezofili (N.T.G.M.A.) mai mare, cu atât va fi mai mare probabilitatea (si deci riscul) prezentei în apa a unor agenti patogeni (bacterii, virusuri, ciuperci, agenti parazitari). Valoarea N.T.G.M.A. se exprima prin numarul de unitati formatoare de colonii la un centimetru cub de apa (U.F.C./cm3). Valoarea N.T.G.M.A. admisa pentru apa potabila variaza în functie de sursa: - la apa furnizata de instalatiile centrale urbane si rurale cu sisteme de dezinfectie este sub 20, atât în punctele de intrare în reteaua de distributie, cât si în punctele din reteaua de distributie; - la apa furnizata de instalatiile centrale urbane si rurale fara sisteme de dezinfectie este sub 100, atât la punctele de intrare în retea, cât si în punctele din reteaua de distributie; - la apa furnizata de sursele locale (fântâni, izvoare) este sub 300. Bacteriile coliforme cuprinde grupul de specii Gram - negative, lactozo-pozitive, intestinale (Escherichia coli, Citrobacter, Klebsiella, Arizona, Enterobacter), care se afla în numar mare în fecale si au o durata de supravietuire în apa apropiata de cea a germenilor patogeni nesporulati. Deoarece o parte din bacteriile coliforme (E. coli) sunt prezente doar în intestin (fecale) la om si la animalele homeoterme, iar restul pot fi întâlnite în mediul extern si fara o contaminare fecala, standardul de potabilitate a apei prevede cerinte distincte pentru numarul admis de bacili coliformi totali si numarul de bacili coliformi fecali (E. coli intestinal). Numarul probabil de bacterii coliforme se raporteaza la 100 cm3 de apa. Limitele prevazute de normele de potabilitate sunt: - zero germeni coliformi totali pentru sistemele de aprovizionare în care apa livrata se dezinfecteaza; - sub 3 pentru instalatiile centrale urbane si rurale în care apa nu se dezinfecteaza; - sub 10 pentru sursele locale (fântâni, izvoare) de aprovizionare cu apa. Numarul probabil de bacterii coliforme termotolerante (coliformi fecali) la 100 cm3 apa, maxim admis este zero pentru apa livrata în instalatii centrale si de sub 2 pentru sursele locale de aprovizionare cu apa. Streptococii fecali (enterococii) fiind tipuri specifice pentru om si animale, cu rezistenta mai mare în mediul extern comparativ cu bacteriile coliforme si cu variabilitate scazuta furnizeaza date asupra sursei de poluare. Numarul probabil de streptococi fecali/100 cm3 apa maxim admis este de zero pentru apa livrata de instalatiile centrale si de sub 2 pentru apa din sursele locale de aprovizionare cu apa. Bacteriofagii enterici sunt folositi numai ca indicatori de poluare, care arata cert originea intestinala si nu ca indicatori specifici. Tot ca indicatori de poluare în apele superclorinate, în caz de boli hidrice, pot fi folositi germenii sulfitoreducatori, care sporuleaza în conditii neprielnice de mediu si care au o viabilitate mare în apa. Indicatorii bacteriologici ai apei potabile sunt prezentati în tabelul 9. Tabelul 9 Indicatorii bacteriologici ai apei potabile
a UFC - unitati formatoare de colonii. b În 95% din probele analizate în cursul anului, în cazul debitelor mari si a unui numar suficient de recoltari. Ocazional, fara a depasi 5% din probele analizate si niciodata în recoltari consecutive, se admite max. 3/100 cm3. c În 95% din probele analizate în cursul anului, în cazul debitelor mari si a unui numar suficient de recoltari. Ocazional, fara a depasi 5% din probele analizate si niciodata în recoltari consecutive, se admit sub 10/100 cm3.
5.2.1.6. Caracteristicile biologice Indicatorii biologici au o mare stabilitate, indicând calitatea apei, nu numai în momentul analizei, ci si pe o perioada lunga de timp. Pentru a se putea interpreta conditiile biologice impuse de STAS -ul 1342/1991 se impune definirea notiunilor de plancton, tripton si seston. Planctonul este reprezentat de organismele libere din masa apei. Triptonul este reprezentat de continutul abiotic al apei format din detritus organic si/sau mineral, resturi vegetale, resturi de insecte si animale (par, pene, fir de lâna etc.). Sestonul este format din planctonul si triptonul apei. Conform STAS - ului, conditiile biologice ale apei se refera la: - seston, care nu trebuie sa depaseasca 1 cm3/m3 apa în instalatiile centrale si 10 cm3/m3 apa în sursele locale; - organismele animale, vegetale si particulele vizibile cu ochiul liber, organismele indicatoare de poluare si organismele daunatoare sanatatii (oua de geohelminti, protozoare intestinale parazite etc.), care trebuie sa lipseasca; - organismele care, prin înmultire în masa apei, modifica caracterele organoleptice si/sau fizice ale acesteia, care trebuie sa lipseasca sau sa fie foarte rare; - organismele animale microscopice, care nu trebuie sa depaseasca 20 /dm3 apa; - triptonul de poluare format din resturile fecaloide sau industriale, care trebuie sa fie absent. Suplimentar se va avea în vedere: - raportul dintre fito- si zooplancton, care pentru apele potabile trebuie sa fie mai mare de 10; - raportul dintre organismele cu clorofila si cele fara clorofila (calculat dupa formula: (B/A+B)X100; în care: A = organismele cu clorofila, iar B = organismele fara clorofila) dupa a carui valori apa poate fi considerata: - curata, daca valoarea raportului este între 0 si 8; - slab poluata, daca valoarea raportului este între 8 si 20; - poluata, daca valoarea raportului este între 20 si 60; - intens poluata, daca valoarea raportului este între 60 si 100. Indicatorii biologici ai apei potabile conform STAS -ului sunt prezente în tabelul 10. Tabelul 10 Indicatorii biologici ai apei potabile
a Organismele care se admit în exemplare izolate se vor stabili de catre Ministerul Sanatatii.
5.2.2. Controlul calitatii apei Conform prevederilor normelor internationale elaborate de OMS, potabilitatea apei depinde de factorii fizici si chimici, de absenta substantelor toxice si de eliminarea organismelor patogene. În tara noastra supravegherea apei potabile se face pe baza a doua tipuri de programe, unul continuu si altul periodic, care se efectueaza conform Normelor metodologice pentru supravegherea sanitara a calitatii apei de baut, aprobate prin Ordinul Ministerului Sanatatii numarul 1193/1996. Controlul continuu de rutina este efectuat de producatorii de apa, în sistem public sau privat în laboratoarele uzinale ale acestora, obligatoriu autorizate de Inspectoratele de Politie Sanitara si Medicina Preventiva, ca reprezentant local al Autoritatii Nationale de Sanatate Publica. Acest control se executa la nivelul sursei, a sectoarelor de tratare si de stocare si la nivelul sistemelor (instalatiilor) de aprovizionare cu apa si are drept scop livrarea de apa potabila consumatorilor. Controlul periodic este efectuat, de autoritatea locala de sanatate publica si consta în inspectia sanitara si determinari de laborator pentru întregul sistem de aprovizionare cu apa, (sursa, sectorul, statia de tratare, de aductie, de stocare si de distribuire). Inspectoratele de Politie Sanitara si Medicina Preventiva judetene elaboreaza, pe baza Normelor metodologice, programe de supraveghere periodica a calitatii apei pentru fiecare sistem de aprovizionare cu apa potabila si aproba programele de supraveghere continua a calitatii apei elaborate de producator. Supravegherea sanitara a calitatii apei consta în inspectia sanitara si controlul de laborator, care se fac pe parcursul sistemelor, inclusiv al apei la consumator. Inspectia sanitara este o evaluare la fata locului, a conditiilor de protectie sanitara, a conditiilor de igiena din statiile de tratare, rezervoarele de stocare a apei si retelele de distributie, care se încheie cu un raport privind constatarile facute. Controlul de laborator se refera la recoltarea, conservarea, identificarea, transportul, pastrarea si analizarea probelor. Analiza probelor de apa, în functie de destinatie, se poate face în laboratoarele autorizate din reteaua M.S.; M.A.P.P.M.; M.A.A., dupa caz. Recoltarea, conservarea, identificarea, transportul si pastrarea probelor de apa se fac conform prevederilor STAS -ului 2852/1993. La stabilirea frecventei de recoltare a probelor se va avea în vedere urmatoarele: - ponderea probelor necorespunzatoare în ultimele 12 luni; - calitatea apei brute; - numarul surselor de apa; - eficienta procedeelor de tratare si capacitatea statiei de tratare a apei; - riscurile de contaminare la nivelul sursei si a retelei de distributie; - marimea si complexitatea retelei de distributie; - numarul de epidemii hidrice din ultimele 12 luni si riscurile raspândirii unor epidemii. Investigatii suplimentare, în afara programului de supraveghere, se fac în cazul constatarii unor deficiente cu ocazia inspectiei sanitare, atragerii de noi surse de apa, înregistrarii unor defectiuni întâmplatoare, detectarii unor contaminari accidentale si reclamatiilor formulate de consumatori. Recoltarea probelor de apa se face în: recipiente de polietilena când se urmareste dozarea siliciului, sodiului, clorurilor, alcalinitatii totale, conductantei specifice, pH-lui si duritatii; recipiente de sticla în cazul determinarii substantelor fotosensibile, sau în recipienti din otel inoxidabil în cazul probelor ce necesita presiuni crescute ,sau în cazul determinarii substantelor organice în stare de urme. Conservarea probelor de apa se face prin refrigerare, congelare sau adaugare de anumite substante conservante (solutii acide sau bazice, substante cu efect acid si reactivi particulari) conform normativelor legal admise în vigoare. Identificarea probelor de apa se va face prin marcarea clar, vizibil si durabil a recipientilor care contin probele. Pe adresa de însotire se va mentiona momentul recoltarii, data, ora de recoltare, natura si cantitatea conservantilor adaugati etc. Transportul probelor de apa se face în ambalaje care protejeaza recipientii, în timp operativ si dupa caz în conditii de refrigerare sau congelare. Pastrarea probelor de apa în laborator se face în conditii de refrigerare sau congelare si ferite de lumina. Analiza de laborator a apei se face din sursele de aprovizionare si din reteaua de distributie. Analizele de laborator se executa diferit în functie de sursa, mai putine pentru sursele subterane si mai multe pentru sursele de suprafata. Pentru sursele de suprafata, analiza apei se efectueaza prin recoltarea acesteia de 2-4 ori/an, în perioadele cele mai critice ale poluarii: la debitele minime de iarna (temperaturile cele mai scazute) si de vara (temperaturile cele mai ridicate) si la debitele maxime de primavara si/sau de toamna (dupa ploi sau topirea zapezii). Pentru sursele subterane analizele se efectueaza prin recoltarea apei de 1-2 ori/an, în perioadele de stabilitate si/sau dupa precipitatii puternice. Numarul recoltarilor se poate stabili în functie de calitatea apei brute si eficienta instalatiilor de tratare. Laboratoarele uzinale de apa efectueaza analize zilnice ale apei brute, la sursa sau chiar de mai multe ori pe zi, în functie de variatiile calitatii apei. Examenele de laborator vor cuprinde urmatoarele determinari minime: - pentru apele de suprafata: suspensiile, pH-ul, reactia titrata (alcalinitatea si aciditatea), consumul chimic de oxigen, oxigenul dizolvat si cerinta biochimica de oxigen; - pentru apele subterane: pH-ul, reactia titrata, reziduul fix, consumul chimic de oxigen. În functie de situatia locala se pot face si alte analize cum ar fi: indicatorii de poluare (pesticide, detergenti, metale neferoase, produse petroliere etc.) si indicatorii de mineralizare (cloruri, nitrati, fier, mangan, duritate totala, temperatura, fluor, iod, etc.). Rezultatele obtinute se interpreteaza în functie de standardul 1342/1991 pentru apa potabila si standardul 4706/1988 pentru apele de suprafata. În cazul apei din fântâni si izvoare publice sau individuale analizele de laborator se executa pe probe recoltate periodic (trimestrial, semestrial sau anual) în functie de calitatea apei si conditiile tehnice de exploatare a amenajarilor. În mod obisnuit, acestea se rezuma la consumul chimic de oxigen, amoniac si nitriti. În situatii speciale, se pot efectua si alte analize pentru determinarea poluantilor. Analizele se executa obligatoriu, cel putin o data pe an pentru amenajarile locale publice si la cerere pentru cele individuale. În cazul retelei de distribuire a apei, controlul de laborator se face la intrarea în retea si în punctele reprezentative. La intrarea în reteaua de distributie, frecventa minima de recoltare este de o proba la 14 zile pentru apa provenita din surse de profunzime si o proba la 7 zile pentru apa provenita din surse de suprafata. În reteaua de distributie, punctele de recoltare se stabilesc aleatoriu în fiecare luna si se constituie din puncte fixe si alternative. Frecventa minima de recoltari conform Ordinului Ministerului Sanatatii nr.1193/1996 pentru apa potabila în punctele reprezentative din reteaua de distributie este prezentata în tabelul 11. Tabelul 11Frecventa minima a recoltarilor de apa din reteaua de distributie conform Ordinului Ministerului Sanatatii nr.1193/1996
Parametrii de calitate fizico-chimici obligatoriu a fi investigati în apa din reteaua de distributie, sunt diferiti, în functie de situatia concreta locala si se stabilesc pe baza unei scheme. În schema se prevad indicatori pentru sisteme cu o singura sursa de aprovizionare sau cu mai multe surse de aprovizionare, la intrarea în reteaua de distributie si de-a lungul acesteia. Printre parametrii de calitate fizico-chimici si microbiologici se mentioneaza: clorul rezidual liber si legat, turbiditatea, clorurile, arsenul, fluorurile, duritatea, pesticidele, sodiul, reziduul fix, aluminiul, fierul, manganul, fenolii, pH-ul, cadmiul, cuprul, plumbul, zincul, trihalometanii, conductivitatea, etc.; coliformii totali, coliformii fecali si streptococii fecali. Programul de control al calitatii apei din reteaua de distributie se stabileste initial în functie de datele obtinute la expertiza sanitara a sistemului de aprovizionare cu apa, iar apoi si de datele obtinute pe parcurs (Teusdea, 1996). Expertiza sanitara cuprinde activitatea de inspectie sanitara si control de laborator al întregului sistem de aprovizionare cu apa si se face cel putin doua zile consecutiv. Frecventa minima a expertizei sanitare este în raport de tipul de sursa (de adâncime sau de suprafata) si de tipul de sistem de aprovizionare (rural, pentru orase cu 10-50 mii locuitori, pentru orase cu 50-500 mii locuitori si pentru orase cu peste 500 mii locuitori). Cu cât sistemul de aprovizionare este mai mare, cu atât intervalul dintre expertizele sanitare va fi mai mic (6-12 luni). În cazul sistemelor mai mici de aprovizionare cu apa intervalul între expertizele sanitare este mai mare (1-2 ani). În urma expertizei sanitare care a evaluat sursa de apa sub raport cantitativ si a procedeelor de tratare a apei, a retelei de distributie, a masurilor de protectie sanitara, a regulamentului de functionare si întretinere si a planului de urgenta (în caz de accidente, calamitati si catastrofe), Inspectoratele de Politie Sanitara si Medicina Preventiva elibereaza autorizatia de functionare.
5.2.3. Conditiile speciale pentru apa folosita în industria alimentara În timpul procesarii alimentelor apa vine în contact cu materiile prime sau reprezinta o materie prima de baza. Aceasta impune necesitatea ca apa utilizata în industria alimentara sa corespunda standardului de calitate pentru apa potabila. În fiecare sector al industriei alimentare exista reglementari specifice referitoare la calitatea apei întrebuintate. Daca apa necesara procesarii alimentelor nu provine de la uzinele de apa, care asigura potabilitatea, ci este asigurata din surse subterane sau de suprafata proprii, se impune verificarea ei din punct de vedere sanitar si tratarea înainte de utilizare.
5.2.3.1. Apa pentru industria de prelucrare a laptelui În industria de prelucrare a laptelui, apa este utilizata în: - procesele tehnologice de obtinere a laptelui de consum, a produselor lactate si a brânzeturilor, la prepararea solutiilor de clorura de sodiu necesara obtinerii brânzeturilor; la prepararea siropurilor de zahar; la spalarea untului; la spalarea brânzeturilor supuse maturarii; la încalzire, pasteurizare, sterilizare, racire etc.; - igienizarea ambalajelor, utilajelor si spatiilor de fabricatie; - scopuri sanitare. În procesarea laptelui pasteurizat, a untului, brânzei si a produselor lactate se utilizeaza numai apa curata, inodora si incolora, cu duritatea maxima de 15ș germane si cât mai pura din punct de vedere microbiologic. Apa nu trebuie sa contina bacterii feruginoase, sulfito-oxidante, sulfito-reducatoare sau produsi ai activitatii acestora, care se depun pe peretii utilajelor de unde pot trece în produse, producând deprecierea acestora. De asemenea apa folosita în procesarea laptelui nu trebuie sa contina spori de mucegai si bacterii fluorescente, care produc modificari ale gustului si mirosului si pete verzi-galbui ca urmare a dezvoltarii coloniilor. Deoarece sarurile de mangan produc gust amar untului, apa folosita pentru spalarea acestuia nu trebuie sa depaseasca 40mg mangan/l. Fierul si magneziul confera produselor gust metalic si favorizeaza procesul de râncezire al grasimilor, modificându-le calitatea. Limita maxima admisa, a acestora, este sub 0,05mg/l. Necesarul de apa în industria de prelucrare a laptelui este de 4-9 m3/tona lapte. Indicatorii de calitate ai apei folosite în industria alimentara sunt prezentati în tabelul 12. Tabelul 12Indicatorii de calitate ai apei folosite în procesarea laptelui
5.2.3.2. Apa pentru industria carnii si a pestelui Apa utilizata pentru industria carnii si a pestelui trebuie sa fie limpede, incolora, fara gust si miros si cu o duritate de maximum 28șgermane. Calciul trebuie sa fie în concentratie cât mai mica deoarece acesta poate forma o crusta tare la suprafata produsului din carne de peste. Fierul nu trebuie sa depaseasca 0,05mg/l, întrucât favorizeaza aparitia unei culori maronii a produselor. Continutul de saruri în apa utilizata la spalarea carnii materie prima, a pestelui si a utilajelor pentru procesare, nu au rol esential. Necesarul de apa în industria carnii si a pestelui este de: - pentru abatoarele de rumegatoare = 10,5-12,7 m3/t; - pentru abatoarele de porci = 14,8-17,5 m3/t; - pentru fabricile de preparate din carne = 6,5 m3/t; - pentru fabricile de conserve de peste = 1,2 m3/t; - pentru fabricile de faina de peste = 15-20 m3/100 t.
5.2.3.3. Apa pentru industria moraritului În industria moraritului apa este utilizata în scopuri: - tehnologice, la spalarea grâului si umectare; - igienice, la spalarea spatiilor de procesare si a anexelor; - sanitare. Spalarea grâului este facultativa si se aplica în caz de abateri calitative cum ar fi prezenta malurei sau a mirosurilor superficiale. Necesarul de apa pentru spalarea grâului variaza între 1 si 3 m3/t în cazul masinilor de spalat fara recirculare si de 0,5 m3/t în cazul recircularii apei de spalare dupa purificare. Apa folosita în industria moraritului trebuie sa corespunda standardului de calitate al apei potabile.
5.2.3.4. Apa pentru industria panificatiei si a pastelor fainoase În industria panificatiei si a pastelor fainoase apa este utilizata în: - obtinerea aluatului sau pastei din care prin procesari ulterioare rezulta pâinea si produsele fainoase; - obtinerea suspensiei de drojdie; - prepararea solutiilor de clorura de sodiu, zahar, glucoza etc.; - igienizarea spatiilor de procesare; - scopuri sanitare. Pentru fainurile normale apa utilizata în procesare trebuie sa aiba o duritate de 12-16șgermane. Apa cu valori mai mari ale duritatii influenteaza consistenta aluatului sau a pastei obtinute, determina formarea de grunji etc. Pentru fainurile cu continut de gluten redus, utilizarea unei ape cu duritate mai mare poate îmbunatati desfasurarea procesului tehnologic. Caracterelor senzoriale (gust, miros), fizice (în special culoare) si microbiologice ale apei utilizate în industria panificatiei, li se vor acorda o importanta deosebita. Dintre indicatorii chimici se va verifica limita maxima a continutului de fier, mangan, clor rezidual, amoniac, nitriti si substante organice. Necesarul de apa în industria panificatiei si pastelor fainoase este de 0,85-0,9 m3/t. Indicatorii de calitate ai apei folosite în industria panificatiei si pastelor fainoase sunt prezentati în tabelul 13. Tabelul 13 Indicatorii de calitate ai apei folosite în industria panificatiei si pastelor fainoase
5.2.3.5. Apa pentru industria zaharului În industria zaharului apa este utilizata pentru: - transportul sfeclei de zahar; - diferite etape ale procesului tehnologic cum ar fi extractia, purificarea etc.; - obtinerea agentului termic necesar concentrarii prin vaporizare; - spalarea si igienizarea utilajelor si a spatiilor de procesare; - scopuri sanitare. Apa utilizata în industria zaharului trebuie sa corespunda standardului de calitate al apei potabile. Este indicat ca duritatea sa fie cât mai mica, sa contina cantitati cât mai mici de sulfati, saruri de calciu sau saruri alcaline. Deoarece materiile organice descompun zaharul la extractia sa din sfecla, apa cu continut de compusi organici nu se va folosi la spalarea filtrelor-presa sau la stingerea pietrei de var utilizate în procesul tehnologic. Sulfatii produc o culoare gri zaharului, nitritii împiedica indirect cristalizarea sa, fierul si manganul îl coloreaza. Pentru evitarea pierderilor de zahar, apa utilizata la spalarea sfeclei trebuie sa aiba o temperatura de 15-18șC. Necesarul de apa în industria zaharului este de circa 8-10 m3/t, daca se reutilizeaza, dupa decantare si dezinfectie, apa folosita la descarcarea hidraulica si transportul sfeclei din depozit. Indicatorii de calitate ai apei folosite în industria zaharului sunt prezentati în tabelul 14. Tabelul 14 Indicatorii de calitate ai apei folosite în industria zaharului
5.2.3.6. Apa pentru industria uleiurilor În industria uleiurilor apa este utilizata în: - procesele tehnologice de umectare a macinaturii, de preparare a reactivilor de neutralizare, de antrenare cu vapori de apa etc.; - igienizarea utilajelor, spatiilor de fabricatie si a anexelor; - scopuri sanitare. Apa folosita în industria uleiurilor trebuie sa corespunda standardului de calitate al apei potabile. Se va avea în vedere ca fierul, manganul si cuprul din apa catalizeaza oxidarea grasimii. Necesarul de apa este de 6-10 m3/t uleiuri si grasimi.
5.2.3.7. Apa pentru industria amidonului Apa utilizata în industria amidonului trebuie sa corespunda standardului de calitate al apei potabile. Prezenta în apa a materiilor organice de natura animala produce culoarea maronie a amidonului, iar cea a compusilor fierului culoare galbuie. Necesarul de apa, în functie de materia prima utilizata la obtinerea amidonului este de: - 20 m3/t pentru amidonul din cartofi; - 10 m3/t pentru amidonul din porumb; - 11,5 m3/t pentru amidonul din grâu. Indicatorii de calitate ai apei folosite în industria amidonului sunt prezentati în tabelul 15. Tabelul 15 Indicatorii de calitate ai apei folosite în industria amidonului
5.2.3.8. Apa pentru industria conservelor În industria conservelor apa este utilizata în: - procesele tehnologice de spalare a materiilor prime, de preparare a sosurilor, siropurilor, saramurii etc.; - igienizarea ambalajelor, utilajelor, spatiilor tehnologice si a anexelor; - scopuri igienico-sanitare. Apa utilizata în industria conservelor trebuie sa corespunda standardului de calitate al apei potabile. Apa cu un continut de calciu si magneziu mai mare de 40 mg/l si în care clorura de magneziu este prezenta, nu este admisa deoarece într-o asemenea apa legumele (mazarea verde, fasolea etc.) si carnea necesita un tratament termic mai îndelungat, care imprima produsului gust neplacut. Pentru conservarea merelor, perelor, visinelor sau mazarii verzi, apa utilizata ar trebui sa nu contina fier deoarece ionii de fier produc o tenta bruna neplacuta. Continutul de fier si mangan admis, în general este de maximum 0,1 mg/l. Pentru pastrarea culorii naturale si a texturii, apa utilizata la conservarea castravetilor în saramura trebuie sa fie dura. Daca apa este prea alcalina, produsele se înmoaie si îsi pierd forma, iar daca apa este prea dura materia prima devine rigida si se prelucreaza greu. Pentru prepararea sucurilor si a siropurilor nu se va utiliza apa cu duritate mare, deoarece compusii calciului si magneziului produc întarirea tesuturilor vegetale datorita formarii de compusi pectocalcici cu substantele pectice, efect care apare în special la boabele de mazare verde si de fasole (Maria Turtoi, 1998). Deoarece sarea poate contine ioni de calciu si magneziu, pentru prepararea saramurii se recomanda utilizarea de apa purificata, cu un continut de maximum 0,3% Ca2+ si Mg2+. Necesarul de apa pentru unele produse din industria conservelor este de: - 21,7 m3/t pentru compot de cirese; - 25-40 m3/t pentru compot de caise, piersici; - 23,4-30 m3/t pentru compot de pere; - 32,6 m3/t pentru ciuperci; - 23-28,5 m3/t pentru fasole verde, boabe; - 12,5-25,7 m3/t pentru gem, dulceata; - 11,5-28 m3/t pentru mazare; - 8-11,5 m3/t pentru morcovi; - 13,7-32,5 m3/t pentru sfecla rosie; - 10,8-80 m3/t pentru spanac; - 2,5-2,8 m3/t pentru sucuri de fructe; - 7-8,5 m3/t pentru tomate.
5.2.3.9. Apa pentru industria maltului, berii si bauturilor racoritoare Cea mai buna apa pentru înmuierea orzului este cea cu un continut scazut de cloruri si sulfati. Clorurile de calciu, magneziu si de sodiu încetinesc procesul de înmuiere. Sarurile de calciu formeaza o pelicula pe suprafata boabelor, reducându-le solubilitatea. Prezenta fierului si manganului în apa produce depunerea de hidroxizi pe suprafata boabelor (de orz) înnegrindu-le. Deoarece apa reprezinta componenta de baza a berii obtinute din malt, standardele de calitate ale apei pentru fabricarea berii sunt chiar mai stricte decât cele pentru apa potabila. Întrucât mediul alcalin influenteaza nefavorabil fermentarea, toate procesele tehnologice ale producerii berii au loc într-un mediu usor acid. În aceste conditii, folosirea unei ape cu un continut redus de saruri de potasiu (în special carbonati), de saruri ale acidului sulfuric si clorhidric se impune ca o necesitate. Utilizarea unei ape cu un continut crescut al acestor saruri modifica aroma berii. Duritatea apei afecteaza culoarea berii. Pentru a produce bere blonda, tip Pilsen, usor aromata si putin amara se utilizeaza apa cu duritate foarte mica si cu alcalinitate redusa. Utilizarea unei ape dure pentru fabricarea berii blonde presupune dedurizarea si reducerea alcalinitatii prin tratare cu acid lactic. Pentru a produce bere bruna, tip München, se utilizeaza apa cu duritate medie, de 10-11șgermane, în care predomina bicarbonatii de calciu si magneziu si sunt prezenti sulfatii în cantitate redusa. Pentru a produce bere blonda Dormund, cu un continut ridicat de alcool si puternic aromata se foloseste apa cu duritate mare ce contine mai ales sulfati si cloruri. Pentru producerea bauturilor racoritoare, apa utilizata trebuie sa corespunda standardului de calitate al apei potabile. Necesarul de apa în industria berii este de 45-60 litri/litru bere. Indicatorii de calitate ai apei folosite în industria berii sunt prezentati în tabelul 16. Tabelul 16Indicatorii de calitate ai apei folosite în industria berii (dupa Maria Turtoi, 1998)
Tabelul 16 (continuare)
5.2.3.10. Apa pentru industria drojdiei de panificatie Apa utilizata în industria drojdiei de panificatie trebuie sa corespunda standardului de calitate al apei potabile. Apa cu un continut mare de saruri nu este indicata deoarece influenteaza negativ înmultirea drojdiei. Necesarul de apa este de 30 m3/t melasa. Indicatorii de calitate ai apei folosite în industria drojdiei de panificatie sunt prezentati în tabelul 17. Tabelul 17 Indicatorii de calitate ai apei folosite în industria drojdiei de panificatie
5.2.3.11. Apa pentru industria alcoolului Procesul tehnologic de fabricare a alcoolului este influentat în mare masura de concentratia impuritatilor din apa. O clasificare a apei din punct de vedere al compatibilitatii sale cu producerea alcoolului recomandata de O.N.U. este prezentata în tabelul 18.
Tabelul 18 Clasificarea apei pentru producerea alcoolului
Obtinerea mustului de malt pentru producerea alcoolului, este influentata de pH-ul apei. Amidonul este mai bine solubilizat în apa alcalina; la temperaturi mai ridicate însa, apa cu pH > 7,5 încetineste hidroliza amidonului. Carbonatii în concentratii de peste 300 mg/l scad activitatea enzimelor amilolitice; enzime ce sunt activate de sarurile acidului sulfuric (CaSO4, MgSO4, Na2SO4) daca au concentratia apropiata de 400 mg/l. În prezenta acidului sulfuric si a dioxidului de carbon, clorurile, nitratii, fosfatii si nitritii în concentratie de pâna la 200 mg/l, nu influenteaza semnificativ amilazele maltului. Sulfatii si clorurile influenteaza hidroliza. La un continut de peste 300-400 mg/l acestia îmbunatatesc procentul de glucide rezultate. Nitratii si nitritii, fosfatii si silicatii pâna la 200 mg/l; amoniul, mai putin de 20 mg/l si clorura de sodiu, în concentratie de 2-2,5 g/l, nu influenteaza semnificativ hidroliza. Bicarbonatul de sodiu, magneziu si fier în concentratie de pâna la 300 mg/l nu influenteaza semnificativ fermentarea, dar în cantitati mai mari cresc cantitatea de glucide nefermentate, urmata de scaderea randamentului în alcool. Cresterea concentratiei sarurilor totale din apa pâna la 2000 mg/l influenteaza favorabil procesele de fermentare; peste aceste valori apar însa efecte nedorite. Necesarul de apa în industria alcoolului este de 3-3,6 m3/t cereale sau melasa.
5.2.3.12. Apa pentru industria vinului În industria vinului apa este utilizata în: - operatiile cu transfer de caldura (racire, pasteurizare etc.) din procesul tehnologic; - igienizarea utilajelor, ambalajelor, spatiilor de fabricatie si a anexelor; - scopuri igienico-sanitare. Apa utilizata în industria vinului trebuie sa corespunda standardului de calitate al apei potabile.
5.2.4. Apa utilizata pentru racire, încalzire si pentru producerea aburului
5.2.4.1. Apa de racire Este folosita în operatii de racire sau condensare în schimbatoare de caldura, condensatoare (condensare vapori), masini de spalat, reactoare. Aceasta apa poate fi recirculata, cu sau fara recuperare de caldura. Pentru a evita depunerile în tavile schimbatoarelor de caldura sau pe peretii aparatelor de schimb termic, apa folosita pentru racire nu trebuie sa contina nisip sau cantitati mari de materii în suspensie. Apa de racire trebuie sa aiba o duritate temporara redusa, deoarece la depasirea unei temperaturi limita se produce precipitarea carbonatilor. Temperatura maxima de încalzire în functie de densitate si de continutul în dioxid de carbon este prezentata în tabelul 19.
Tabelul 19 Temperatura maxima pâna la care se poate încalzi apa de racire în functie de duritate si de continutul în CO2 liber
Indicatorii de calitate ai apei de racire sunt prezentati în tabelul 20. Tabelul 20 Indicatorii de calitate ai apei folosite pentru racire
5.2.4.2. Apa de încalzire si pentru producerea aburului Având conductivitate termica mai mica decât otelul, crusta depusa pe cazanele de abur diminueaza transferul de caldura. Marirea grosimii crustei pe suprafetele de transfer termic determina marirea pierderilor de caldura în instalatiile de producere a apei calde si a aburului, care conduce la consumuri mai mari de combustibil pentru producerea acestora la parametrii necesari. Cresterea consumului de combustibil în functie de grosimea crustei depuse este prezentata în tabelul 21.
Tabelul 21 Cresterea consumului de combustibil cu grosimea crustei depuse
Cresterea concentratiei substantelor dizolvate pe masura ce apa se vaporizeaza reprezinta una din principalele cauze ale depunerilor. În functie de compozitia sarurilor din apa de alimentare a cazanelor de apa calda sau abur, depunerile pot fi carbonatate, sulfat sau silicice. Aceste tipuri de depuneri difera între ele prin duritate, porozitate si caracteristici specifice transferului termic. Ex: depunerile poroase, îmbibate cu uleiuri sau continând cantitati mai mari de silicati, conduc mai greu caldura. Depunerile pe peretii cazanelor, conductelor etc. produc înrautatirea transferului termic catre apa. Supraîncalzirea conductelor conduce la pierderea duritatii materialului si la eventualele accidente. Alimentarea cu apa a cazanelor pentru apa calda si abur trebuie sa asigure o functionare corecta, fara depuneri de crusta si fara coroziunea metalului. Indicatorii de calitate ai apei de alimentare a cazanelor pentru obtinerea apei calde si aburului sunt prezentati în tabelul 22.
Tabelul 22 Indicatorii de calitate ai apei de alimentare a cazanelor pentru obtinerea apei calde si aburului
continuare
5.2.4.3. Apa pentru stingerea incendiilor La proiectarea si construirea fabricilor de procesare a produselor alimentare se are în vedere si asigurarea cantitatilor de apa necesare pentru prevenirea si stingerea incendiilor. În general, apa folosita în acest scop provine din sistemul de furnizare al apei. Exista însa si posibilitatea amplasarii în statiile de pompare a unor pompe speciale care functioneaza la presiuni ridicate.
5.3. Îmbunatatirea caracteristicilor de calitate ale apelor naturale Pentru a putea fi utilizate în procesele tehnologice din industria alimentara, apele naturale trebuie sa fie supuse unor procedee de tratare care au ca scop îmbunatatirea proprietatilor fizice, chimice si microbiologice. Alegerea metodelor de tratare se face în functie de natura, starea fizico-chimica, cantitatea substantelor continute în apa bruta si de limitele admise pentru aceste substante în apa tratata de catre normele de calitate legal admise. În general, succesiunea etapelor (procedeelor) de tratare este urmatoarea: clarificare (deznisipare), adaos de agenti de coagulare, decantare prin sedimentare, filtrare, dezinfectie (clorinare), dupa care pot urma diferite procedee de tratare speciala. Schema unei instalatii de purificare a apei este prezentata în Fig.2.
Fig.2 Schema unei instalatii de clarificare si decolorare a apei prevazuta cu bazin de sedimentare si camera de reactie: 1 - statie de pompare I; 2 - deznisipator; 3 - rezervor de agent de coagulare; 4 - vas de amestecare; 5 - camera de reactie; 6 - bazin de sedimentare (decantare); 7 - filtru; 8 - conducta pentru clorinare; 9 - rezervor de apa tratata, 10 - statie de pompare II.
5.3.1. Clarificarea (deznisiparea) apei Deznisiparea se aplica numai apelor de suprafata si consta în depunerea particulelor de nisip aflate în suspensie în apa. Se realizeaza în deznisipatoare care, dupa directia curentului, se împart în orizontale si verticale. Cel mai frecvent sunt folosite deznisipatoarele orizontale (Fig.3) care sunt mai usor de executat. Acestea au o camera de acces, una de linistire a curentului de apa, o camera de sedimentare si una de colectare a apei deznisipate. În unele cazuri, primele doua camere sunt comune. Curatirea nisipului depus poate fi executata prin sisteme manuale, mecanice sau hidraulice. Deznisipatoarele verticale (Fig.4) sunt utilizate mai ales în cazul în care spatiul de amplasare este redus. În acestea, trecerea curentului de apa prin bazinul de sedimentare se face de jos în sus, apa deznisipata evacuându-se printr-o rigola periferica.
Fig.3 Deznisipator orizontal cu curatire manuala: 1 - gratar; 2 - bare de linistire; 3 - stavilar de intrare; 4 -vane de golire; 5- stavilar de iesire; 6 - galerie de golire.
Fig.4 Deznisipator vertical cu compartiment central de intrare: 1 - alimentare cu apa bruta; 2- rigola periferica; 3 -compartiment central de intrare; 4- evacuare apa clarificata; 5-depuneri; 6-golire depuneri.
5.3.2. Decantarea apei Decantarea este operatia prin care substantele aflate în suspensie în apa se reduc prin sedimentare. Sedimentarea se produce datorita fortei gravitationale. Adaugarea de coagulant mareste viteza de sedimentare. Pentru a se realiza sedimentarea, viteza de circulatie a apei trebuie sa fie de (1 - 20) x 10-3 m/s. Decantarea asigura o reducere de circa 80-95% a substantelor aflate în suspensie în apa. În functie de modul de curgere al apei, decantoarele continue pot fi orizontale, verticale sau radiale.
Fig.5 Decantor orizontal cu raclor cu banda rulanta: 1 - alimentare cu apa bruta; 2 - camera de namol; 3 - palete de curatire montate pe o banda rulanta; 4 - palete care aduc corpurile plutitoare pâna la canalul de evacuare al acestora; 5 - canal de evacuare a corpurilor plutitoare; 6- evacuare apa decantata.
Decantoarele verticale sunt bazine de forma cilindrica, rar paralelipipedica, cu sau fara acoperis. Apa intra printr-un tub central, prin care circula de sus în jos, ajunge apoi în bazinul de decantare în care apa circula cu o viteza mai mica decât viteza de sedimentare a particulelor în suspensie. Schema unui decantor vertical este prezentata în Fig.6.
Fig.6 Decantor vertical: 1 - alimentare cu apa bruta; 2 - cilindru central de intrare a apei; 3 - spatiu de decantare; 4 - depuneri; 5 - golire depuneri; 6 - preaplin; 7 - evacuare apa decantata; 8 -jgheab de colectare a apei decantate
Fig.7. Decantor radial: 1-alimentare cu apa bruta;2-deflector de distributie a apei; 3-depuneri; 4-evacuare namol;5-jgheab periferic pentru colectarea apei decantate; 6-raclor;7-evacuare apa decantata.
Tipul de coagulant folosit si doza acestuia se aleg în functie de apa care trebuie tratata. Pentru tratarea apelor de râu, cel mai folosit coagulant este sulfatul de aluminiu în doza de 25 pâna la 80 mg/l. Realizarea coagularii în conditii bune presupune un anumit pH. Corectarea pH-lui se face prin adaugarea unor doze mici de var sau soda. Instalatiile de coagulare a suspensiilor din apa cuprind instalatia de preparare si dozare a coagulantului, camerele de amestecare, camerele de reactie si aparatura de reglare si control. De obicei, instalatia de preparare este similara camerelor de amestecare, iar camerele de reactie se cupleaza cu decantoarele sau fac parte integranta din acestea (Fig.8).
Fig.8 Decantor orizontal cuplat cu camera de reactie: 1 - alimentare cu apa bruta; 2 - camera de coagulare; 3 - palete reglabile de linistire a curentului de apa la intrarea în bazinul de decantare; 4 - bazin de decantare; 5 - groapa de namol; 6 - rigola de evacuare a apelor decantate.
5.3.3. Filtrarea apei Dupa decantare, în apa se mai gasesc cca 8-15 mg/l materii în suspensie. Îndepartarea acestora se realizeaza prin filtrare, operatie care consta în trecerea apei printr-un strat filtrant, care retine suspensiile prin fenomenul de sita si adsorbtie. Cel mai utilizat material filtrant este nisipul de cuart extras din râuri, spalat si sortat. Un filtru este construit dintr-un rezervor cilindric vertical cu straturi de material filtrant, un sistem de drenaj si un sistem de colectare a apei filtrate. Alimentarea cu apa decantata se face prin partea superioara a filtrului unde este dispersata pe toata suprafata stratului filtrant pe care îl strabate de sus în jos, ajunge în sistemul de drenaj si apoi în rezervorul de apa filtrata. Filtrele pot fi clasificate astfel: - dupa viteza de filtrare: filtre lente cu viteza de filtrare de 0,1-0,3 m/h si filtre rapide cu viteza de filtrare de 5-8 m/h; - dupa presiunea de filtrare a apei: filtre hidrostatice sau sub presiune; - dupa numarul straturilor filtrante: filtre cu unul sau cu doua straturi de nisip cuartos. Schema unui filtru cu un singur strat filtrant este prezentata în Fig.9.
Fig.9 Filtru cu nisip de cuart pentru filtrarea apei: 1 - alimentare cu apa decantata; 2 - evacuare aer; 3 - pâlnie; 4 - gura de vizitare; 5 - material filtrant (nisip de cuart); 6 - alimentare cu aer pentru spalarea filtrului; 7- alimentare cu apa de spalare; 8 - evacuare apa filtrata; 9 - fund de beton; 10 - suport de otel pentru material; 11 - evacuare ape de spalare.
5.3.4. Dezinfectia apei Procesul de filtrare reduce numarul de bacterii continute în apa, dar nu la limitele de potabilitate din punct de vedere bacteriologic. Pentru a aduce apa la gradul de puritate cerut de normele igienico-sanitare (STAS 1342/1991) se efectueaza dezinfectia acesteia. Se cunosc mai multe metode de dezinfectie: fizice (caldura, electricitatea, razele ultraviolete); chimice (clorinarea, ozonizarea, tratarea cu permanganat de potasiu); biologice (membrana filtrelor lente) si oligodinamice (ionii metalelor grele, argint, cupru). Cea mai utilizata metoda este clorinarea, care prezinta siguranta mare, se poate realiza relativ usor si are un pret de cost scazut. Se pot folosi clorul gazos, dioxidul de clor, clorura de var, hipocloritii etc. Actiunea bactericida a clorului consta în oxidarea substantelor organice cu ajutorul clorului în formare:
Cl2 + H2O = HOCl + HCl
2HOCl = 2HCl + O2
deoarece acidul hipocloros este instabil si se descompune în acid clorhidric si oxigen. În functie de continutul în substante organice al apei se stabileste doza de clor folosita (tabelul 23).
Tabelul 23 Doza de clor necesara si parametrii clorinarii
Schema unui aparat de clorinare cu clor gazos este prezentata în Fig.10.
Fig.10 Aparat de clorinare cu clor gazos: 1 - butelie de clor; 2 - cântar zecimal pentru determinarea cantitatii de clor ramase în butelie; 3 - robinet de dozare si reglare; 4 - reductor de presiune de la 6 at la 1 at; 5 - filtru; 6 - manometru; 7 - dispozitiv pentru masurarea concentratiei clorului, calibrat în g/l; 8 - robinet de prelevare probe de clor; 9 - clapeta de retinere permitând trecerea clorului dar nu si a apei în sens invers; 10 - pulverizator pentru realizarea amestecului intim al apei cu clorul în concentratie de 1-1,5%; 11 - vas de amestec; 12 - evacuare solutie de clor spre bazinul de contact; 13 - alimentare cu apa.
Schema unei instalatii de dezinfectie cu clorura de var este prezentata în Fig.11.
Fig.11 Instalatie de dezinfectie cu clorura de var: A - vas pentru prepararea solutiei de clorura de var; B - vase de dilutie la concentratia necesara; C - vas de dozare; 1 - alimentare cu apa; 2- evacuare solutie dozata. Ozonarea apei consta în introducerea în apa a aerului ozonizat în concentratie de 2-3 g/m3. Ozonul se obtine în instalatii speciale pentru producerea de descarcari electrice de înalta tensiune, cu un consum specific de energie mare, de 25-30 W/g ozon. Pentru
dezinfectia unui m3 de apa sunt necesare 0,5- Datorita costurilor mari, procedeul nu este generalizat. Schema unei instalatii de ozonizare este prezentata în Fig.12.
Fig.12. Instalatie de ozonizare: 1 -
uscator si filtru; 2 -
compresor de aer; 3 - ozonizator; 4 - transformator electric; 5 - conducta de aer ozonizat; 6 - alimentare apa bruta; 7 - vas de amestec cu înaltime de
circa
5.3.5. Tratamente speciale pentru corectarea proprietatilor apei Tratamentele speciale aplicate apelor subterane sau apelor de suprafata poluate (pentru a le face potabile) se refera la: eliminarea gustului, mirosului si culorii apei, racirea apei, deferizarea, demanganizarea, corectarea duritatii apei, eliminarea gazelor dizolvate (CO2, H2S), desalinizarea apei (eliminarea clorurilor si sulfatilor), eliminarea siliciului, fluorizarea apei, reducerea elementelor radioactive, eliminarea uleiurilor si fenolilor, îndepartarea materiilor organice sau a algelor etc. În industrie, cele mai frecvente tratamente urmaresc reducerea duritatii, eliminarea uleiurilor si fenolilor din apele recirculate, reducerea temperaturii apelor din circuitele de racire etc.
5.3.5.1. Eliminarea gustului, mirosului si culorii apei Cel mai frecvent, gustul si mirosul neplacut, se datoreaza unor substante produse de algele ce se dezvolta în apa sau descompunerii unor substante organice. Modificari ale gustului dau si compusii de zinc, cupru, fier sau mangan dizolvati în apa. Uneori gustul si mirosul apei sunt eliminate o data cu tratarea pentru eliminarea fierului, manganului, hidrogenului sulfurat etc. Metodele speciale utilizate pentru eliminarea gustului si mirosului sunt aerarea, clorinarea în exces, urmata de declorinare, filtrare cu carbune activ etc. Duritatea redusa a apei (0-4șgermane) poate da uneori gust fad apei. Cresterea duritatii prin adaos de 31 mg/l CaSO4 si 19 mg/l Na2CO3 pentru fiecare grad de duritate, remediaza gustul. Mirosurile si gusturile provocate de elementele biologice se combat prin înlaturarea cauzelor. Tratarea apei cu sulfat de cupru, sulfat de cupru si var sau cu permanganat de potasiu si sulfat de fier, duce la îndepartarea culorilor nedorite, deci la decolorarea apei.
5.3.5.2. Racirea apei Racirea apei utilizate în procesele tehnologice din industria alimentara se bazeaza pe cedarea de caldura în atmosfera. Aceasta se realizeaza în iazuri sau lacuri de racire, bazine cu stropire sau turnuri de racire. Racirea apei este necesara în cazul unor procese tehnologice care folosesc apa cu o anumita temperatura, în cazul neutralizarii sau pentru a preveni poluarea termica în cazul deversarii apei folosite.
5.3.5.3. Deferizarea si demanganizarea apei Întrucât compusii fierului si manganului se gasesc frecvent împreuna în apa, procesele de eliminare a acestora sunt similare. Ca metode de deferizare si demanganizare se folosesc aerarea si limpezirea, filtrarea dubla, oxidarea chimica, schimbul cationic si retinerea biologica. Aerarea apelor feruginoase se realizeaza prin pulverizarea apei sau prin amestecarea aerului comprimat cu aceasta. Prin aerare se produce oxidarea si descompunerea bicarbonatilor sau sulfatilor de fier, solubili în apa, în compusi insolubili care apoi se retin prin decantare si filtrare. Oxidarea chimica urmareste precipitarea compusilor fierului utilizând var în doze de 1g CaO la 1g fier, sau clor în doze de 1,6g Cl2 la 1g fier sau flocularea compusilor manganului în mediu alcalin, folosind permanganat de potasiu si neutralizarea apelor acide (Maria Turtoi, 1998). Utilizarea unor filtre cu cationiti, la deferizarea si demanganizarea apelor, duce la ridicarea eficientei acestor procese. Metoda biologica se bazeaza pe retinerea fierului si manganului de bacteriile feruginoase si manganoase.
5.3.5.4. Dedurizarea apei Este un proces specific de tratare a apei folosite în industrie pentru evitarea formarii de depuneri (piatra) pe peretii recipientelor, conductelor sau deprecierii unor produse. În cazul apei potabile se aplica foarte rar. Pentru dedurizarea apei se pot utiliza urmatoarele metode: - metoda termica - consta în încalzirea apei peste 100șC, când bicarbonatii de calciu si magneziu se descompun în carbonati insolubili care se depun. Este scumpa si se aplica doar la instalatiile mici si mijlocii; - metoda chimica cu reactivi - se utilizeaza când se cere o reducere a duritatii apelor de suprafata pâna la 4-5 grade. Ca reactivi sunt utilizati varul, soda, soda caustica, varul si soda în combinatie, care reactioneaza cu compusii solubili ai calciului si magneziului din apa, cu formare de precipitati insolubili; - metoda cu mase cationice - consta în trecerea apei printr-un filtru rapid sub presiune prevazut cu o masa granulara schimbatoare de ioni ca material filtrant, care schimba cationitii Na+ sau H+ cu Ca+ sau Mg+ din compusii care dau duritatea apei.
5.3.5.5. Eliminarea gazelor din apa Se realizeaza prin dezacidifiere (eliminarea CO2), desulfurizare (eliminarea hidrogenului sulfurat) si dezoxigenare (eliminarea oxigenului). Acest tratament se aplica pentru corectarea mirosului si gustului neplacut al unor ape.
5.3.5.6. Desalinizarea apei Se impune atunci când continutul de cloruri sau sulfati depaseste limita exceptionala de 400 mg/l prevazuta în STAS 1342/91 sau pentru anumite necesitati tehnologice. Acest tratament este costisitor, dar este indispensabil atunci când nu se poate obtine apa corespunzatoare în alt mod sau dintr-o alta sursa. Desalinizarea apei se realizeaza prin filtrarea apei prin mase schimbatoare de ioni succesive: apa trece initial peste o masa cationica ce fixeaza sodiul din clorura de sodiu, apoi peste o masa anionica formata din rasini aminice, care descompun acizii clorhidric sau sulfuric formati în apa dupa prima filtrare. Regenerarea cationitului se face cu solutie diluata de acid sulfuric, iar regenerarea anionitului se face cu solutie de soda, concentratie 2-3%. Desalinizarea se mai poate realiza si prin electroliza. În cazul unor cantitati mici de apa, aceasta este distilata, apoi amestecata în raportul dorit cu apa bruta.
5.3.5.7. Fluorizarea apei Fluorul este indispensabil în profilaxia cariei dentare. Continutul optim de fluor în apa este de cca 1 mg/l, concentratii mai mari de 1,5 mg/l sunt daunatoare organismului deoarece provoaca intoxicari. Fluorizarea apei se aplica apelor sarace în fluor. Se realizeaza prin adaos de fluorsilicat de sodiu, acid fluorhidric sau fluorsilicic sau fluorura de calciu solubilizata cu solutie de aluminiu. O atentie deosebita se va acorda dozajului, care trebuie riguros controlat. Eliminarea excesului de fluor din apa se realizeaza prin filtrarea apei pe carbune activ în mediu acid (pH< 3), tratarea cu sulfat de aluminiu (pH< 7,5) în doze de 150-300 mg/l, sau prin tratarea cu var în prezenta unui continut suficient de magneziu în apa (hidratul de magneziu absoarbe fluorul).
5.3.5.8. Dezactivarea apei Prezenta elementelor radioactive în unele ape de adâncime, ape minerale sau ape de suprafata impurificate prin deversarea unor ape industriale, impune necesitatea dezactivarii. Pentru unii izotopi radioactivi, dezactivarea se poate realiza pe cale naturala, prin stationarea apei în bazine, când radioactivitatea scade datorita timpului de înjumatatire. Pentru alte elemente sunt necesare tratamente de dezactivare prin coagulare si filtrare sau prin tratare a apei cu fosfati, pulberi de metal, argila, var si soda.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||