9.1 IMPACTUL SCHIMBĂRILOR CLIMATICE ASUPRA SISTEMELOR DE DRENARE, CANALIZARE ŞI TRATARE A APEI
schimbările climatice conduc în mod inevitabil la schimbări ale condiţiilor meteorologice în zonele afectate. Se preconizează creşterea temperaturii medii, şi în consecinţă scăderea cantităţilor de precipitaţii şi variaţia distribuţiei lor pe parcursul anului, de ex. lungi perioade fără precipitaţii urmate de ploi torenţiale extrem de violente.
Atunci când vorbim de impactul schimbărilor climatice asupra sistemelor de drenaj / canalizare şi a staţiilor de tratare a apelor uzate (WWTPs) este important să abordăm schimbările cantitative şi în timp ale precipitaţiilor (intensificarea ploilor, inundaţii, perioade uscate lungi), creşterea temperaturii aerului, creşterea nivelului mării şi creşterea frecvenţei fenomenelor meteorologice extreme (reducerea perioadei de reapariţie a evenimentelor extreme).
Furtunile, ploile torenţiale şi creşterea frecvenţei inundaţiilor necesită:
Protecţia calitativă a sistemelor de drenaj, sistemelor de canalizare şi WWTP împotriva valorilor maxime ale sarcinii hidraulice;
Depozitarea apei suplimentare adusă de furtuni în rezervoare;
Tratarea primelor inundaţii cu concentraţii ridicate de poluanţi.
Perioadele prelungite fără precipitaţii vor conduce la:
Scăderea ratei de deversare a apelor uzate şi astfel acumularea de sedimente solide, provocând înfundarea conductelor;
Scăderea fluxului de apă uzată şi generarea unui miros neplăcut de apa putrezind în sistem;
Creşterea populaţiei de rozătoare asociată creşterii cantităţii de sedimente şi deşeuri solide în ţevi;
Infiltrarea apelor sărate în special în zonele agricole de coastă provocând degradarea conductelor de canalizare şi afectând calitatea apelor uzate.
Creşterea temperaturii aerului afectează procesele de tratare a apelor uzate, în sens pozitiv sau negativ, în special datorită:
Reducerea solubilităţii oxigenului în apă poate provoca scăderea eficienţei staţiei de nămol activ, conducând la un consum sporit de aer comprimat în procesul de tratare biologică, cu acelaşi efect;
Concentraţiile sporite de praf cresc costurile de filtrare a aerului;
Procese biologice mai rapide (nămol activat, digestie) datorate temperaturii crescute a aerului
Un proces mai eficient de deshidratare a nămolului datorită temperaturii crescute a aerului
Scăderea costurilor de încălzire a facilităţilor de digestie anaerobă.
Unul dintre primii paşi care conduce spre cunoaşterea impactului fenomenelor meteorologice extreme asupra sistemelor de drenaj / canalizare şi a WWTP în reprezintă evaluarea nivelelor de risc asociate diferitelor fenomene meteorologice. În particular, evenimente precum ploi torenţiale şi inundaţiile riverane sunt caracterizate de un risc primar asupra sănătăţii publice, în timp ce valurile de căldură sau secetele prelungite implică un efect secundar întârziat asupra sistemelor de drenaj şi canalizare.
Scăderea capacităţii de diluare a apelor receptoare de suprafaţă reprezintă un aspect important al schimbării climatice deoarece perioadele prelungite de secetă vor conduce la o scădere semnificativă a fluxurilor râurilor. Din contră, nivelul de poluare a apelor uzate va creşte datorită aplicării strategiei de economisire a apei potabile şi a utilizării apei în timpul perioadelor secetoase, sau datorită concentraţiei ridicate de poluanţi în prima furtună ce urmează acestora. Concentraţia ridicată de poluanţi din apele uzate împreună cu scăderea capacităţii de diluare a apelor receptoare vor necesita creşterea nivelului de epurare a WWTP şi pot chiar dicta restricţii privind deversarea în apele de suprafaţă în scopul menţinerii calităţii curente a acestora.
Atunci când se stabilesc măsurile pentru adaptarea sistemelor de canalizare la fenomene meteorologice extreme trebuie să se cunoască faptul că fiecare situaţie hidrologică extremă provoacă variaţii ale concentraţiilor de poluanţi în apa uzată de la intrarea în WWTP afectând astfel eficienţa procesului de tratare. Variaţiile concentraţiilor biochimice provoacă probleme în diverse etape tehnologice şi în procesele respective de tratare.
9.2 MĂSURI DE ADAPTARE A STAŢIILOR DE TRATARE A APELOR UZATE URBANE ÎNAINTE ŞI ÎN TIMPUL SECETELOR
Mai întâi, trebuie să observăm că din punct de vedere al drenajului zonelor urbane, în contrast cu ploile torenţiale şi inundaţiile riverane, care reprezintă în principal un risc pentru siguranţa locuitorilor, conducând de asemenea la scăderea capacităţii de tratare a WWTP, secetele periclitează îndeosebi mediul şi au un impact imediat mai mic decât alte fenomene meteorologice extreme.
Totuşi trebuie menţionate măsurile manageriale, operaţionale şi de întreţinere pentru diminuarea efectelor adverse ale secetei asupra sistemelor de canalizare şi staţiilor de tratare a apelor uzate urbane (UWWTPs). Următoarele acţiuni reprezintă principalele consecinţe ale unei perioade extrem de uscate:
Reducerea capacităţii de curgere prin conductele sistemului de canalizare din cauza sedimentelor, şi prelungirea duratei de staţionare a apei uzate în sistemul de canalizare datorită blocării parţiale sau totale a conductei;
Deteriorarea proprietăţilor organoleptice ale apei – mirosuri neplăcute generate de sistemul de canalizare, ca şi din prima secţiune a UWWTP;
Creşterea incidenţei rozătoarelor şi a altor animale dăunătoare în sistemul de canalizare, şi în vecinătatea sa;
Posibilitatea de răspândire a infecţiei trebuie menţionată drept cel mai periculos efect.
Măsurile preventive trebuie organizate din timp, şi planificate ca parte a procedurilor standard de operare şi întreţinere a UWWTP în funcţie de media perioadelor fără precipitaţii din regiunea respectivă. Se recomandă cooperarea cu alte organizaţii participante la curăţenia oraşului.
În timpul perioadelor secetoase lungi, trebuie efectuate controlul periodic şi curăţarea echipamentelor electromecanice şi a ţevilor sistemului de canalizare şi a rezervoarelor de acumulare pentru a li se asigura capacitatea hidraulică maximă, şi pentru a preveni acumularea materiilor solide. În cazul unor sisteme de canalizare conectate, de mari dimensiuni, este de asemenea important să se cureţe în mod regulat drumurile şi pavajele (zona urbană), şi admisia şi căminele de vizitare. În timpul perioadelor secetoase lungi, se recomandă să se clătească conductele sistemului de canalizare cu apă menajeră (apă tratată în etajele biologice ale UWWTP, pentru a evita utilizarea apei tratate în staţiile de apă potabilă). Pentru spălarea suprafeţelor urbane, trebuie utilizată apă complet dezinfectată, în conformitate cu reglementările de sănătate publică.
Disponibilitatea modelelor simultane utilizate pentru identificarea celor mai importante locaţii din punct de vedere al sedimentării şi al capacităţii hidraulice este în prezent în creştere. Monitorizarea atentă şi măsurătorile sunt necesare pentru calibrarea acestor sisteme. De asemenea este necesar să se observe că modelele matematice care ilustrează fluxurile din sistemele de canalizare sunt mai puţin precise în ceea ce priveşte fluxul minim. În anumite cazuri, pot fi obţinute informaţii suficiente despre eventuala depunere de sedimente în timpul fluxurilor scăzute doar prin monitorizarea condiţiei curente a conductelor.
Toate procedurile obişnuite şi extraordinare de întreţinere trebuie definite în planurile de întreţinere, de criză şi de urgenţă. De asemenea este necesară pregătirea corespunzătoare a personalului şi angajaţilor astfel încât aceştia să poată identifica riscul, şi să reacţioneze corespunzător. În cazul sistemelor de canalizare urbane de mari dimensiuni, întreţinerea drumurilor şi a reţelelor de canalizare şi drenaj este executată de obicei de mai multe companii, astfel încât trebuie întocmit un plan comun valabil pentru toate companiile participante.
Trebuie să se menţioneze că în zonele de coastă este necesar să se prevină infiltrarea apei de mare în sistemul de canalizare, ale cărui funcţii pot fi periclitate de sarea din apă (a se vedea capitolul XX). În consecinţă ţevile trebuie etanşate şi verificate în mod regulat.
9.2.2 Operarea UWWTP în timpul perioadelor secetoase extrem de lungi – schimbări ale sarcinilor hidraulice şi concentraţiei poluanţilor
UWWTP însărcinate cu tratamentul apelor uzate de la sisteme de canalizare combinate sunt în general concepute pentru a fi capabile să menţină o eficienţă minimă chiar şi în cazul unei mari fluctuaţii a fluxului şi a poluării. În perioadele mai lungi de secetă, şi în perioadele ulterioare de ploi torenţiale, aceste fluctuaţii devin chiar şi mai mari. Diferenţele dintre nivelul maxim de poluare UWWTP în zilele de lucru, sau în timpul spălării sedimentelor din sistemul de canalizare, şi nivelul poluării în timpul nopţii în perioadele lipsite de precipitaţii sunt extreme. Echipamentele tehnologice ale UWWTP trebuie proiectate luând în considerare aceste fluctuaţii, ca şi sarcina hidraulică.
Una din măsurile importante de adaptare tehnologică a UWWTP la perioadele de secetă extremă trebuie să fie posibilitatea de a regla cantitatea de oxigen dizolvat în tancurile de activare (cantitatea de aer pompat în ele), astfel încât condiţiile de operare ale etajului biologic al UWWTP în timpul concentraţiilor maxime de poluanţi să fie similare cu cele din timpul operării normale. Astfel, senzori de măsurare on-line a oxigenului vor contribui la reglementarea procesului.
