79822427 statie de epurare

Statie de tratare a apelor uzate menajere de tip ADIPUR 6500 ELS debit Q=1300m³/zi

2. 3. Staţie de epurare tip ADIPUR 6500 ELS, Q = 1300mc/zi

Staţia de epurare tip ADIPUR 6500 ELS este complexă, putând trata apele uzate

menajere provenite de la populaţie, unităţi publice industriale şi economice cât şi apele uzate

industriale în funcţie de necesităţi şi dotări tehnice.

Această staţie îndeplineşte cu succes acest rol funcţional deoarece are o eficienţă ridicată

a tratării (în acord cu normele europene), siguranţa în funcţionare, capacitate de a fi comandata

de la distantă, o flexibilitate mare a procesului, putând fi adaptată la cerinţele beneficiarilor şi

gradului de infestare a apelor uzate.

Tehnologia de epurare folosită este o tehnologie de tip A2O, cu eliminarea pe cale

biologică a azotului amoniacal prin procedee de nitrificare – denitrificare, a fosforului prin

procese de defosforizare biologică, asigurând randamente de epurare de peste 99% la compuşii

organici biodegradabili, respectiv de peste 90% la eliminarea azotului şi fosforului.

2.3.1. Fluxul tehnologic utilizat este compus din două trepte de epurare :

1.Treapta I-a – Epurarea mecanică ;

2.Treapta a II-a – Epurarea biologică ;

3.Treapta suplimentară – Tratarea nămolului ;

Treapta de epurare mecanică are în componenţă următoarele instalaţii :

1.Camera deversoare ;

2.Grătare rare ;

3.Staţie de pompare apă uzată ;

4.Instalaţie compactă de epurare mecanică cu deznisipator, grătar fin rotativ şi separator de

grăsimi aerat ;

5.Canal de măsura Parshal ;

Treapta de epurare biologică are în componentă următoarele instalaţii :

6.Bazin de defosforizare biologică inclusiv camera de distribuţie (zona anaerobă);

7.Staţie de suflante pentru bazinele aerate ;

8.Bazine cu nămol activat în clor pentru nitrificare denitrificare simultană (zona anoxică si zona

aerobă) ;

9. Decantoare secundare longitudinale cu sucţiune ;

10.Unitate pentru dezinfecţie apă epurata cu ultraviolete ;

11.Cămin pentru măsurarea parametrilor apei măsurate ;

1


12.Instalaţie de purificare a aerului cu biofiltru ;

Treapta suplimentară de tratare a nămolului are în componenţă următoarele

instalaţii:

13.Bazin de stocare, omogenizare nămol în exces;

14.Staţie de condiţionare chimică, îngroşare mecanică şi deshidratare a nămolului în exces ;

15.Uscător nămol deshidratat ;

2.3.2. Obiectele fluxului tehnologic

2.3.2.1. Camera deversoare – are rolul de compensare prin deversare spre emisar a debitelor

mai mari de 54,2m 3 /h ;

2.3..2.2. Grătare rare

Grătarele rare sunt alcătuite din :

- camera grătar;

- grătarul rar propriu-zis cu curăţire mecanică tip ADIGRA(Fig.2.13);

- stăvilar tip pentru închiderea şi izolarea grătarelor în caz de necesitate.

Grătare rare cu curăţire mecanică tip ADIGRA - au o construcţie robustă, siguranţa sporită în

funcţionare, fiind uşor de montat şi având o eficienţă bună de separare datorită lăţimii B =

400mm şi e = 10mm, fiind complet automatizate

Fig.2.13 - grătar rar propriu-zis cu curăţire mecanică tip ADIGRA

2


2.3.2.3. Staţia de pompare apă uzată – este echipată pentru debitul Q = 1300 m 3 /zi şi este

compusă din două unităţi de pompare prefabricate complet automatizate echipate cu

electropompe submersibile tip DGI 65 (1A+1R) (Fig. 2.14), sunt amplasate la intrarea în staţia

de epurare, fiind precedate după cum se observa în schema tehnologică de grătarele rare. Acestea

funcţionează intermitent respectând STAS-ul 12594/87 care prevede pentru ca dacă staţia de

pompare este prevăzuta cu 1-3 agregate în funcţiune, trebuie să aibă un agregat în rezervă.

Parametrii principali ai staţiei de pompare sunt înălţimea de pompare H şi debitul de apă uzată Q.

Q = 60 m 3 /h ;

H = 8 mCA ;

P = 2,2 Kw ;

Vutil = 2,4mcl ;

Fig. 2.14 - Unitate de pompare prefabricată complet automatizată echipată cu electropompă

submersibilă tip DGI 65

2.3.2.4. Instalaţie compactă de epurare mecanică cu deznisipator, grătar fin rotativ şi

separator de grăsimi aerat – este compusă din :

- instalaţie compactă de epurare mecanică cu deznisipator şi separator de grăsimi aerat tip

HUBER RO 5 Q =10-14 l/s (Fig.2.15) dotat cu echipament pentru separat şi deshidratat nisip tip

HUBER RoSF 3 (Fig.2.16) ;

3


- grătar fin rotativ ROTAMAT RO 2 (Fig. 2.17) ;

- colector de grăsimi şi containere pentru nisip ;

- două suflante de aer lutos tip BAH .

Fig.2.15 - Instalaţie compactă de epurare mecanică cu deznisipator şi separator de grăsimi aerat

tip HUBER RO

Fig. 2.16 - Echipament pentru separat şi deshidratat nisip tip HUBER RoSF 3

4


Fig.2.16 - Grătar fin rotativ ROTAMAT RO 2

2.3.2.5.Canal de măsură Parshal – AS- PARSH-BM.90 (B = 0,8) (Fig.2.17), este

confecţionat din polipropilenă, nu are rezistentă mecanică şi este încastrat în beton cu condiţia

respectării cerinţelor de orizontalitate, fiind echipat cu :

- traductor de nivel cu ultrasunete BM.90 pentru înregistrarea continuă a debitelor;

- stavilă plană mecanică - deversantă mare cu acţionare electrică tip ADISTA M-E (Fig. 2.18),

pentru asigurarea unui debit constant pentru treapta de epurare biologică ;

5


Fig.2.17 - Canal de măsură Parshal – AS- PARSH-BM.90 (B = 0,8)

Fig.2.18 - Stavilă plană mecanică- deversantă mare cu acţionare electrică tip ADISTA M-

E

6


2.3.2.6. Bazin de defosforizare biologică inclusiv camera de distribuţie (zona

anaerobă) – are următoarele caracteristici constructive :

Vanaerob = 288 m 3 ;

H = 6m ;

L = 12m ;

l = 4m ;

H util = 5,2m ;

Bazinul de defosforizare biologică inclusiv camera de distribuţie (zona anaerobă)

simultană este echipat cu :

- două vane de perete tip ADISTAV- mică cu acţionare electrică m-E (Fig.2.19)

- agitator mecanic Landia POP-I 150 rpm, 4,0 Kw (Fig. 2.20) cu caracteristicile din Tab. nr ;

- două pompe centrifugale submersibile pentru nămol tip GORMAN-RUPP, Q=25 m 3 /h

(1A+1R) (Fig.2.21) ;

Fig.2.19 - Vană de perete tip ADISTAV- mică cu acţionare electrică m-E

7


Fig. 2.20 - Agitator mecanic Landia POP-I 150 rpm, 4,0 Kw

Fig. 2.21 - Pompă centrifugală submersibilă pentru nămol tip GORMAN-RUPP, Q=25 m 3 /h

2.3.2.7.Staţie de suflante pentru bazinele aerate (Fig.2.22) - se echipează cu 3 suflante

de aer lutos seria BAH .

Fig.2.22 - Staţie de suflante pentru bazinele aerate

8


2.3.2.8 Bazine cu nămol activat în clor pentru nitrificare - denitrificare

simultană (zona anoxică + zona aerobă) - două echipamente, sunt compuse din patru bazine de

denitrificare şi doua bazine de nitrificate şi au următoarele dimensiuni constructive:

V = 276 m 3 ;

H = 6m ;

L = 23m ;

l = 6m ;

H util = 5,2m ;

Vtot = 2 · V = 552 m 3 .

Bazinele cu nămol activat în clor pentru nitrificare - denitrificare simultană sunt echipate

cu :

- sistemul de aerare pneumatică cu bule fine AS-ASE (Fig.2.23), imersat pe fundul bazinului ;

- două vane de perete tip ADISTAV- mică cu acţionare electrica m-E (Fig.2.19);

- 4 agitatoare mecanice Landia POP-I 150 rpm, 4,0 Kw (Fig.2.20), cu caracteristicile din Tabel

2.3.

Tabel 2.3 – Caracteristicile agitatorului mecanic Landia POP-I 150 rpm, 4,0 Kw

Nr Putere

motor

[Kw]

Serie

motor

Turaţia

motorului [rpm]

Turaţia

elicei

[rpm]

Performanţe

aprox.[m 3 /h]

G

[Kg]

111830

4

4.0 132 750 150 2050 166

9


Fig. 2.23 - Sistem de aerare pneumatică cu bule fine AS-ASE

2.3.2.9. Decantor secundar longitudinal cu sucţiune – are următoarele dimensiuni

constructive:

Vtotal = 102 m 3 ;

H = 3,50 m ;

L = 8m ;

l = 4m ;

Decantor secundar longitudinal cu sucţiune este echipat cu :

-două pompe centrifugale submersibile pentru nămol tip GORMAN-RUPP, Q=25 m 3 /h

(1A+1R) (Fig.2.21) ;

- vană de perete tip ADISTAV- mare cu acţionare electrică M-E (Fig.2.24);

-pod raclor longitudinal cu sucţiune ADIRAC – RLS 4 (Fig.2.25), care are caracteristicile

dimensionale din Tabel 2.4.

10


Tabel 2.4 – Caracteristicile dimensionale ale podului raclor longitudinal cu sucţiune ADIRAC –

RLS 4

Tip B(m) E(mm) Hmin(m) P mec.act.(Kw) Ppompa de

amorsare(Kw)

G(Kg)

RLS

4

4.00 4300 3,2 0,37 0,55 1755

Tab.nr.

Fig. 2.24 - Vană de perete tip ADISTAV- mare cu acţionare electrică M-E

11


Fig.2.25 - Pod raclor longitudinal cu sucţiune ADIRAC – RLS 4

Decantorul longitudinal cu sucţiune are următoarele dimensiuni constructive:

Vtotal = 102,4 m 3 ;

H = 3,20m ;

L = 8m ;

l = 4m ;

2.3.2.10. Unitate pentru dezinfecţie apă epurată cu ultraviolete (Fig.2.26) –are

următoarele dimensiuni constructive:

Vtotal = 116 m 3 ;

hapa = 2m ;

L = 14,5m ;

l = 4m .

Unitate pentru dezinfecţie apă epurată cu ultraviolete este echipată cu :

- lămpi cu UV, tip SUV 225 p Sterlight ;

-stavilă plană mecanică – deversantă mare cu acţionare electrică, tip ADISTA M-E (Fig.2.18) ;

Fig. 2.26 - Unitate pentru dezinfecţie apă epurată cu ultraviolete

2.3.2.11. Cămin pentru măsurarea parametrilor apei măsurate - are un rol important

12


în staţia de epurare deoarece aici se măsoară pH-ul, potenţialul de oxidoreducere, clorul rezidual,

consumul biochimic de oxigen(CBO5), azotul total, fosforul total (Ptot), astfel încât să

corespundă NTPA 001.

2.3.2.12. Instalaţie de purificare a aerului cu biofiltru (Fig.2.27);

Tehnologia biofiltrarii constă în neutralizarea mirosurilor printr-un proces natural,

biodegradarea producându-se în biofiltru.

Fig 2.27 - Instalaţie de purificare a aerului cu biofiltru

2.3.2.13. Bazin de stocare , omogenizare nămol în exces - are următoarele caracteristici

constructive:

V = ~ 95 m 3 ;

D = 6m ;

H = 5m ;

Bazinul de stocare ,omogenizare nămol in exces este echipat cu :

- instalaţie de încălzire a nămolului, echipată cu 2 schimbătoare de căldura tip spirală cu Pcalorica =

175Kw

- 2 pompe centrifugale submersibile de pompare nămol recirculat tip GORMAN-RUPP Q = 12

m 3 /h (1A+1R) (Fig. 2.28) ;

- 2 agitatoare mecanice Landia POP-I 150 rpm, 4,0 Kw (Fig.2.19), cu caracteristicile din Tabel

2.5.

13


Tabel 2.5 – Caracteristicile constructive şi functionale ale agitatorului mecanic Landia POP-I

150 rpm, 4,0 Kw

Nr Putere

motor[Kw]

Serie

motor

Turaţia

motorului

[rpm]

Turaţia

elicei

[rpm]

Performanţe

aprox.[ m 3 /h]

G [Kg]

111830

4

4.0 132 750 150 2050 166

Fig. 2.28 - Pompă centrifugală submersibilă de pompare nămol recirculat tip GORMAN-RUPP

Q = 12 m 3 /h

2.3.2.14. Staţie de condiţionare chimică, îngroşare mecanică şi deshidratare a

nămolului in exces - are următoarele caracteristici dimensionale :

H = 6m ;

L =12m ;

l = 4m ;

Staţia de condiţionare chimică, îngroşare mecanică şi deshidratare a nămolului în exces

are în componenţă :

a) instalaţie automată de îngroşare a nămolului cu presa melc, tip HUBER RoS 2

(Fig.2.29), compusă din :

- instalaţie preparare–dozare polielectrolit cu 3 camere tip ADIPOL 3 (Fig.2.30)

- reactor floculare cu capacitatea de 3 m 3 ;

14


- presă îngroşare RoS 2 ;

- pompă cu şurub tip GORMAN RUPP ,Q = 12 m 3 /h ;

- dulap automatizare .

Fig. 2.29 - Instalaţie automată de îngroşare a nămolului cu presa melc, tip

HUBER RoS 2

Fig.2.30 - Instalaţie preparare–dozare polielectrolit cu 3 camere tip ADIPOL 3

b) instalaţie automată de deshidratare a nămolului cu presă melc, tip HUBER RoS 3

(Fig.2.31 ), compusă din :

-instalaţie preparare–dozare polielectrolit cu 3 camere tip ADIPOL 3 (Fig.2.30);

- dispozitiv de injectare ;

15


- pompă cu şurub tip GORMAN RUPP, Q = 12 m 3 ;

- reactor floculare cu capacitatea de 5 m 3 ;

- presă dezhidratare RoS 3 ;

- transportor elicoidal (Fig2.32) ;

- container pentru nămol deshidratat ;

- dulap automatizare .

Fig.2.31 - Instalaţie automată de deshidratare a nămolului cu presă melc, tip

HUBER RoS 3

Fig.2.32 - Transportor elicoidal

c) uscător nămol deshidratat care este dotat cu transportor elicoidal şi containere pentru

nămol deshidratat uscat (Fig.2.33a si Fig.2.3b).

16


Fig. 2.33a - Uscător nămol deshidratat dotat cu transportor elicoidal

Fig. 2.33b - Uscător nămol deshidratat dotat cu transportor elicoidal

2.3.2.15. Construcţii şi instalaţii anexe, aferente procesului tehnologic

Construcţiile şi instalaţiile anexe, aferente procesului tehnologic sunt :

a) conductele şi canalele de legătură – vor lega pe drumul cel mai scurt posibil, şi sunt

amplasate, astfel încât sa poată fi uşor exploatate. La canale se recomandă raze de curbură egale

cu de cinci ori lătimea canalului, iar secţiunea canalelor este dreptunghiulară. La dimensionarea

acestora viteza minimă este de 0,7m/s pentru cele aflate înainte de decantoare şi mai mari de

0,5m/s pentru apele epurate biologic, pantele fiind corespunzătoare acestor viteze. Canalele de

17


legătură se execută din beton armat prefabricat.

b) conductele de by-pass – sunt folosite la grătare şi deznisipatoare.

c) conductele pentru nămol – au diametrul mai mare de 150mm , iar pierderile de

sarcină in conductele pentru nămol sunt cu 50-100 mai mari în comparaţie cu cele care transportă

ape uzate, sunt executate din fontă.

Viteza nămolului în conductele de nămol trebuie să fie de circa 1m/s deoarece viteze mai

mari conduc la pierderi de sarcină, iar cele mai mici la înfundarea construcţiei.

In bazinele de fermentare a nămolului, la capătul de jos al conductei de evacuare

debuşează o conductă prin care se aduce apă sub presiune pentru îndepărtarea nămolului blocat.

d) stăvilare si vanele de perete – creează posibilitatea scoaterii din funcţie a unor

construcţii pentru curăţire sau revizie sau pentru reglarea procesului tehnologic.

e) aparate de măsură si control – instalate în diferite puncte ale circuitului tehnologic,

au scopul de a măsura debitele de apă, aer, a presiunii, temperaturii, vitezei apei, pierderile de

sarcină, nivelurile de apă, etc.

Determinarea debitelor de apă se face cu canale ştrangulate tip Parshall dotate cu aparate

de înregistrare continuă a debitelor.

Temperaturile sunt înregistrate cu termometre înregistratoare conectate la sistemul de

transmisie la distanţă a datelor către camera dispecer.

Nivelurile de apă se măsoară cu dispozitive automatizate care funcţionează sub presiune.

f) puncte de control pentru măsurarea parametrilor apei epurate – aici se măsoară

pH-ul, potenţialul de oxidoreducere, clorul rezidual, consumul biochimic de oxigen(CBO5),

azotul total, fosforul total (Ptot), etc.

g) instalaţii de mecanizare si automatizare – au un rol foarte important, iar dintre

acestea se pot enumera : pornirea şi oprirea pompelor din staţia de pompare, pornirea şi oprirea

agregatelor de curăţire mecanica a grătarelor, semnalizarea unor valori maxime la deznisipatoare,

şi decantoare, realizarea mişcarii de du-te-vino a distribuitoarelor mobile la filtrele biologice,

pornirea şi ieşirea din funcţiune a dispozitivelor de amestec, recirculare şi încălzire a nămolului

la bazinul de stocare, omogenizare nămol în exces.

18


2.3.2.16. Construcţii si instalaţii anexe aferente exploatării

Construcţia administrativă cuprinde camera pentru personalul operativ, grupul sanitar,

depozitul de materiale, alimentarea cu energie electrică, etc.

In camera pentru personalul operativ se instalează dispozitivele de citire şi înregistrare a

datelor din staţia de epurare, aparatura de comandă, aparate cu afişaj electronic, calculatoare de

proces, telefoane.

Reţeaua de alimentare cu apa potabilă asigură următoarele folosinţe : sanitare (apă de

băut, de spălat, etc) de spălare (bazine, instalaţii de răcire, incendiu, etc), o atenţie deosebită

trebuie dată evitării unor legături între reţeaua de apă potabilă şi cea uzată sau legării unor

folosinţe cu caracter potabil la reţeaua de canalizare.

Reţelele de alimentare cu energie electrică, gaze, apă caldă asigură atât necesitaţile

tehnologice ale staţiei de epurare, cât şi pe cele ale exploatării generale.

Amenajarea terenului din staţia de epurare este importantă şi constă în construcţia de

drumuri şi alei, terase, înierbări după cum reiese şi din planul de situaţie.

Împrejmuirea staţiei de epurare este obligatorie, atât pentru protecţia ei cât şi pentru a

oamenilor şi animalelor care ar pătrunde în staţie.

Arhitectura construcţiilor, faţadelor, materialelor se va încadra în ansamblul arhitectonic

al centrului populat, dacă staţia de epurare este amplasată in apropierea acestuia.

2.3.3 Descrierea procesului tehnologic

Procesul tehnologic de epurare a apelor uzate cu ajutorul staţiei de epurare tip ADIPUR

6500 ELS (Plansa nr. ) se compune din trei fluxuri distincte:

- fluxul apei ;

- fluxul nămolului ;

- fluxul aerului.

2.3.3.1. Fluxul apei

Se compune din următoarele obiecte tehnologice legate in serie : camera deversoare,

grătare rare, staţie de pompare apă uzată brută, instalaţie compactă de epurare mecanică cu grătar

19


fin rotativ, deznisipator şi separator de grăsimi aerat, canalul de măsură PARSHAL, bazin de

defosforizare biologică, bazine cu nămol activat în clor, decantoare secundare, unitate de

dezinfecţie cu ultraviolete, cămin de măsurarea parametrilor apei epurate.

Apa uzată brută, de la sistemul de canalizare cu proprietăţile în conformitate cu NTPA

002, intră în camera deversoare nr.1 , care are rolul de compensare prin deversare spre emisar a

debitelor mai mari de Q = 54 m 3 /h , după care trece prin grătarul rar cu curăţire mecanică tip.

ADIGRA nr.2, în staţia de pompare apă uzată brută. Grătarul rar asigură protecţia pompelor

împotriva înfundării cu suspensii mai mari de 16mm. Staţia de pompare 3 este echipată cu doua

electropompe submersibile a căror comandă este realizată cu ajutorul senzorilor de nivel.

Pompele funcţionează alternativ pe principiul (1A+1R) . Din staţia de pompare, apa uzată

brută se pompează în instalaţia compactă de epurare mecanică cu grătar fin rotativ, deznisipator

şi separator de grăsimi aerat nr.4. Aceasta este destinată pentru epurarea mecanică completă a

apelor uzate menajere şi industriale, fiindu-i necesare pentru funcţionare alimentarea la o reţea

electrica de 380/500V, la 50Hz şi reţea de aer comprimat de joasă presiune pentru procesul de

separare a grăsimilor. Reţeaua de aer comprimat este alimentată de doua suflante care au rolul

de a asigura aerul necesar pentru separatorul de grăsimi.

Grătarul fin rotativ îndepărtează eficient reţinerile, le transportă, le spală, deshidratează şi

compactează având integrate presa de reţineri şi un sistem de spălare a reţinerilor, iar curăţirea se

execută prin grebla rotativă. Diametrul tamburului de sitare este de 600mm având lumina de 2-

6mm fiind confecţionate din tablă perforată.

Apa uzată străbate grătarul fin rotativ, se curăţă de toate impurităţile grosiere, plutitoare,

şi în suspensie fiind performantă în îndepărtarea părului, fibrelor şi a materialului fin în

suspensie cu o eficienţă de peste 90%. Grătarul fin rotativ are rolul de reducere a CCO/CBO şi

performanţă crescută la precipitare şi floculare. Materialul

reţinut este evacuat în container prin intermediul unei prese cu melc care asigură deshidratarea, şi

compactarea acestuia până la 40% substanţă solidă. Apa rezultată la presă se retrimite în

deznisipator unde are loc decantarea naturală a particulelor de nisip.

Nisipul sedimentat este transportat pe orizontală, în contracurent cu ajutorul unui

transportor melcat, înecat, până într-un colector, dispus lateral cuvei. De aici este extras cu

ajutorul clasorului de nisip deshidratat, şi evacuat separat. În deznisipator, prin aerare,

concomitent cu separarea particulelor de nisip , se realizează şi flotarea grăsimilor ce se adună pe

20


suprafaţa compartimentului de separare şi se evacuează într-un colector pentru grăsimi . Întreaga

instalaţie are o rezisţentă mare la coroziune fiind construită din oţeluri inoxidabile, iar preluarea

materialului reţinut şi a nisipului se realizează într-un sistem închis , fără mirosuri.

Apa epurată mecanic este dirijată printr-un canal de măsură PARSHAL care este echipat

cu o stavilă plană mecanică - deversantă mare cu acţionare electrică tip ADISTA M-E (Plansa

nr. ) pentru asigurarea unui debit constant pentru treapta de epurare biologică, iar nămolul

primar rezultat prin decantare este trimis spre bazinul de stocare şi omogenizare nămol în exces

în vederea stabilizării.

Epurarea biologică a apei uzate se realizează în bazinul de defosforizare biologică

nr.6(zona anaerobă) şi bazinele cu nămol activat în Cl nr 8 (zona anoxică- denitrificare şi zona

aerobă-nitrificare).

Apa uzată se amestecă cu nămolul recirculat extern în zona anaerobă, unde se produce,

datorită lipsei de oxigen, înmulţirea speciilor de microorganisme specifice înglobării compuşilor

cu fosfor sub forma de polifosfaţi.

Zona anaerobă se echipează cu agitatoare submersibile în vederea împiedicării depunerii

nămolului activ pe fundul bazinului de defosforizare. Surplusul de nămol activ din bazinul de

defosforizare nr 6 este trimis cu ajutorul pompelor submersibile în bazinul de stocare,

omogenizare nămol în exces nr 13. Din zona anaerobă, amestecul apă uzată-nămol recirculat

extern, trece cu ajutorul a două vane de perete tip ADISTAV- mică cu acţionare electrică m-E

(Plansa nr. ) în bazinele cu nămol activ în clor 8.1 şi 8.2 (zona anoxică). Datorită recirculării

unei cantităţi însemnate de apă aerată (400% faţă de apă uzată influentă), se menţine un mediu

slab aerob (anoxic), cu concentraţii de oxigen mai mici de 0,5-1mg O2/l. Recircularea internă are

rolul de a reintroduce azotaţii formaţi în urma proceselor de nitrificare din bazinul de aerare, în

zona anoxică, unde are loc reducerea acestor azotaţi la azot molecular sub acţiunea

microorganismelor de denitrificare, microorganisme pentru care, în condiţii anoxice, aceşti

azotaţi constituie principala sursă de oxigen.

Zona anoxică este echipată cu amestecătoare (mixere) submersibile, în vederea menţinerii

în suspensie a nămolului biologic. Din zona anoxică, apa aerată trece în zona aerobă, în bazinele

8.3 şi 8.4 unde se realizează transformarea impurităţilor organice biodegradabile în bioxid de

carbon şi apă, respectiv oxidarea ionului amoniu, prin procesul numit nitrificare, adică procesul

de oxidare a amoniacului în nitrit şi apoi în nitrat cu ajutorul a două grupe de bacterii

21


nitrosomonas şi nitrobacteriile. Aceste bacterii au o dezvoltare lentă şi se numesc bacterii

nitrificatoare. Bacteriile consumatoare de dioxid de carbon se numesc autotrofe, iar cele

consumatoare de carbon organic se numesc bacterii heterotrofe. Ambele tipuri de bacterii se

dezvoltă în nămolul activ. În această zonă, amestecul apă uzată – nămol biologic se aerează

intens cu ajutorul sistemului de aerare pneumatică cu bule fine imersat pe fundul bazinului

pentru a preveni sedimentarea nedorită a nămolului, iar în urma aerării se realizează o

concentraţie de oxigen dizolvat de cca 2mg O5 / l, considerat a fi necesar pentru buna desfăşurare

a nitrificării azotului amoniacal, reducerea carbonului organic din apele uzate, care conduce la

reducerea valorilor pentru CBO5 şi CCOcr..

La capătul de ieşire al bazinului de aerare se află pompa submersibilă de nămol, ce

asigură recircularea internă a apei, apa aerată trece în zona anoxică pentru reducerea azotului şi a

poluării organice din apa supusă epurării.

Aerul tehnologic necesar proceselor de aerare aerobe se asigură prin intermediul unei

staţii de suflante pentru bazinele de aerare. Această staţie de suflante se echipează cu 3 suflante

de aer lutos seria BAH , din care două în funcţiune şi una de rezervă, acestea fiind dotate cu

dispozitive de reglare a debitului de aer, fiind creată astfel optimizarea procesului de aerare, în

funcţie de necesarul de oxigen (buclă de reglare comandată de către senzori de oxigen dizolvat).

De aici apa aerată trece în bazinele 8.5 şi 8.6 unde este realizată tot o zonă anoxică,

pentru o mai bună denitrificare. Amestecul de biomasă şi apă uzată din bazinele de denitrificare

suplimentare 8.5 si 8.6 trece cu ajutorul a două vane de perete tip ADISTAV- MARE cu

acţionare electrică M-E (Plansa nr. ) în decantorul secundar longitudinal cu sucţiune, aferent

treptei de epurare biologică. În decantorul secundar se realizează separarea apei epurate de masa

biologică (nămol activ) prin procesul de sedimentare.

Decantorul secundar va fi prevăzut cu pod raclor longitudinal cu sucţiune ADIRAC –

RLS (Plansa nr. ) care are rolul de raclare a nămolului depus pe fundul decantorului şi

evacuarea lui prin instalaţia de sucţiune şi raclarea suprafeţei apei şi evacuarea spumei prin

colectorul de spumă Acesta este constituit dintr-o grindă transversală sprijinită la cele două

capete pe două trenuri de roţi deplasează într-o mişcare de dute-vino ansamblele de sucţiune

care colectează nămolul secundar depus pe radier, nămol secundar transferat prin conductele da

refulare (sifoane) într-un canal lateral de unde este trimis în bazinul de stocare şi omogenizare

nămol în exces nr.13 cu ajutorul unei pompe centrifugale pentru nămol tip GORMAN-RUPP

22


Q=25 m 3 /h. Amorsarea sistemului de evacuare hidraulic este realizat de pompa de vid instalată

pe platforma grinzii transversale. Alimentarea cu energie a grupului motor este realizată cu

ajutorul unui tambur cu cablu electric instalat lateral pe platforma grinzii transversale. Apa

epurată trece peste lama deversoare, profilată în canalul colector transversal, de unde este

evacuată spre unitatea de dezinfecţie cu ultraviolete nr 10 printr-o vană de perete tip ADISTAV-

mare cu acţionare electrică M-E (Plansa nr. ).

În aceasta unitate de dezinfecţie cu ultraviolete care este dotată cu lămpi UV tip SUV 225

p Sterlight se distrug microorganismele dăunătoare din şi de la suprafaţa apei şi a celor din aer

distrugând in proporţie de 99,99 % viruşii, bacteriile, algele şi fungii (in special Giordia lambia şi

Cryptosporidium), fară efecte secundare şi reacţii de transformare. Spectrul radiaţiei folosite este

de 254nm, nu corodează instalaţiile şi nu afectează mediul iar apa rezultată este sigură din punct

de vedere bactereologic, fară folosirea de substanţe chimice şi fară a genera reziduri.

Apa epurată după ce trece de unitatea de dezinfecţie cu ultraviolete este trimisă spre

căminul de măsurare a parametrilor nr. 11 printr-o stavilă plană mecanică - deversantă mare cu

acţionare electrică, tip. ADISTA M-E (Plansa nr. ), iar concentraţiile de substanţe poluante nu

trebuie să depăşească concentraţiile limită maxime admise de normativul NTPA-001, respectiv

eficienţele de epurare necesare sunt redate in Tabel 2.5.

Tabel 2.5 - concentraţiile limită maxime admise de normativul NTPA-001

Nr.c

rt.

Denumire indicator Concentraţia în apă

uzată [mg/l]

Concentraţia

limita maximă

admisă [mg/l]

Eficienţa de

epurare nec.

[%]1. Materii totale în

suspensie(MTS)

243 60 75

2. Consumul

biochimic de

oxigen(CBO5)

186 20 89,2

3. Azot total 29 J-O 65,54. Fosfor total (Ptot) 7 1 85,7

Din căminul de măsurare a parametrilor nr.11 apa epurată este evacuată prin canalele

deversoare către o apă de suprafaţă, bazine de colectare, bazine de irigaţii, etc.

23


2.3.3.2. Fluxul nămolului

După cum reiese din schema tehnologică (Plansa nr. ), nămolul vidanjat este distribuit

în proporţii egale: 50% spre bazinul de stocare omogenizare nămol în exces nr.13 şi 50% spre

bazinul de defosforizare biologică nr 6 de unde după încheierea procesului de defosforizare fiind

omogenizat cu apă, este trimis spre bazinele cu nămol activ în clor nr.8, unde intră în procesele

de denitrificare- nitrificare unde cu ajutorul agitatoarelor şi sistemului de aerare cu bule fine,

nămolul biologic este menţinut în suspensie şi îşi urmează parcursul spre decantorul secundar

longitudinal cu sucţiune nr.9 unde se realizează separarea nămolului biologic de apa epurata prin

procesul de sedimentare. În decantorul secundar longitudinal cu sucţiune nr.9 cu ajutorul podului

raclor longitudinal, nămolul ajunge prin conductele de refulare (sifoane) într-un canal lateral de

unde este trimis 50% in bazinul de stocare si omogenizare nr. 13 si 50% in bazinul de

defosforizare biologică nr.6, dar procentele se pot modifica în funcţie de necesitaţile tehnologice

cu ajutorul a două pompe centrifugale submersibile pentru nămol tip GORMAN – RUPP, Q = 25

m 3 /h (1A+1R).

In bazinul de stocare, omogenizare nămol în exces nr.13 se primeşte 50% din nămolul

vidanjat şi 50% din nămolul de la decantorul secundar cu sucţiune nr. 9. Din bazinul de stocare,

omogenizare in exces nr.13, nămolul cu ajutorul pompelor centrifugale submersibile pentru

nămol tip GORMAN – RUPP, Q = 25 m 3 /h (1A+1R) este trimis spre staţia de condiţionare

chimica, îngroşare mecanică si deshidratare a nămolului in exces nr.14, de unde intră în procesul

de condiţionare şi îngroşare chimică cu ajutorul instalaţiei automate de îngroşare a nămolului cu

presa melc, tip HUBER RoS 2 mărimea 3 (Plansa nr. ). O pompă cu şurub excentric (1),

transportă nămolul fluid de la linia de alimentare cu nămol in reactorul de floculare (2). Prin

echipamentul de amestec injecţie (3), este injectat in nămolul fluid volumul de polielectrolit

pentru coagulare. Amestecul rezultat este introdus in reactorul de floculare cu amestecător

mecanic unde are loc procesul de floculare a nămolului. Polielectrolitul necesar este dozat prin

pompa de dozare a instalaţiei de preparare a polielectrolitului lichid, în funcţie de volumul

nămolului fluid şi concentraţia acestuia.

Nămolul floculat din reactorul de floculare, intră în presa de nămol a instalaţiei RoS 2

(5). Nămolul este transportat continuu de melcul presei, de-a lungul unei site formate din bare

24


trapezoidale cu interstiţiul de 0,25mm, nămolul în acelaşi timp fiind presat şi amestecat continuu,

în timp ce filtratul iese prin sită cu o concentraţie a nămolului la 0,6- 0,9% substanţă solidă. În

timpul procesului de îngroşare un sistem de curăţire rotativa, cu şprei de apă spală la anumite

intervale de timp eventualele particule de nămol ce s-au depus între barele sitei.

Apele filtrate (an) se evacuează direct prin conducta de evacuare a instalaţiei de îngroşare

şi sunt pompate în bazinele staţiei de pompare ape uzate nr.3.

Nămolul îngroşat este evacuat prin gura de evacuare de la capătul de sus al

transportorului într-un rezervor tampon de nămol îngroşat şi de aici o pompa cu şurub (6)

transportă continuu nămolul îngroşat la linia de alimentare cu nămol a instalaţiei de deshidratare

a nămolului cu presa melc, tip HUBER RoS 3, mărimea 3 (Plansa nr. ).O pompă cu şurub

excentric (1) transportă nămolul primit de la instalaţia automată de îngroşare a nămolului în

reactorul de floculare (4). Instalaţia de preparare dozare polielectrolit (2), cu ajutorul

echipamentului de amestec – injecţie (este injectat in nămol volumul necesar de polielectrolit

pentru coagulare. Amestecul necesar este introdus în reactorul de floculare cu amestecător

mecanic (3), unde se produce procesul de floculare a nămolului. Polielectrolitul necesar este

dozat prin pompa de dozare a instalaţiei de preparare a polielectrolitului lichid, în funcţie de

volumul nămolului fluid şi de concentraţia acestuia. Nămolul floculat din reactorul de floculare,

intră în presele de nămol ale instalaţiei RoS 3 (5). Nămolul este transportat continuu de melcul

presei de-a lungul unei site formate din bare trapezoidale cu interstiţiu de 0,25mm, nămolul fiind

presat şi amestecat continuu, în timp ce filtratul iese prin sită. In timpul procesului de

deshidratare un sistem de curăţire rotativa, cu şprei de apă, spală la anumite intervale de timp

eventualele particule de nămol ce s-au depus între barele sitei.

Apele filtrate (an) se evacuează direct prin conducta de evacuare a instalaţiei de

deshidratare şi sunt pompate in bazinele staţiei de pompare ape uzate nr.3. O parte

din nămolul deshidratat este evacuat cu un transportor elicoidal de la capătul de sus al presei,

într-un container special pentru nămol deshidratat, iar cealaltă parte este transportat spre un

uscător cu bandă pentru nămol deshidratat (BDS) Andritz 3Sys AG.

Uscătorul cu bandă (BDS) Andritz 3Sys AG se caracterizează prin flexibilitate şi

capacitatea de a utiliza o serie largă de energie, în mod special de energie reziduală de calitate

inferioară.

25


Nămolul deshidratat mecanic şi cel deja uscat sunt introduse într-un transportor elicoidal

de alimentare-amestecare. Nămolul amestecat (aprox. 60% SU) este distribuit pe întreaga

suprafaţă a benzii de uscare prin intermediul unui transportor elicoidal de dozare -distribuţie.

Prin acest transportor elicoidal şi printr-un dispozitiv de reglare a înălţimii se obţine un strat cu o

grosime uniformă (4-15cm), ajustabil pe lăţimea benzii. Instalaţie BDS în Wohlen, Elveţia.

Aerul de uscare este încălzit până la o temperatură iniţială de 120-150°C. Aerul trece

peste stratul de nămol şi absoarbe în acest timp umezeala produsului. Pentru a obţine un

randament termic optim, uscătorul este folosit la o rată înaltă de reciculare. Astfel, o cantitate

mare din aerul de uscare este trimisă înapoi la generatorul de căldură şi reîncălzită. O parte din

aerul circulant este transferată la condensator şi la epuratorul chimic, unde sunt îndepărtaţi

poluanţii acizi şi bazici.

Toate componentele uscătorului sunt operate la joasă presiune, evitând astfel praful şi

degajarea mirosului. Aerul din uscător este încălzit direct de gazele fierbinţi produse prin arderea

gazelor naturale. Gazele fierbinţi ieşite din arzătorul de gaze sunt amestecate cu aerul răcit din

uscător direct în camera de combustie şi dirijate înapoi spre uscător. Aerul din uscător trece peste

stratul de nămol umed şi se răceşte din nou.

Vaporii în surplus, produşi în urma procesului de evaporare, sunt goliţi prin condensator

şi sistemul de epurare. Datorită dispunerii ventilatoarelor după banda de uscare, toate

componentele uscătorului şi instalaţiile auxiliare care vin în contact cu nămolul sau produsul de

uscat sunt ţinute sub o presiune uşor negativă. în consecinţă, nu vor exista emisii de praf sau

mirosuri în mediul înconjurător. După ce trece de zona de uscare, produsul are un conţinut de

substanţă uscată de peste 90% şi este răcit în zona de răcire.

La capătul benzii produsul uscat este evacuat prin intermediul unui transportor elicoidal

de produs şi este evacuat cu ajutorul containerelor speciale pentru nămol deshidratat uscat sau

este transferat pentru utilizare ulterioară, respectiv back mixing.

2.3.3.3. Epurarea aerului

Tehnologia biofiltrarii constă in neutralizarea mirosurilor printr-un proces natural,


Instalaţia de purificare a aerului cu biofiltru este compusă din :

26


- unitate de spălare ;

- ventilator pentru biofiltru ;

- biofiltru;

Unitatea de spălare, deserveşte filtrul biologic este fabricată din oţel inoxidabil, are

separator de picătură mică, pompă de circulaţie şi valvele necesare.

Ventilatorul pentru biofiltru, suflă aerul din umidificator în biofiltru pentru tratarea

finală.

Biofiltrul (Fig 2.34)

Tehnologia biofiltrării constă în neutralizarea mirosurilor printr-un proces natural,


Aerul viciat (urat mirositor) exhauzat care este evacuat cu ajutorul ventilatoarelor

industriale de la instalaţia compactă de epurare mecanică nr.4 şi de la staţia de condiţionare

chimică, îngroşare mecanica şi deshidratare a nămolului nr. 14 prin intermediul unei tubulaturi şi

este dirijat spre compartimentul închis al biofiltrului.

Compartimentul închis al biofiltrului este prevăzut cu o gură de aducţiune a aerului şi o

podea de plastic tip grătar susţinut de piloni de plastic. Pe această podea se află materialul care

este compus dintr-un strat de 100cm de turbă şi un strat de 20cm de SBRM. Acest material

filtrant este stropit cu ajutorul instalaţiei de spălare şi astfel pe suprafaţa materialului filtrant

cresc microorganisme (bacterii), care descompun şi oxidează substanţele urât mirositoare din aer

datorită stării lor enzimatice.

Conductele de evacuare stau într-un strat de piatră bazaltică si sunt acoperite cu un strat

de scoarţă de conifere ce asigură filtrarea aerului viciat. Biofiltru este prevăzut cu o pantă de

scurgere pentru apele fluviale, ape ce se colectează într-un cămin prevăzut cu o scurgere spre

canalizarea de ape uzate şi apoi în staţia de epurare. De asemenea , biofiltrul este prevăzut cu

sistem de stropire cu apă.

27


Fig. 2.34

2.3.4. Impactul produs de staţia de epurare tip ADIPUR 6500 ELS, Q = 1300mc/zi asupra

mediului

2.3.4.1. Impactul produs asupra apelor subterane şi de suprafaţă

În perioada de exploatare impactul lucrărilor de alimentare cu apa, canalizare şi epurare a

apelor uzate va fi nesemnificativ asupra apelor de suprafaţa în cazul în care obiectele staţiei de

epurare vor funcţiona la gradele de epurare proiectate si daca sistemul de colectare si de transport

va funcţiona fara avarii.

Reţeaua de canalizare poate influenta in mod negativ apele subterane in cazul când

acestea se vor executa neângrijit, folosind elemente de construcţie permeabile sau care pot fi

degradate sub acţiunea apelor uzate . O execuţie atenta cu materiale de calitate si cu un control

periodic al reţelei de canalizare elimina aceste inconveniente.

Orice defecţiune semnalata la utilajele de epurare ale staţiei trebuie remediata cat mai

repede cu putinţă pentru a nu se deregla procesul de epurare biologica cu nămol activ. Dereglarea

procesului tehnologic conduce la depăşirea indicatorilor de calitate proiectaţi si deci la poluarea

apelor de suprafaţa, şi deci având implicaţii dăunătoare asupra florei şi faunei din aval. Trebuie

să existe posibilitatea golirii pentru curăţenie şi reparaţii al fiecărui obiect tehnologic fără a se

deregla randamentul total de epurare.

2.3.4.2. Impactul produs asupra calităţii aerului

28


Impactul produs asupra calităţii aerului este nesemnificativ datorita dotării staţiei de

epurare cu instalaţie de epurare a aerului cu biofiltru, singura posibilitate de poluare cu gaze

toxice poate sa survină pe reţeaua de canalizare la intrarea în staţia de epurare, sau deteriorarea

pereţilor sau acoperişului staţiei de epurare.

O poluare minora poate sa aibă loc de la autovehiculele care aprovizionează cu

materialele necesare procesului de producţie sau care preia containerele cu nisip deshidratat,

nămol deshidratat şi/sau uscat.

Un impact asupra atmosferei poate apărea în urma unui eventual incendiu, de aceea staţia

de epurare trebuie să fie dotată cu instalaţie automată de stingere a incendiilor prevăzută cu

senzori de prezenţă a fumului.

2.3.5.1.3. Impactul produs asupra solului şi subsolului

Impactul produs asupra solului şi subsolului este nesemnificativ, putând exista doar în

cazul unor avarii grave la reţeaua de canalizare care alimentează staţia de epurare, daca aceste nu

sunt etanşe, ducând la impurificarea solului şi subsolului cu germeni patogeni.

2.3.5.1.4. Posibilităţi de diminuare sau eliminare a impactului produs asupra mediului

Diminuarea sau eliminarea impactului produs asupra mediului se poarte realiza prin

următoarele masuri:

- asigurarea unei funcţionari şi exploatări corespunzătoare a sistemului de canalizare şi de

epurare a apelor uzate;

- asigurarea funcţionarii neântrerupte a sistemului de insuflare cu aer în bazinele de aerare;

- asigurarea funcţionarii neântrerupte cu energie electrică prin dotarea cu un generator de energie

electrică a staţiei de epurare, care să funcţioneze în cazul când cade alimentarea cu energie

electrică de la reţeaua de medie tensiune;

- asigurarea funcţionarii neântrerupte şi la parametrii proiectaţi ai staţiei de epurare;

- instruirea periodica a personalului de exploatare din cadrul staţiei de epurare

2.3.5. Calculul de dimensionare al grătarelor rare

29


Camera grătarelor rare este o construcţie din beton armat în care este ancorat grătarul rar

propriu-zis, şi este realizată sub forma unui canal cu secţiunea transversală dreptunghiulară.

Lăţimea camerei grătarelor rare se determină cu relaţia :

Bc = ∑ b.

+

b

bs. C [m];

în care:

∑ b este suma lăţimii interspaţiilor dintre barele grătarului, în m;

∑ b = max.max hv

Qc

unde:

Qc este debitul de calcul al grătarului, în m 3 /s, Qc = 54m 3 /s;

h max – adâncimea maximă a apei în fata grătarului, corespunzătoare vitezei şi debitului maxim,

în m,

h max = 0,5 m;

s – lăţimea unei bare, în m, s = 0,01m;

b – lăţimea interspaţiilor între barele grătarului, în m,

b = 0,016 m;

C – lăţimea pieselor de prindere a grătarului în pereţii camerei, C = 0,3m;

v max – viteza apei printre interspaţiile grătarului, în m/s, v max = 4,23 m/s.

∑ b = 5,0.23,4

54=

115,2

54= 25,53m

Bc = 25,23

+

016,0

016,001,0. 0,3 = 4,35m

Constructiv se adoptă lăţimea camerei grătarului, Bc = 0,4 m. Lăţimea camerei grătarelor

trebuie sa fie mai mare decât a canalului de acces.

In zona de racordare a camerei grătarelor cu canalul din amonte, panta radierului trebuie

să fie de minim 1 % in vederea evitării depunerilor. În camera grătarelor panta radierului trebuie

să fie mai mare de 1 %.

În camera grătarelor şi în canalul amonte trebuie asigurată o înălţime minimă de siguranţă

deasupra nivelului maxim al apei de 0,3 m.

30


Grătarul ales este un grătar rar tip ADIGRA complet automatizat, cu curăţire mecanică

care acţionează intermitent, fiind comandat de un plutitor ce pune în mişcare mecanismul când

pierderea de sarcină prin grătar depăşeşte o valoare prescrisă. Reţinerile de pe grătar se

deshidratează şi se descarcă în containere.

Aria secţiunii de trecere prin interspaţiile dintre bare (A), este dată de relaţia :

A = v

Qc[m 2 ]

în care :

Qc este debitul de calcul al grătarului, în m 3 /s , Qc = 54 m 3 /s;

v – viteza apei prin interspaţiile grătarului, în m/s.

A = 23.4

54= 12,76 m 2

Lătimea grătarului rar (Bg) se determină cu relaţia:

Bg = n - b + (n -1) . s

în care :

n – numărul de interspaţii dintre bare, n = 16 ;

s – grosimea barelor, în m, s = 0,01 m;

b – lăţimea interspaţiilor dintre bare, în m, b = 0,016 m ;

Bg = 16 . 0,016 + (16 – 1) . 0,01 = 0,25 + 0, 15 = 0,4 m

Pierderea de sarcină prin grătar nu trebuie să producă un remuu prea mare care să pună

sub presiune canalul de ape uzate ce intră în staţie.

Pierderea de sarcină prin grătarul rar se calculează cu relaţia:

hg = ξ . sin α . g

va

2

2

[m col. apă]

ζ = β . 3

4

b

s

în care :

β este coeficientul de formă al barelor, β = 0,92 ;

ξ – coeficientul de rezistenţă locală la trecerea prin grătar ;

s – grosimea barelor, în m, s = 0,01 m;

b – lăţimea interspaţiilor dintre bare, în m, b = 0,016 m ;

31


va – viteza apei în amonte de grătar, în m/s, va = 4,23 m/s ;

g – acceleraţia gravitaţională, în m 2 /s, g = 9,81 m 2 /s ;

ξ = 0,92 . 3

4

016,0

01,0

= 0,92 . 0,0626 = 0, 058

hg = 0,058 . 0,85 . 0,91 = = 0,0449 m col. apă

Pierderile de sarcină rezultate se multiplică cu trei pentru a ţine seama de pierderile

suplimentare datorate înfundării grătarului.

Pierderile de sarcina totale sunt :

hg tot = hg . 3 = 0,0449 . 3 = 0,147 m col. apă

2.3.5 Instalaţie compactă de epurare mecanică cu deznisipator, grătar fin rotativ şi

separator de grăsimi aerat

Staţia de epurare ADIPUR este dotată cu o instalaţie compactă de epurare mecanică cu

deznisipator, grătar fin rotativ şi separator de grăsime aerat, deci nu are o construcţie separată

pentru deznisipator şi pentru separaratorul de grăsime.

Amplasarea instalaţiei compacte de epurare mecanică cu deznisipator, grătar fin rotativ şi

separator de grăsime aerat este între staţia de pompare apă uzată şi treapta biologică.

2.3.5.1. Calculul funcţiei de separare a grăsimilor pentru instalaţia compactă de epurare

mecanică

Viteza ascensională (de ridicare) Vr a peliculei de grăsime din separator se consideră de

la 8…15m/h.

Încărcarea superficială :

rc

s vA

Qu ≤= [m/h];

unde :

cQ – debitul de calcul, in m³/h;

A – suprafaţa orizontală, la oglinda apei, în m²;

A = [m²];

n - numărul de compartimente în funcţie:

1B – lăţimea unui compartiment : 1B =3m;

32


L-lungimea utilă a separatorului, L= 4,39m;

Revin şi calculez:

LBnA ⋅⋅= 1 [m 2 ];

1,417,13

54 ==su m/h

Timpul mediu de trecere t al apei prin separatorul de grăsime se determină cu relaţia:

LV

Lt = [s];

în care :

L – lungimea utilă a separatorului, în m;

LV - viteza longitudinală, în m/s;

1Sn

QV c

L ⋅= [m/h];

1S - aria secţiunii transversale a unui compartiment, în m 2 ;

HB

S ⋅=2

11 [m 2 ];

în care:

1B - lăţimea unui compartiment măsurat la oglinda apei, în m 2 ;

H – adâncimea apei. Se recomandă H = 1,2,…,3m;

Revin şi calculez:

8,12,12

31 =⋅=S m 2

2,978,11

54 =⋅=LV m/s

Viteza longitudinală a apei uzate LV - trebuie să îndeplinească următoarea condiţie :

25≤LV su ;

97,2 ≤102,5 ⇒ se respectă relaţia de mai sus.

33


Timpul mediu de trecere prin separator se recomandă să fie 5 – 12min.

Debitul de aer Qaer la presiunea relativă de 0,5 – 0,7 bar se determină cu relaţia:

Q aer = aerq cQ⋅ [m 3 /h];

în care:

aerq - debitul specific de aer, în m 3 aer/m 3 apă uzată;

aerq = 0,6 m 3 aer/m 3 apă uzată în cazul insuflării prin tuburi perforate;

4,32546,0 =⋅=aerQ m 3 /h

Eficienţa reţinerii grăsimilor în separatoarele de presiune cu insuflare de aer de joasă presiune

este de 50 – 85%. Eficienţa optimă se realizează prin insuflarea continuă a aerului în apă.

2.3.5.3 Calculul funcţiei de deznisipare a instalaţiei compacte de epurare mecanica

Deznisipatoarele sunt bazine de reţinere a particulelor minerale (în special nisip) care

sedimentează independent unele de altele. Este importantă menţinerea constantă a vitezei, la

variaţiile de debit pentru evitarea depunerii substanţelor în suspensie, când viteza scade şi pentru

împiedicarea nisipului depus când viteza depăşeşte această valoare. Menţinerea vitezei constante

se face prin insuflare cu aer de joasă presiune, astfel încât viteza în zona de depunere a nisipului

să se menţină în jur de 0,3m/s (Negulescu, 1978).

În Tabelul 2.6 sunt prezentate valorile vitezei de sedimentare, a particulelor de diferite

dimensiuni după K. Imhoff pentru temperatura de 15ºC.

Tabel 2.6 - Viteza de sedimentare v , mm/s în funcţie de diametrul granulelor

(după K. Imhoff)

Diametrul

Granulei (mm)

1,0 0,5 0,2 0,1 0,05 0,01 0,005

Nisip 140 72 21 7 1,4 0,08 0,02

Cărbune 42 21 7 2 0,4 0,02 0,0004

Materii solide

din ape uzate

orăşeneşti

34

17

5

0,8

0,2 0,008

0,002

34


Eficienţa deznisipatoarelor este legată şi de viteza orizontală 0v cu care apa se mişcă în

bazin şi viteza critică de antrenare v a depunerilor de pe radierul bazinului.

Viteza orizontală cu care se mişcă apa de canalizare în deznisipator trebuie să fie mai

mică sau egală cu viteza critică, care antrenează substanţele organice depuse pe radier, nu însă şi

sedimentele.

Secţiunea transversală a deznisipatoarelor orizontale se determină astfel:

0v

QA c

tr = [m 2 ]

în care:

cQ - debitul de calcul al deznisipatorului, în m 3 /s;

0v - viteza orizontală, în m/s (0,3 m/s pentru debitul orar maxim).

1803,0

54 ==trA m 2

Secţiunea orizontală a deznisipatorului rezultă din împartirea debitului de calcul la viteza

de sedimentare. Aceasta se mareşte cu 30–50% datorită curenţilor ce se formează în deznisipator,

a vântului şi turbulenţei.

s

c

v

QA )5,13,1(0 −= [m 2 ]

unde:

sv - viteza de sedimentare, în m/s (tabelul );

0A = 1,5. 57,1171,75,17

54 =⋅= m 2

Constructiv alegem:

Lungimea deznisipatoarelor se determină din ecuaţia:

35


tvL ⋅= 0

2,4143,0 =⋅=L m

în care:

t - este timpul de rămânere a apei în deznisipator .

Lăţimea deznisipatorului depinde de mărimea secţiunii orizontale şi a lungimii .

L

AB 0= [m];

B 75,22,4

57,11 == , constructiv alegem B = 3m

2.3.6. Calculul de dimensionare al decantoarelor secundare longitudinale

Decantoarele secundare longitudinale sunt construcţii din beton, sau din beton armat şi

sunt utilizate pentru îndepărtarea din apele de canalizare a materiilor în suspensie.

Decantoarele secundare longitudinale STAS 4162/2/1-89 sunt alcătuite din :

- dispozitive de distribuţie a apei;

- jgheab pentru colectarea substanţelor plutitoare;

- perete semi-înecat;

- deversor triunghiular;

- jgheab pentru colectarea apei decantate;

- pâlnie colectoare pentru nămol.

Decantoarele secundare longitudinale sunt amplasate după instalaţiile de epurare

biologice şi au următoarea eficienţă :

- 40-60 % în reducerea concentraţiei suspensiilor;

- 20-25 % în reducerea de CBO5.

Încărcarea superficială us se determina cu relaţia :

us = Ao

Qc [m/h]

în care :

Qc este debitul de calcul al apelor uzate, în m 3 /h, Qc = 54 m 3 /h;

Ao– suprafaţa orizontală utilă de decantare, în m 2 , A0 = 32 m 2 .

36


us = 32

54= 1,6875 m/h

Viteza de curgere pentru decantoarele secundare longitudinale este de 5 mm/s.

Timpul de decantare (td) se stabileşte cu relaţia :

td = s

u

u

h [h]

în care :

h u este înălţimea zonei utile de sedimentare, în m,h u = 3,2m;

td =6875,1

2,3= 1,89 h

Viteza de deplasare a podului raclor este de 20 mm/s asfel încât ciclul tur- retur să

nu depăşească 45 minute.

Evacuarea nămolului se face prin pompare, iar timpul dintre doua evacuări ale nămolului

nu trebuie să depăşească 4 h.

Sistemul de colectare al apei decantate trebuie să asigure o colectare uniformă şi

deversare în regim neâncărcat.

Viteza de curgere în rigola de colectare a nămolului este de 0,7 m/s iar viteza de sedimentare

(după STAS 4162/2-89) (Tabelul 2.7)

Tabelul 2.7 - viteza de sedimentare (după STAS 4162/2-89)

Reducerea concentraţiei

suspensiilor în decantor

Concentraţia iniţială a

suspensiilor în mg/dm3

Viteza de sedimentare a

particulelor (u) m/h40-45 < 200 2,346-50 < 200 1,750-55 < 200 1,256-60 < 200 0,7

Volumul de decantare, aria secţiunii orizontale şi transversale se calculează cu

relaţiile:

Vdec = Qc . td ; Ao = u

Qc ; Atr =

v

Qc.

în care :

Qc este debitul de calcul al apelor uzate, în m 3 /h, Qc = 54m 3 /h ;

37


td – timpul de decantare, în h, td = 1,89h ;

u – viteza de sedimentare a particulelor, în m/h, u = 1,7m/h ;

v – viteza de curgere a apei, în m/h, v = 4,23m/h.

Vdec = 54 . 1,89 = 102 m 3

Ao = 7,1

54= 31,76m 2 , constructiv se adoptă Ao = 32 m 2 ;

Atr = 23,4

54= 12,76m 2 , constructiv se adoptă Atr = 14 m 2 ;

Lungimea decantorului longitudinal L se stabileşte cu ecuaţia :

L = v . td =4,23 . 1,89 = 7,99 = 8 m

Şi se verifică dacă este respectată relaţia : L ≥ 2 bi, unde bi este lăţimea decantorului în m ,

relaţie care se verifică deoarece bi = 4m.

Înălţimea decantorului se determină astfel :

H = hu + hd + hn + hs [m]

în care :

hu este înălţimea zonei utile de decantare, hu = 3,2m

hd – înălţimea zonei de depunere a nămolului, hd = 0,3 m

hn – înălţimea zonei neutre, hn = 0,3 m ;

hs – înălţimea zonei de siguranţă, hs = 0,3 m.

H = 3,2 + 0,3 + 0,3 + 0,3 = 4,1m

CAP. 3. Metode alternative pentru epurarea apelor uzate

3.1. Generalitati

Tehnologiile convenţionale de epurare a apelor uzate menajere sunt tehnologii

energofage şi din această cauză începând cu anii 1970, datorită schimbarilor majore survenite la

nivelul legislaţiei, s-a trecut la cercetări aprofundate spre tehnologii mai curate, mai puţin

costisitoare şi în acelaşi timp şi ecologic “prietenoase”, fiind denumite astazi generic

“ecologice”.Această etichetare este pe deplin justificată, având în vedere faptul că, ele se bazează

pe procesele de epurare (degradarea materiei organice şi transformarea acesteia în materii

anorganice) ce se desfaşoară în natură. Acestea sunt destinate înlocuirii tehnologiilor artificiale

38


bazate preponderent pe echipamente mecanice, denumite “ convenţionale”, în raport cu cele “

ecologice “, fapt care determină ca acestea din urmă să se numească şi “alternative”.

Prin cheltuieli de investiţii mici, costuri de exploatare reduse, consum zero de energie

electrică, producţie foarte mică de namol şi integrare armonioasă în mediu, aceste metode

alternative de epurare satisfac pe deplin cerinţele dezvoltării durabile,baza politiciilor actuale de

mediu.

Soluţiile locale (individuale) de canalizare servesc la suplinirea canalizării publice şi în

acest sens pot fi considerate ca metode alternative de epurare pentru epurarea apelor uzate

provenite de la gospodarii individuale sau colectivitaţi mici de pană la 50 locuitori.

Soluţiile locale (individuale) de canalizare pot fi considerate urmatoarele:

1.– bazine de colectare;

2.– fose septice;

3.– soluţii cu infiltrarea apei uzate epurate in sol;

4.– soluţii cu infiltrarea apei uzate prin medii poroase (nisip);

5.– instalaţii compacte de epurare biologica.

Intre bazinele de colectare si celalalte soluţii există o diferenţă esenţială : prima

nu are decât intrare, pe când toate celălalte au şi evacuare.

Soluţii de epurare alternativă a apelor reziduale sunt şi epurarea biologică cu plante şi

epurarea biologică cu microorganisme în iazuri (lagune, lacuri).

3.2. Bazine de colectare

Bazinele de colectare nu pot să reprezinte efectiv o formă de epurare a apelor reziduale

dar au un rol important pentru gospodariile individuale neracordate la un sistem centralizat de

canalizare şi epurare a apelor uzate, prin stocarea pe o perioadă determinată pană la umplerea

acestora, după care cu ajutorul unor instalatii speciale auto denumite autovidanjoare, care preiau

din bazinele de colectare apa uzată şi o transportă la o staţie de epurare.

Principiul de funcţionare al bazinelor de colectare a apei uzate se bazează pe faptul că,

apele uzate rezultate din cladiri sau gospodarii individuale sunt conduse printr-un canal subteran

într-un rezervor subteran etanş , de unde sunt îndepartate periodic prin vidanjare. Pentru

asigurarea golirii complete, bazinele de colectare se prevăd la fund într-un colţ cu o başă.

Deoarece apele uzate sunt agresive faţă de betoane, mortare pe bază de ciment şi metale,

39


bazinele de colectare se vor confecţiona din materiale plastice iar capacele construcţiilor de

canalizare din fontă.

Considerând o familie convenţională cu 3,5 persoane şi un consum de apă mediu de 120

l/om.zi, producţia zilnică de apă uzată este de 350l, iar în două săptamani de cca 5m 3 . Aceasta

corespunde cu capacitatea autovidanjoarelor , ceea ce permite utilizarea lor mai eficientă,

deoarece tariful de vidanjare este stabilit nu în funcţie de volum, ci la ora de utilizare a maşinii.

Un criteriu important de amplasare a bazinelor de colectare este asigurarea accesului

rutier al autovidanjei, care încarcată are greutatea de 12-15t.

Costul unui bazin de colectare cu volumul util de 5m 3 (volumul interior este cu cca 32%

mai mare, pentru asigurarea deasupra nivelului maxim de umplere al unui spaţiu necesar pentru

racordarea tubului de canalizare şi pentru ventilaţie), în cazul apei subterane sub cota de fundare

sau numai puţin peste aceasta , este de cca 5000 RON.

Soluţia poate fi suportabilă economic pentru cabane, case de vacantă, care produc cei 5m

3 într-o perioadă mai indelungată de timp, deci necesită vidanjari odată sau de cateva ori pe an

sau în alte situaţii, în care distanţa de transport este mică. De exemplu, o distanţa de transport de

pană la 10 km necesită cca. o ora de utilizare a autovidajei, ceea ce ar costa 250 RON, iar pentru

gospodaria din exemplu anterior ar reprezenta o cheltuiala anuală de 6500 RON.

3.3. Fosele septice

Fosele septice pot fi considerate in multe cazuri prima treaptă de epurare. Există mai

multe variante de fose septice, diferenţiate prin timpul de retenţie Tr, astfel :

- simple, cu un compartiment, pentru Tr = 1 zi ;

- obisnuite (sau de bază), cu doua compartimente, pentru Tr = 3 zile ;

- extinse, cu 3 compartimente, pentru Tr = 6 sau 10 zile .

Nici o fosă septică nu poate fi utilizată singură, deoarece nu poate asigura

eficienţa de epurare impusă de reglementarile în vigoare , ci numai ca primă treaptă de epurare,

sarcina lor fiind reţinerea materiilor în suspensie şi a grasimilor, care pot înfunda sistemele de

filtrare conectate la ieşirea lor în serie.

Fosa septică (Fig. 3.1) nu este o instalaţie de epurare de epurare biologică, chiar dacă în

ea se desfaşoară şi procese biologice de epurare anaerobă, adică se bazează pe activitatea

bacteriilor anaerobe, care nu au nevoie de oxigenul activat în apă pentru susţinerea vieţii lor.

Aceste bacterii descompun materia organică şi o transformă în materii anorganice sub forma

40


sărurilor dizolvabile în apă şi în gaze. În acelaşi timp se produce şi depunerea materiilor solide în

suspensie decantabile, precum şi separarea la suprafaţa apei a grasimilor care formează o crustă

groasă. Datorita timpului mare de retenţie, se produce şi o mineralizare şi o fermentare a

namolului depus pe fund, tot datorită activitaţii bacteriilor anaerobe, rezultând ca gaze de

fermentare metan, bioxid de carbon şi hidrogen sulfurat, precum şi în cantitaţi infime şi

hidrogen. Crusta formată trebuie spartă regulat pentru eliberarea acestor gaze. Pentru asigurarea

condiţiei anaerobe , adâncimea apei în fosa septică trebuie să fie de 2m, acest aspect ducând la

adancimi de construcţie de pană la 3m, ceea ce trebuie avut în vedere în special pe

amplasamentele unde nivelul apei subterane este ridicat.

La intrarea şi ieşirea apei se prevăd piese speciale sub formă de T, cu scopul de a dirija la

intrare apele uzate imediat spre fund şi ajutarea sedimentării şi separării, iar la ieşire pentru a

impiedica tranzitarea materiei plutitoare. Tubul de ieşire se va aşeza cu radierul cu 10-20 cm mai

jos faţă de radierul tubului de intrare.

O fosă septică bine proiectată, executată şi întreţinută va necesita evacuarea nămolului

umed prin vidanjare, odată la 1- 4 ani din primul compartiment, din celalalte mai rar. Nivelul

namolului trebuie verificat periodic şi vidanjat atunci când acesta a ajuns la cca. 1/3 din înalţimea

totală de apă. Întodeauna trebuie lăsat un strat de namol de 15-20 cm, pentru inocularea mai

rapidă a noilor cantitaţi de ape uzate.

Un criteriu important de amplasare şi a foselor septice este asigurarea accesului rutier al

autovidanjei, care încarcată are greutatea de 12-15t.

3.3.1. Fosă septică simplă

Fosa septică simplă are cel mai mic randament privind reducerea materiei organice

exprimate in CBO5, de numai 15-20 %, iar a materiei in suspensie de cca. 30 %. Pot fi utilizate

pană la debite de 1m 3 /zi sau 5-10 locuitori. Cel mai convenabil pot fi construite din tuburi

prefabricate din beton cu Dn 1000, cu adancimea volumului util (de apa) de 2m, asigurând un

volum util de 1,57m 3 , acestea fiind dimensiunile minime. Pentru debitul de 1 m se prevăd 2

compartimente identice, legate între ele cu tub aşezat sub nivelul apei cu acoperire de 30 cm.

3.3.2. Fosă septică obişnuită, cu 2 compartimente

Fosa septică obişnuită, cu 2 compartimente,se recomandă a fi utilizată până la 50

locuitori sau 50 le. Pentru o familie convenţională cu 3,5 persoane se prevede deja o fosă cu

volumul util de minim 2m 3 . Volumul minim este determinat din condiţii constructive, ceea ce

41


înseamnă asigurarea unor dimensiuni minime pentru accesul omului în compartimente. La

capacitatea maximă de 50 le, în funcţie de debitul specific de apă uzată, vor rezulta dimensiuni

diferite. Pentru 100 l/om.zi apă uzată va rezulta un volum util de 100x50x3/1000 = 15 m 3 .

Compartimentarea se face în raportul volumelor de 2:1. Forma geometrică optimă a

compartimentelor are raportul laturilor L:B = 2:1. Pentru exemplul de mai sus, acest raport va fi

10:5, adică primul compartiment va avea volumul de 10 m 3 şi doilea 5 m 3 Deasupra nivelului

apei se va asigura un spaţiu liber de cel puţin 40 cm, în peretele de compartimentare se vor

prevedea pentru comunicare orificii amplasate într-un mod bine determinat sub şi deasupra

nivelului apei. In occident se produc soluţii prefabricate din inele din beton armat.

O fosă septică cu 2 compartimente bine proiectată, executată şi întreţinută poate asigura o

eficienţă de epurare (reducere) a materiei organice de 25-40 % şi a suspensiilor de cca. 50 %.

In ceea ce priveşte costul unei fose septice cu 2 compartimente, orientativ în varianta de

execuţie prin firme de construcţii, pentru o fosă septică de 50 le acesta este de cca. 25000 RON.

Fig. 3.1- Fosă septică simplă

42


3.3.2. Fosă septică obişnuită, cu 2 compartimente

Fosa septică obişnuită, cu 2 compartimente,se recomandă a fi utilizată până la 50

locuitori sau 50 le. Pentru o familie convenţională cu 3,5 persoane se prevede deja o fosă cu

volumul util de minim 2m 3 . Volumul minim este determinat din condiţii constructive, ceea ce

înseamnă asigurarea unor dimensiuni minime pentru accesul omului în compartimente. La

capacitatea maximă de 50 le, în funcţie de debitul specific de apă uzată, vor rezulta dimensiuni

diferite. Pentru 100 l/om.zi apă uzată va rezulta un volum util de 100x50x3/1000 = 15 m 3 .

Compartimentarea se face în raportul volumelor de 2:1. Forma geometrică optimă a

compartimentelor are raportul laturilor L:B = 2:1. Pentru exemplul de mai sus, acest raport va fi

10:5, adică primul compartiment va avea volumul de 10 m 3 şi doilea 5 m 3 Deasupra nivelului

apei se va asigura un spaţiu liber de cel puţin 40 cm, în peretele de compartimentare se vor

prevedea pentru comunicare orificii amplasate într-un mod bine determinat sub şi deasupra

nivelului apei. In occident se produc soluţii prefabricate din inele din beton armat.

O fosă septică cu 2 compartimente bine proiectată, executată şi întreţinută poate asigura o


In ceea ce priveşte costul unei fose septice cu 2 compartimente, orientativ în varianta de

execuţie prin firme de construcţii, pentru o fosă septică de 50 le acesta este de cca. 25000 RON.

3.3.3. Fosă septică extinsă, cu 3 compartimente

Fosă septică extinsă, cu 3 compartimente, se recomandă a fi utilizată de asemenea pană la

50 locuitori sau 50 le. Volumul util minim pentru o familie convenţională cu 3 persoane şi de 6

zile trebuie sa fie de 3 m 3 , iar de 10 zile de 5 m 3 . La capacitatea maximă de 50 le, în funcţie de

debitul specific de apă uzată si timpul de retenţie, vor rezulta dimensiuni diferite. De exemplu,

pentru 100 l/om.zi apă uzată si Tr = 6 zile va rezulta un volum util de 100·50·6/1000 = 30 m 3 , iar

pentru Tr = 10 zile un volum de 50 m 3 . Compartimentarea se va face în raportul volumelor de

2:1:1. Pentru exemplele de mai sus, acest raport va fi 15:7,5:7,5, respectiv 25:12,5:12,5. Celalalte

detalii constructive sunt identice cu cele pentru fosa septică obişnuită.

O fosă septică cu 3 compartimente bine proiectată, executată şi intreţinută poate asigura o


O fosă septică cu 3 compartimente de 6 zile costă cca. 44000 RON.

3.4. Soluţii cu infiltrarea apei uzate epurate în sol

43


Infiltrarea apei în sol este o soluţie locală (individuală) de canalizare, care asigură partea

finală de epurare şi primirea acestor ape. Construcţia de infiltrare trebuie să fie precedată

întodeauna de o fosă septică. Această soluţie de epurare nu asigură reţinerea fosforului în limita

prevazută pentru descarcare în zone sensibile limitând aria de utilizare posibilă.

Există două soluţii pentru infiltrarea apei uzate epurate în sol:

- prin puţuri de infiltrare;

- prin drenuri de infiltrare.

Infiltrarea apei este posibilă doar în soluri permeabile, adică în soluri constituite

din pietriş şi până la nisipuri fine şi nisipuri argiloase. Infiltrarea nu este posibilă în soluri

impermeabile, adică în solurile cu un conţinut ridicat de argilă.

Distanţa de protecţie sanitară de la o asemenea construcţie faţă de cea mai apropiată

fântână sau locuinţă conform normelor interne trebuie să fie de minim 300 m.

Din punct de vedere al procesului de epurare, prismul de pământ din imediata apropiere a

construcţiei de infiltrare poate fi considerat parte integrată a acesteia deoarece descompunerea

finală a poluanţilor din apa uzată se desfăşoară în această zonă.

Fenomenul de epurare se desfaşoară succint astfel: datorită gravitaţiei, apa uzată

preepurată avansează în jos prin porii pământului conţinând apă şi aer, ajutat şi de capilaritate,

adică fenomenul de sucţiune, iar microorganismele aerobe existente aici consumă materia

organică din apa uzată, eliberând materii anorganice ca bioxid de carbon, apă şi diferite săruri.

Aceste materii sunt în general neutrale faţă de mediu, dar în apropierea apelor subterane care

sunt utilizate pentru alimentare cu apă potabilă, pot fi şi nocive. Ele constituie materiile nutritive

pentru plante. Eficienţa de epurare în reducerea materiei organice exprimate în CBO5 este de 90-

95 %, iar din punct de vedere microbiologic se poate atinge un grad de reducere a bacteriilor de

99-100 %. În timp, datorită alimentării continue, local se va ridica nivelul apei subterane sub

forma unui clopot aplatizat, ajungând mai aproape de suprafaţa terenului, va creşte şi

evapotranspiraţia prin plante. Dacă într-o localitate se utilizează preponderent această metodă,

atunci mărimea parcelei (lotului) gospodăriilor trebuie să fie suficient de mare pentru ca solul,

plantele şi radiaţia solară să poată absorbi cantitatea de apă uzată evacuată, altfel nivelul apei

subterane va creşte periculos de mult. Socotind condiţiile medii de sol şi de climă, pentru o

familie care evacuează în medie 800 l/zi apă uzată, unele date indică o suprafaţă necesară

minimă de cca.800 m 2 .

44


În perioada călduroasă, o parte însemnată a apei uzate infiltrate nu mai ajunge până la apa

subterană, ci îşi schimbă sensul de curgere în sus, acest fenomen fiind ajutat foarte mult şi de

plante prin efectul de sucţiune creat de rădacini. Acest fenomen poate fi exploatat avantajos în

gospodăriile individuale, deoarece infiltrarea apei uzate poate fi considerat un procedeu de

irigare subterană, ducând la obţinerea de recolte bogate.

Este avantajos ca în apropierea zonei de infiltrare să se afle plante sau arbori cu consum

mare de apă, cum ar fi salcia plângătoare, plopul, trestia şi zmeurişul.

În apropierea sau deasupra zonei de infiltrare nu se pot amplasa construcţii şi nu este

permisă nici pavarea acesteia.

Grosimea de pământ granular trebuie să fie de 1m, deoarece acesta participă activ în

procesul de epurare a apelor uzate.

Suprafaţa de infiltrare se dimensionează pe baza coeficientului de permeabiltate a

terenului, care necesită determinări concrete, pe baza măsurătorilor exact pe amplasamentul şi

cât mai aproape de adâncimea de infiltrare.

Proiectate atent şi executate ingrijit, durata de viaţă a acestor sisteme este de obicei între

10-15 ani, dacă fosa septică este bine exploatată, atunci aceste sisteme pot funcţiona chiar mai

multe decenii.

3.4.1. Infiltrarea prin puţuri de infiltrare

Infiltrarea prin puţuri de infiltrare se utilizează pentru debite de până la 3 m 3 /zi, în

funcţie de debit şi de permeabilitatea terenului, cu predilecţie pentru solurile granulare cu

permeabilitate mare. Granulaţia prismului filtrant se stabileşte prin proiect.

Suprafaţa de infiltrare necesară se stabileşte prin calcul, astfel pentru un debit de 3 m 3

/zi, această suprafată variază între 42-78 m 2 .

Din punct de vedere constructiv există două variante :

- varianta cu umplutură filtrantă în exteriorul tubului de acces ;

- varianta cu umplutură filtrantă în interiorul tubului de acces ;

În varianta cu umplutură filtrantă în exteriorul tubului de acces tubul se utilizează

numai racordarea conductei de canalizare şi asigurarea accesului pentru inspecţie şi curăţire.

Umplutura filtrantă se aşează sub partea inferioară a tubului, sub formă tronconică inversată, cu

dimensiunile rezultate din calcul, care depăşesc diametrul tubului. Pentru prevenirea

45


supraîncărcării din cauza infiltraţiilor directe din ploi sau topirea zăpezilor, inelul prismului

filtrant se izolează cu o folie de polietilena (PE) sau PVC.

În varianta cu umplutură filtrantă în interiorul tubului de acces, tubul se utilizează

nu numai racordarea conductei de canalizare şi asigurarea accesului pentru inspecţie şi curaţire,

ci şi pentru realizarea umpluturii drenante. Din acest motiv trebuie utilizate tuburi cu diametru

mare, care trebuie să fie găurite pe manta, pe adâncimea de infiltrare.

Diametrul tubului în aceasta varianta poate sa ajungă pană la 3 m (Dn 3000).

În ambele variante constructive este posibilă legarea în paralel a mai multor puţuri, în

funcţie de soluţia cea mai avantajoasă pe amplasament. În acest caz trebuie avut în vedere

necesitatea împărţirii în mod egal al debitelor, în scopul asigurării unei încărcări hidraulice şi

organice egale pentru fiecare puţ. Distribuţia egală necesită construirea unui cămin cu o instalaţie

simplă. Este de preferat o alimentare secvenţială cu un debit mai mic de 6 m 3 /zi. Această

alimentare secvenţială se poate asigura în trei feluri:

- cu un vas basculant;

- prin sifonare;

- prin pompare.

Avantajul primelor două soluţii este că nu necesită energie electrică. Utilizarea

vasului basculant confecţionat din oţel inoxidabil necesită o diferenţă de nivel între intrare şi

ieşire foarte mare (0,6-0,8m) şi ca urmare, soluţia se pretează în mod obişnuit pentru terenurile în

pantă.Utilizarea sifonului necesită o diferentă de nivel între intrare şi ieşire de 20-40 cm.

Varianta cu pompare necesită alimentare cu energie electrică, dar puterea şi consumul de

energie sunt mici, pompele fiind antrenate de motoare monofazice (la tensiunea de 230 v),

puterea lor fiind în general de 0,55-0,8 Kw. Deoarece pompele în montaj uscat sunt mai puţin

costisitoare , sunt mai robuste şi mai fiabile acestea sunt des folosite, dar necesită un

compartiment uscat.

3.4.2. Infiltrarea prin drenuri de infiltrare

Infiltrarea prin drenuri de infiltrare Fig. 3.2 se poate utiliza şi pentru debite mai mari, în

funcţie de suprafaţa disponibilă şi conditiile de amplasament, limitandu-se la dimensiunea

convenţională pentru instalaţiile individuale. Considerând un debit specific de maxim 200

l/om.zi şi 50 le, debitul maxim recomandat rezultă de 10 m 3 /zi. Drenurile de infiltrare oferă

posibilitatea cedării apei uzate şi în solurile mai puţin permeabile. Drenurile de infiltrare sunt de

46


fapt nişte tuburi perforate înglobate într-o umplutură drenată. Granulaţia acestei umpluturi şi a

lungimii totale necesare a drenurilor se stabileşte prin proiect. Diametrul tubului de drenaj

variază între Dn 100-Dn 200 mm, iar panta longitudinală între 0,5-2 % (5-20 mm/m). Lungimea

maximă a drenului nu trebuie să depaşească 25 m. Dacă din calculul rezultă o lungime mai mare,

atunci drenul se execută ramificat, cu ramuri de cel mult 25 m lungime. Tuburile de drenaj se

fabrică din PVC sub formă de tuburi rigide sau riflate (cu nervuri inelare dese) flexibile. La

capătul aval al ramurilor de drenaj se execută cate o coloană de ventilaţie Dn 100 pentru aerisirea

permanentă a reţelei de drenaj şi asigurarea oxigenului necesar pentru bacteriile aerobe. Coloana

de ventilaţie trebuie ridicată cu cel puţin 60 cm deasupra nivelului terenului şi este prevazută cu

plasă deasă cu ochiuri de 1 mm, precum şi caciulă de ventilaţie.

Lungimea drenului de infiltrare se stabileşte prin calcul , astfel pentru un debit de 1,

aceasta lungime variază între 25-43 m.

Daca există suprafaţa disponibilă, drenurile de infiltrare oferă o soluţie mai ieftină faţă de

puţurile de infiltrare. Deoarece oferă o distribuţie mult mai uniformă a apelor uzate pe suprafaţa

parcelei, prin evaporarea mai mare prin suprafaţa terenului şi transpiraţia plantelor, în panza

freatică ajunge mai puţina apă uzată epurată.Drenul de infiltrare deşi oferă o distribuţie mai

uniformă a apei uzate pe parcelă, datorită lungimii mari este mult mai sensibil la distribuţia

inegală a debitelor. Astfel apa uzată ajunsă în dren începe să se infiltreze imediat, spre capat

ajungand din ce în ce mai puţina apa. Tronsoanele care sunt mai aproape de punctul de

alimentare se colmatează mai repede, în timp ce restul lungimii lucrează mult mai puţin sau chiar

de loc. Distribuţia cât mai uniformă a debitelor este o condiţie importantă. Aceasta nu se poate

asigura, decât prin utilizarea sistemelor de alimentare secvenţială , iar volmul util al

rezervoarelor se determină din condiţia egalitatii volumului cu cel al reţelei.

O variantă a drenului de infiltrare este cea cu combinarea acestuia cu un filtru de nisip,

care poate asigura o epurare biologică înainte de infiltrare, iar distanţa de protecţie până la

nivelul maxim al apei subterane se socoteşte de la partea inferioara a corpului filtrant.

47


Fig. 3.2 – Infiltrare prin dren de infiltrare

3.5. Soluţii cu infiltrarea apei uzate prin medii poroase (nisip)

Filtrarea apei uzate prin medii poroase este o soluţie individuală de canalizare, care

asigură partea finală de epurare înainte de cedarea acestor ape unui receptor natural sau artificial

de suprafaţă. Soluţia constă din realizarea unei umpluturi de nisip cu o granulaţie şi formă

geometrică stabilită prin proiectare, apa uzată fiind introdusă la un capăt, iar apa uzată epurată

fiind evacuată la capatul opus. Filtrul de nisip trebuie sa fie precedat întodeauna de o fosă

septică. Aceasta soluţie de epurare nu asigură reţinerea fosforului în limita prevazută pentru

descarcare în zone sensibile limitând aria de utilizare posibilă.

Debitul maxim recomandat este de 10 m 3 /zi, respectiv cel mult 100 locuitori .

Suprafaţa necesară se stabileşte prin proiect, aceasta poate fi între 3-5 m 2 pentru un debit

de apă uzată de 1 m 3 /zi.

Există două variante pentru filtrarea apei uzate prin medii poroase sau filtre de nisip:

- filtru de nisip vertical;

- filtru de nisip orizontal.

Fenomenul de epurare se desfăşoară datorită bacteriilor aerobe existente, bacteriile

acţionând în pelicula de apă ce înveleşte granulele de nisip datorită adeziunii.

Filtrele de nisip trebuie izolate etanş de teren.

48


3.5.1. Filtrul biologic de nisip vertical

Filtrul biologic de nisip vertical (Fig. 3.3),se utilizează când terenul este slab permeabil

sau impermeabil sau când nivelul apei subterane se află la mare adancime, precum şi atunci când

cota de evacuare este în apropiere şi la adâncime mare.

Din punct de vedere constructiv, filtrul biologic de nisip vertical este un corp prismatic,

prevăzut cu câte un dren la partea superioară şi inferioară. Lăţimea prismului este de 0,6-1,2 m,

înălţimea corpului filtrant din umplutură de nisip de 0,55-1 m şi lungime variabilă în funcţie de

debit pâna la 25 m. Dacă lungimea necesară este mai mare, atunci se construiesc mai multe

ramuri de filtre, alcatuind un camp de filtre. Drenul poate fi din tuburi din PVC riflate sau rigide

cu diametrul Dn 80 sau Dn 100. Ele se monteaza cu o pantă longitudinală de 0,5-2 % (5-

20mm/m). Tuburile de drenaj se înglobează într-o umplutură drenată din pietriş. La capatul aval

al drenurilor se prevad coloane de ventilaţie cu Dn 80 sau Dn 100 mm, ridicate deasupra

nivelului terenului cu cel puţin 60 cm şi prevazute cu plasă deasă având ochiurile de 1 mm,

precum şi caciulă de ventilaţie. Drenul superior de infiltrare trebuie pozat cel puţin sub

adâncimea de îngheţ.

Pe langă eficienţa de epurare, filtrul de nisip poate asigura o reducere a materiilor în

suspensie de cca. 80 %, a azotului total de cca.45 %, a azotului amoniacal de peste 95 % si a

fosforului total de cca. 40 %.

Alimentarea secvenţială a sistemului este o condiţie de bază pentru buna funcţionare, cât

şi pentru asigurarea unei durate de viaţă maxime. Durata de viaţă a acestor filtre poate fi între 2-

20 ani, dupa care nisipul filtrant trebuie înlocuit. Aceasta poate deveni o operaţiune complicată şi

inevitabil “mirositoare”. Nisipul filtrant scos trebuie depozitat la o haldă de gunoi şi adus nisip

curat de granulaţie stabilită prin proiect, ceea ce implică cheltuieli mari.

Filtrul de nisip vertical poate fi realizat în tranşee săpate direct în pamântul coeziv cu

taluz având înclinarea de 5:1, izolate de teren cu folie din PE sau PVC de minim 1 mm grosime.

Filtrele pot fi realizate şi în cuve etanşe din beton armat, acestea fiind foarte scumpe. Filtrele se

acoperă cu aceeaşi folie izolantă, apoi cu pamânt, ultimul strat (de suprafaţă) de 20-40 cm

recomandabil din pamânt vegetal.

49


Fig. 3.3 - Filtrul biologic de nisip vertical

3.5.2. Filtrul biologic de nisip orizontal

Filtrul de nisip orizontal se utilizează atunci, când nivelul apei subterane sau cota de

evacuare se află la adâncime mică.

Din punct de vedere constructiv, filtrul de nisip orizontal este un corp prismatic, prevazut

cu câte un dren la capatul amonte şi în aval. In acest caz, grosimea umpluturii filtrante este de

50-60 cm. Laţimea minimă poate fi considerată 2,5 m, iar raportul L:B = (2...4):1. Apa

uzată se introduce la capatul amonte printr-un tub de drenaj Dn 100 mm aşezat sub cota

inferioară a filtrului. Tuburile de drenaj pornesc simetric din căminele amplasate la intrare şi la

ieşire.

În general, eficienţa filtrului de nisip orizontal este inferioară celui vertical. Pe langă

eficienţa de epurare, filtrul de nisip orizontal poate asigura o reducere a materiilor în suspensie

de peste 45 %, a azotului total de cca.60 % şi a fosforului total de cca. 35 %.

3.6. Metode de epurare în iazuri(lagune, lacuri)

Metoda de epurare în iazuri(lagune) este una din cele mai vechi şi răspândite metode de

epurare. Metoda poate fi utilizată cu succes până la cele mai mari capacităţi. În funcţie de

50


condiţiile geotopografice ale amplasamentului, aceste lacuri pot fi realizate în bazine naturale sau

artificiale. Ele pot fi utilizate ca prima, a doua sau ca treaptă terţiară de epurare. Caracteristica

generală şi comună a acestor metode este variabilitatea sezonieră foarte mare a eficienţei de

epurare. Suprafaţa specifică netă necesară este între 8-15 m²/le, pentru a putea obţine un timp de

retenţie suficient de mare, de ordinul a câtorva zeci de zile.O eficienţă mare se obţine prin

cuplarea a trei lacuri în serie, dar se întâlnesc şi câte 6 lacuri înşiruite, acestea din urmă putând

asigura de departe şi cel mai ridicat randament în eliminarea bacteriilor patogene.

Raportul lungime/lăţime a iazurilor trebuie să fie de 3:1. Trebuie avută în vedere protecţia

împotriva inundaţiilor şi asigurarea evacuării apelor mari din ploile torenţiale căzute pe

suprafaţa iazurilor. Metoda de epurare în iazuri necesită asigurarea celor mai mari distanţe de

protecţie, între 800-1000 m, un criteriu important fiind direcţia vânturilor dominante.

3.6.1. Iazuri (lagune, lacuri) de stabilizare naturale

Denumirea acestor iazuri provine de la faptul că, nămolul produs este bine stabilizat, iar

cel mai bun criteriu de împărţire este criteriul bazat pe procesele biochimice, existând

următoarele tipuri de iazuri de stabilizare naturale:

-aerobe;

-facultative;

-anaerobe.

3.6.1.1. Iazuri (lagune, lacuri) de stabilizare aerobe

Epurarea apelor uzate este asigurată de algele producătoare de oxigen de fotosinteză.

Astfel adâncimea apei este limitată de transparenţa acesteia, deoarece razele de soare trebuie să

pătrundă până la fundul lacului. În cazul apei uzate, această adâncime nu depăşeşte niciodată 1m,

cel mai des însă 0,5-0,9m. Timpul de retenţie este de 10-20 zile. Din cauza adâncimii reduse a

apei, iazurile aerobe sunt foarte sensibile la acţiunea vântului, valurile generate putând cauza

răscolirea nămolului depus la fund, ceea ce poate duce la creşterea semnificativă a suspensiilor în

apa epurată.

Aceste tipuri de iazuri pot fi utilizate în toate treptele de epurare. O variantă a iazurilor

aerobe este cea a iazurilor cu microfite (alge microscopice, bacterii) şi peşte, dar în acest caz,

numai ca ultima treaptă de epurare.În iazurile cu peşte trebuie asigurată o concentraţie a CBO5 de

cca. 4 mg/l.

3.6.1.2. Iazuri (lagune, lacuri) facultative

51


Epurarea apelor uzate este asigurată de activitatea comună a algelor producătoare de

oxigen prin fotosinteză şi a bacteriilor. Apa uzată în aceste lagune este stratificată într-o zonă

aerobă şi una inferioară anaerobă. Grosimea stratului superior aerob este supus variaţiilor diurne

de temperatură, concentraţia oxigenului fiind mai mare ziua şi mult mai mică noaptea. În stratul

inferior, nămolul depus intră în descompunere anaerobă cu producere de metan şi gaze. Dacă

stratul superior aerob este menţinut în compensaţie cu o încărcare organică pe suprafaţa

adecvată, se pot genera mirosuri puternice.

Adâncimea apei se alege între 1,3-1,8 m, iar timpul de retenţie între 20-40 zile. Aceste

tipuri de iazuri pot fi utilizate în toate treptele de epurare.

3.6.1.3. Iazuri (lagune, lacuri) anaerobe

Acest tip de iaz nu se utilizează singur, ci doar ca primă treaptă de epurare, deoarece

eficienţa de epurare este redusă. Dar rolul lor principal este de a reţine şi de a descompune

materiile în suspensie. Adâncimea apei în aceste iazuri este mare, între 2-3,5 m, ceea ce asigură

condiţiile anaerobe şi o pierdere de caldură mică prin reducerea luciului apei . Timpul de retenţie

se alege între 6-60 zile, epurarea se desfaşoară sub acţiunea bacteriilor anaerobe, cu producerea

de metan, bioxid de carbon şi alte gaze.

Pentru o mai bună epurare se foloseşte legarea în serie a trei iazuri. Astfel primul iaz are

rolul de a reduce în principal poluanţii ce conţin carbon, al doilea asigură reducerea azotului şi

fosforului, iar al treilea asigură stabilitatea sistemului şi funcţionează ca rezervă pentru diferite

situaţii, în care unul din iazurile din amonte trebuie scoase temporar din funcţiune. Adâncimea

apei variază între 0,8-1,2 m. Suprafaţa specifică a primului iaz se alege la 6 m 2 /le, iar pentru

celalalte la câte 5 m 2 /le. Timpul de retenţie total este de 70 zile, iar în cazul unui numar mai

mare de iazuri se ajunge şi la 180 zile. Reţinerea nutrientulor de azot şi fosfor este mult mai mare

în perioada de vară. De asemenea, reţinerea fosforului este importantă în primii câţiva ani, după

care tinde spre zero în cca. 20 ani, datorită acumularii namolului sedimentat, iar eficienţa în

eliminarea bacteriilor patogene este excelentă.

Una din operaţiunile de exploatare cele mai importante este evacuarea periodică a

namolului de pe fundul iazurilor. Există doua metode de evacuare a nămolului : cea uscată, cu

golirea iazului şi utilizarea unui terasier (buldozer) şi cea umedă, prin pompare cu sucţiune de pe

fund. Frecvenţa evacuarii depinde de cantitatea de suspensii din apa uzată, tipul iazului şi

alcătuirea liniei tehnologice, fiind între 2-20 ani. În cazul mai multor iazuri în serie, frecvenţa

52


evacuării este bineânţeles mai mare în primul iaz. Astfel, frecvenţa evacuării namolului din

primul iaz este de obicei între 5-10 ani, iar în celalalte odată la 20 ani. Dacă însă reţinerea

fosforului este o condiţie obligatorie, se recomandă ca începand cu al doilea iaz frecvenţa să nu

depăşeasca 10 ani.

3.6.2. Iazuri (lagune, lacuri) cu plante (macrofite) sau zone umede construite cu

suprafata libera

Aceste sisteme constau în bazine etanşeizate umplute cu apă uzată cu adâncimea între

câţiva cm şi 1 m, prevazute pe fund cu o umplutură de susţinere pentru plantele macrofite. Dupa

varietatea de plante utilizate, se deosebesc iazuri cu plante:

-emergene (care se înradăcinează pe fund şi se ridică deasupra apei);

-plutitoare;

-subemergene (care se înrădacinează pe fund dar se dezvoltă sub nivelul apei).

In mod obisnuit aceste sisteme se utilizează ca ultimă treaptă de epurare, asa-zise de

finisare. Ele asigură o eficienţă ridicată in reţinerea suspensiilor şi un bun randament în

reducerea CBO5, nitrificare-denitrificare şi îndepartarea fosforului.

3.7. Sisteme hibride sau combinate

Sistemele de epurare alternative pot fi grupate în diferite moduri pentru o mai bună

eficienţă, astfel:

-fosă septică-puţ de infiltrare/ dren de infiltrare;

-fosă septică –filtru de nisip vertical;

-fosă septică-sistem cu spaţiu radicular vertical/orizontal;

-decantor vertical-sistem cu spaţiu radicular vertical/orizontal;

-decantor vertical-sistem cu spaţiu radicular vertical-sistem cu spaţiu radicular orizontal;

-decantor vertical - sistem cu spaţiu radicular vertical-sistem cu spaţiu radicular orizontal-iaz

(lagună);

-iazuri (lagună) de stabilizare de diferite tipuri legate în serie.

53


1.Tema şi datele de proiectare

Să se proiecteze o centrifugă de sedimentare, verticală cu trei coloane, cu următoarele

caracteristici:

- diametrul tamburului D = 1050 [mm]

- înălţimea tamburului H = 800 [mm]

- turaţia tamburului n = 700 [rot/min]

-densitatea fazei solide ρs= 1450 [kg/m³]

- densitatea fazei lichide ρl = 1133 [kg/m³]

- concentraţia fazei solide în suspensie ψ = 25 [%]

- umiditatea finală a sedimentului μf = 4 [%]

2. Noţiuni generale

Centrifuga este un procedeu mecanic care permite accelerarea separarii componentelor

unor sisteme eterogene, ca : suspensii (solide dispersate in lichide), emulsii (dispersia, sub formă

de picături fine, a unui lichid în altul), amestecuri de gaze etc. Maşinile care realizează

centrifugarea pot fi centrifuge, supracentrifuge sau ultracentrifuge.

Separarea componentelor unei suspensii se poate face prin:

54


- sedimentare adică prin acţiunea diferenţială a gravitaţiei asupra fazelor suspensiei având

densităţi diferite; după cum faza dispersată a suspensiei are densitatea mai mare sau mai mică

decât faza dispersată (continuă, particulele suspensiei se depun sau se ridică).

- filtrarea cu ajutorul unei suprafeţe sau unui strat poros prin care poate trece numai faza

fluidă; spre deosebire de sedimentare, filtrarea nu este condiţionată de diferenţa dintre densităţile

fazelor care se separă ci de diferenţa dintre presiunile pe cele două feţe ale stratului filtrant;

filtrarea se produce în mod obişnuit în câmpul forţelor de presiune care se realizează datorită

presiunii hidrostatice a stratului de suspensie; presiunii pe faţa superioara stratului filtrant,

obţinută prin pomparea suspensiei sau cu aer comprimat deasupra stratului de suspensie;

depresiunii pe faţa inferioara a stratului filtrant.

Prin urmare, pe când sedimentarea se produce la presiune atmosferică sub acţiunea

gravitaţiei, filtrarea se produce, pe baza unei diferenţe de presiune, în condiţiile presiunii

atmosferice sau la presiune ridicată.

Centrifugarea se petrece în campul forţelor centrifuge care este mult mai puternic decât

forţa gravitaţională (sedimentare) sau decât forţele de presiune (filtrare).

Clasificarea centrifugelor în functie de valoarea factorului de separare Ф:

a) centrifuge normale:

- centrifuge de mica eficacitate Ф =30;

- centrifuge pentru cristale Ф = 100...300;

- centrifuge pentru zahar Ф = 450...650;

b) supracentrifuge Ф > 3000;

c) ultracentrifuge Ф = 105...108.

Cu ajutorul fortei centrifuge se poate accelera sedimentarea, filtrarea, se poate realiza

eliminarea înaintată a lichidului dintr-un material solid (desecare), sau sedimentare unui lichid cu

conţinut foarte mic de bază solid (limpezire centrifugala).

La centrifugare, amestecul eterogen se află în mişcare de rotatie, separarea

componentelor efectuându-se fie pe baza diferenţei de densitate dintre faze (sedimentare

centrifugală), fie pe baza presiunii generale de forţa centrifugă a lichidului asupra unui strat

filtrant (filtrare centrifugală).

In general centrifugarea se aplica la separarea particulelor mai fine, separarea sistemelor

disperse cu diferenţă mică între densităţile fazelor.

55


Centrifugele sunt maşini care permit realizarea procesului de centrifugare. Partea lor

principală o constituie tamburul (cilindric, tronconic sau cilindric-conic) în interiorul căruia se

introduce suspensia; tamburul este antrenat de mişcarea de rotaţie cu viteza unghiulara ω. La

separarea după principiul filtrării, tamburul centrifugal este perforat spre a permite evacuarea

filtratului. La separarea după principiul sedimentarii tamburul este neperforat. Centrifugarea de

sedimentare se aplică în general pentru separarea suspensiilor greu filtrabile, separarea

emulsiilor, iar, în unele cazuri, pentru separarea componentelor amestecurilor gazoase.

Clasificarea centrifugelor

O centrifuga se compune în principal, dintr-un tambur pus în mişcare de rotaţie de un

sistem coloidal de antrenare. Centrifugele sunt prevăzute şi cu mijloace necesare pentru

descarcarea şi colectarea fazelor separate prin centrifugare. Intreg ansamblul se află într-o

carcasă, asamblată rigid sau elastic de un batiu.

Clasificarea centrifugelor se poate face după mai multe criterii:

a) După scopul tehnologic: filtrante sau de sedimentare;

b) După factorul de separare: centrifuge normale (cu Ф <3000), supracentrifuge şi

ultracentrifuge (cu Ф >3000);

c) După poziţia arborelui: cu arbore vertical, cu arbore orizontal şi mai rar cu arbore

înclinat;

d) După modul de susţinere a tambururlui centrifugei: centrifuge cu axa verticală cu

tamburul suspendat sau rezemat, centrifugele cu axa orizontala (sau inclinată) pot fi

cu tamburul în consolă sau cu tamburul între reazeme;

e) După modul de funcţionare: cu funcţionare discontinuă, cu funcţionare continuă sau

cu funcţionare semicontinuă (mixta); se deosebesc aici centrifuge cu alimentare

continuă şi centrifuge cu alimentare discontinuă;

f) După procedeul de descarcare a fazelor: manuală sau mecanică.

Forma tamburului centrifugei şi în cele din urma întreaga constructie a maşinii depinde

de procedeul de descărcare a fazelor.

Funcţionarea centrifugelor

56


În general modul de funcţionare al centrifugelor filtrante este diferit de cel al

centrifugelor de sedimentare, fazele desfaşurării procesului de separare diferind la cele două

tipuri de centrifuge.

Centrifugele de sedimentare pot fi utilizate pentru separarea componentelor unor

suspensii caz în care sedimentul se separa pe suprafata interioara a tamburului. Filtratul separat

sub forma unui strat cilindric inelar este evacuat, sub influenta presiunii centrifugale, prin teava,

asezata sub un anumit unghi fata de tangenta la cercul ce trece prin punctul de asezare al ţevii. In

cazul emulsiilor, cele două faze se separă în funcţie de densitate : faza cu densitatea mai mare pe

suprafaţa interioara a tamburului; evacuarea celor două faze lichide se face cu ajutorul ţevilor sub

influenţa presiunii centrifugale.

Centrifugele de sedimentare, servesc separării în componentele lor a emulsiilor şi a suspensiilor

greu filtrabile. (cu conţinut, mare de fază solida fin dispersată; în mod obişnuit 5... 100 μm).

Filtratul obţinut nu este clar iar sedimentul reţine, multă umiditate. In principiu, sedimentarea

decurge in trei etape : sedimentarea fazei solide, separarea şi evacuarea lichidului; tasarea fazei

solide.; îndepărtarea lichidului (parţială), reţinut prin forte capilare din sedimentul umed. Fiecare

dintre aceste faze reprezintă un fizic care se desfăşoară după legi proprii.

Centrifugele filtrante servesc separării suspensiilor în componentele lor constitutive.

Fazele ciclului de centrifugare, în general, sunt următoarele: încărcarea; pornirea şi accelerarea

tamburului pana la turaţia de regim: centrifugarea propriu-zisă la turaţia de regim; desecarea (sau

zvântarea) sedimentului de soluţia iniţială; spălarea sedimentului (de exemplu. cu apa); desecarea

sau zvântarea sedimentului, după spălare frânarea până la oprirea centrifugei ; descărcarea

sedimentului.

Duratele diferitelor faze depind de proprietăţile suspensiei şi de cele ale produsului,

precum şi de construcţia centrifuge. La unele centrifuge de exemplu descărcarea sedimentului se

face cu tamburul oprit, pe când la altele — cu tamburul în mişcare de rotaţie la turaţia de regim

sau cu turaţie redusă.

2.1 Stabilirea variantei constructive

Centrifuge de sedimentare pe trei coloane

Deosebirea dintre centrifugele filtrante şi cele de sedimentare este: toate centrifugele

filtrante au orificii în tambur, iar centrifugele de sedimentare nu au nici un orificiu în tambur.

57


Construcţia centrifugei de sedimentare pe trei coloane este cu totul asemănătoare

centrifugelor filtrante pe trei coloane.

2.2 Realizarea schemei de principiu

58


Fig 1.Centrifugă de sedimentare pe trei coloane

1 – pâlnia de alimentare; 2 – tambur; 3 – aripioare radiale; 4 – racord pentru evacuarea

lichidului; 5 – dispozitiv de reglare a racordului 4; 6 – element tronconic; 7 – capac; 8 –

carcasă; 9 – motor electric; 10 – curele de transmisie; 11 – rulmenţi, lagăre

2.3 Descrierea functională si pe părţi componente

Se porneşte motorul (9),acesta prin transmisia de curele antrenează centrifuga până

aceasta ajunge la turaţia de regim; se face alimentarea centrifugei.

Suspensia, alimentată printr-un racord fixat pe capac, este condusă de elementul

tronconic (1), spre fundul tamburului (fig 1). Aripioarele radiale (3) antrenează suspensia,

59


obligând−o să se rotească cu aceeaşi viteză unghiulară cu a tamburului; fantele a din aripioare

asigură egalizarea nivelului în compartimentele din aripioare.

Descărcarea lichidului se face prin racordul (4), a cărei poziţie poate fi reglată prin

intermediul dispozitivului (5). Placa profilată (6) se prevede cu un racord pentru evacuarea

lichidului debordat peste capacul (7).

Descărcarea sedimentului se face manual, după ridicarea capacului conic (solidarizat cu

elementul (6)), prin deschiderile prevăzute în butucul tamburului (descărcare inferioară). Pentru

a rezista unor condiţii speciale de coroziune, au fost realizate centrifuge pe trei coloane cu

tamburul, capacul şi interiorul din otel inoxidabil.

3. Calculul tehnologic şi determinarea grosimii peretelui tamburului

CAP.5. Calculul tehnologic şi determinarea grosimii peretului tamburului

5.1 Geometria tamburului(Fig.5.1)

V u = k u . V t = 0,5 . 0,692 = 0,346m 3

V u - volumul util [m 3 ];

V t - volumul total [m 3 ];

60


Fig.5.1

k u - coeficient de umplere; k u - 0,5...0,7;

H - înălţimea tamburului;

D 2 - diametrul tamburului;

V t = 4

22D⋅π

H = 4

05,114,3 2−= 0,692 m 3

V u = )(4 2

2222 DD −π

. H, rezultă că D 22 = H

VD u

⋅−

π42

2

D 22 = 8,014,3

346,0405,1 2

⋅⋅− = 0,744m;

D 21 = D 2 ψ⋅− sk1 ; ψ - coeficient de umplere cu suspensie a tamburului;

ψ = 1-

2

22

D

D= 1-

8,0

744,0= 0,135;

k s = **

*

ls

lsl

ρρρρ

−−

= 6,9421206

6,9422,1212

−−

= 1,023;

k s - participaţia volumica din faza solidă;

slρ - densitatea suspensiei (kg/ m 3 );

*sρ - densitatea medie pe grosimea stratului de sediment;

*lρ - densitatea medie pe grosimea stratului de lichid;

61


slρ = ϕρ .d + (1-ϕ). cρ = 1450 .

−+

100

251

100

25.1133 = 1212,2 kg/ m 3 ;

sd ρρ = - densitatea fazei solide;

lc ρρ = - densitatea fazei lichide;

ϕψ = - concentraţia fazei solide în suspensie;

( ) ( ) ( ) 120614502,01100

4111* =⋅−⋅

+=⋅−⋅+= sps nu ρρ

( )( ) ( ) ( ) 6,9421133.2,01.04,0111* =−+=−+= lpl nu ρρ

n p - porozitatea; n p = 0,1...0,3;

u = fµ - umidiatatea finală a sedimentului.

Verificare:

( ) ( ) 4,93311332,014502,011** =⋅+⋅−=⋅+⋅−= lpsps nn ρρρ

;***sss ρρρ

Revin şi calculez: ;974,0135,0023,1105,11221 =⋅−=−= ψskDD

Presiunea şarjei

( ) ( )[ ] ( )[ ] ( )ψψρψρω−−⋅−+⋅⋅−⋅

⋅= 111

12

22

3**

12

322

ss kskD

P = =

( )( )[ ] ( ) ( )[ ] =−−⋅−+⋅−−⋅135,01135,002,116,942135,002,1111206

12

26,7305,1 22

= 118,0/118222 2 =mN MPa

sP = 0,118 Mpa

D * - diametrul circumferinţei caracteristicilor centrului de masă al

parabolei presiunii relative distribuite pe capacul sau pe fundul plan.

D * =

( )=

−−

−−−

22

2222

222

22

222222

422

42

3

4

4

3

D

DnDDD

DDDDD

= ( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( )

⋅⋅−−

−⋅−−⋅

744,0

05,1744,03744,005,1

744,005,1744,04744,0051

4

3

333

344

n = 0,98m

D * = 0,98m

62


Presiunea relativa a celor doua faze:

P ( ) ( )85,0

55,0101

472,0

744,005,1

118,044222

2222

0 =−⋅

=−

⋅=−⋅

=DD

PS MPa

K s = K *s ;

Forta axială care actionează asupra capacului şi fundul tamburului, P 1 :

P 1 = ( ) ( ) 025,0118,055,010,18

14,3

8222

22 =⋅−⋅=⋅−⋅ sDD ρπ

MPa

ls δδ , - grosimea stratului de sediment, respectiv de lichid (filtrant);

038,02

874,005,1

2212 =−=

−=

DDsδ kg/m 2

115,02

744,0974,0

22221 =−=

−=

DDlδ kg/m 2

Factorul de separare:

22,28781,9

53672

05,1302

2

=⋅

=

⋅

=g

nD π

φ

Determinarea debitului utilajului

Q = 053,05,6

346,0 ==t

u

T

V

5.2 Predimensionarea tamburului cilindric

5.2.1 Grosimea tamburului

22

211 4

2ttth −−=

22

222

1

24

ωρωρσϕ

⋅⋅⋅⋅−−⋅

=D

Dpt

n

nsas

Aleg ca material pentru constructia tamburului centrifugei:

XCrNiMo 18-12-W 14435 din 17440, cu urmatoarele caracteristici:

- limita de rupere - rσ = 450 N/mm 2 ;

- limita de curgere - cσ = 195 N/mm 2 .

=

r

r

c

ca CC

σσσ ,min [N/mm 2 ]

aσ - tensiunea admisibilă;

63


aσ = min =

4,2

450,

5,1

195min ( )5,187;130

aσ = 130 N/mm 2

5,1=cC - coeficient de siguranţă la curgere;

=rC 2,4 – coeficient de siguranţă la rupere;

mρ = 7800 kg/m 3 ;

sϕ = 1 – coeficient de calitate al coordonatelor de sudură longitudinale;

Revin şi calculez t 1 :

22

222

1

24

ωρωρσϕ

⋅⋅⋅⋅−−⋅

=D

Dpt

n

nsas =

= 536705,17800

536710,1780011822221013014 6

⋅⋅⋅⋅−⋅−⋅⋅⋅

= 11,37

t 1 = 11,37

t 22 = 2

2

ωρ ⋅⋅

n

sP⇒ t 07,0

53677800

1182222222 =

⋅⋅=

⋅⋅

=ωρ n

sP

t 2 = 0,07

Revin şi calculez h 2 :

h 2 = ( ) ( ) 2222

211 07,0437,1137,114 ⋅−−=−− ttt = 0,01 = 10 mm

Adopt din STAS, h 2 = 12 mm

h rCCh ++= 12 , rezulta

2 = 10 + 0,01 + rC

rC = 12 – 10 – 0,01 = 1,99 mm

h 2 - grosimea finală a tamburului;

1C = 0,01 mm/an – adaos de rotunjire pâna la valoarea standardizată a tablei [mm] ;

5.2.2 Grosimea fundului tamburului şi a capacului

h =1 h 3 = 1,5 h 2 ⇒ h =1 h =2 18 mm

5.3 Calculul preliminar al puterii necesare pentru actionarea tamburului

Calculul se face conform Cap.3, vol.III, pag.372 [ Jinescu, V.V.- Utilaj tehnologic pentru

industria de process. Vol. I, III, Editura Tehnica, Bucuresti, 1983.

64


5.3.1 Calculul puterii de pornire

421 NNNNp ++=

st

EDN

⋅=1 [Kw] – puterea necesară aducerii tamburului la turaţia de regim;

( )2

.21

22 wwJ

ED−⋅= - energia care trebuie furnizată rotorului;

( )68,32

2

281,0275,056,117

2

22

21 =+=

+=

RRnJ kgm 2 /s 2

68,32=J kgm 2 /s 2 - momentul de inerţie al ansamblului aflat în mişcare de

rotaţie în raport cu axa sa;

( ) ( ) 56,1178,0525,0531,014,37800 2222

21 =⋅−⋅⋅=⋅−⋅⋅= LRRn πρ

7800== ρρol kg/m 3

L = H =0,8 m – înălţimea tamburului;

531,02

05,1

22

1 ===D

R m – raza interioară a tamburului

525,02

012,005,1

222

2 =+=+

=hD

R m – raza exterioară a stratului de lichid

( )7,87696

2

0536768,32. =−⋅=ED

11 =ω

26,73302 =⋅== nπωω - viteza unghiulară;

15,05,021 =+=+− ttt s min = 60 secunde

1t - timpul de pornire;

2t - timpul de centrifugare până la turatia de regim;

Revin şi calculez 1N :

1N = 46,160

7,87696 = Kw

ti wFN .23 = [Kw] – puterea necesară învingerii frecării în lagare;

65


8,159,158001,0. =⋅== dei PfF N

01,0=ef - coeficient de frecare în lagăre;

dP - forţa dinamică;

dP = ( ) ( ) 9,158081,922,28710.2136,1021021 33 =⋅⋅+=⋅Φ⋅⋅+ −− gmr N

rm - masa tamburului;

( ) 96,978,078004

02,04

22

2

2=⋅⋅⋅=⋅⋅−= πρπ

HDDm olmt kg

cm - masa capacului;

cm = ( ) ( ) 20,2018,07800785,010,1062,14 1

21

2

2=⋅⋅⋅−=⋅⋅− hDD olm ρπ

kg

062,1012,0051222=+⋅=+= hDDm m

2mD - diametrul suprafeţei mediane a virolei cilindrice

1D = 1050 mm = 1,05 m;

s

rotdfwi 66,3

2

1,02,73

2=⋅=⋅= ω ;

iw - viteza periferică a tamburului în timpul tăierii;

df = 100 mm = 0,1m – diametrul fusului;

( ) =−⋅⋅⋅⋅⋅= − 42

41

334 103,11 RRLgN a ωρ

( ) 57,6525,0531,09,3929378,081,9225,1103,11 443 =+⋅⋅⋅⋅⋅= − Kw

aρ = 1,225 [kg/m 3 ] – densitatea aerului;

Revin la formula de calcul a puterii de pornire:

14,857,611,046,141 =++=+= NNN P Kw

pN = 8,14 Kw;

5.3.2 Calculul puterii de regim

49,857,611,081,1432 =++=++= NNNN r Kw

rN = 8,49 Kw

= ∑

st

EDN

.2 [Kw];

66


∑ =+=+= 1 0 8 7 8 94,6 1 0 7 66,4 7 7 1 2"' D ED ED E∑DE - suma energiilor [kg.m 2 /s 2 ];

;477122

536778,17

2

22' =⋅=⋅=

ωlJDE

'DE - energia ce trebuie furnizată lichidului;

( )78,17

2

13,023,076,355

2

222221

=−⋅=

−

=

DDm

jl

l

lm - masa lichidului [kg];

76,3552

744,0

2

974,014,31133

222221 =

−

⋅=

−

⋅=

DDm Sl πρ kg

lm = 355,76 kg;

4,610765,268376,222

"2

=⋅=⋅= ωsjDE

sj = 76,22

2

1,03,455

2

222221

=⋅=

−

DD

ms kgm 3 /s 2 ;

sm - masa sedimentului [kg];

sm = 3,4551,014,31450222221 =⋅⋅=

−

DD

sπρ kg

sm = 455,3 kg;

st = 60 secunde;

Revin şi calculez :

81,160

1087892 ==N Kw

4.4. Parţial parte grafică

67


5.3.3 Alegerea motorului electric

Caracteristicile tehnice ale motorului

- tipul motorului –AE-180M-8;

- puterea motorului = 10 Kw;

- turaţia motorului = 720 rot/min;

- η= 86%;

- cosϕ = 0,78;

- In(380) = 22,5°;

-n

p

M

M= 1,5;

-n

P

I

I = 6;

-nM

M max= 2;

68


- Masa = 205 kg.

5.3.4 Calculul transmisiei prin curele trapezoidale

22,114,8

10

2

112 ===

p

p

N

Ni

Adopt din STAS 1163-71 12i = 1,5

1pN = 10 Kw;

2pN =8,14 Kw;

0P = 5,28;

N = 720 rot/min;

P = 8,14 Kw;

1. Alegerea profilului curelei

Se alege curea cu profil SPA; pl = 11 mm; h = 10 mm.

2. Diametrul de calcul al roţii motoare

min1Dp = 200 mm; STAS 1163 – 71.

3. Diametrul de calcul al roţii conduse

3005,11122 ⋅=⋅= DpiDp mm

4. Viteza periferică a curelei

V = 53,7100060

72020014,3

10006011 =

⋅⋅⋅=

⋅⋅⋅ nDpπ

m/s

5. Distanţa axială

( ) ( )2121 275,0 Pppp DDADD −+

0,75 ( ) ( )3002002300200 ++ A

375 1000A

69


Aleg A = 800 mm.

6. Unghiul dintre ramurile curelei

( ) ( )

12,7800

2003005757

2

arcsin21212 =−=−≅

−=

A

DD

A

DDPPppγ

γ = 7 0

7. Unghiul de înfasurare pe roţile de curea

00001 1737180180 =−=−= γβ

00002 1877180180 =+=+= γβ

8. Lungimea primitiva a curelei

( )

1,2338800.4

10025014,38002

42

212 =+⋅+⋅=

−++=

A

DDDAL pp

pmp π mm

2502

300200

221 =+=

+= pp

pm

DDD

Adopt din STAS 1163-71 Lp = 2500 mm;

9. Recalcularea distanţei axiale

A = ( ) ( ) ( )[ ]212225,0 DDDLDL ppmppmp −−−+⋅− ππ =

= 0,25 ( ) ( ) ( )[ ]200300225014,3250025014,32500 −−⋅−+⋅− = 856 mm

A = 856 mm

10. Calculul numărului de curele

44,254

11

28,598,087,0

1,110

010 =⋅=

⋅⋅⋅=

⋅⋅⋅

=PCC

CPz f

β

fC = 1,1;

1C = 0,87;

βC = 0,98;

0P = 5,28;

≅=== 5 7,29 5,0

4 4,20

zC

zz 3curele

zC = 0,95 pentru un număr de curele cuprins între 2...3.

11. Frecvenţa încovoierilor

70


02,62500

53271010 33 =⋅⋅=⋅=

pL

Vxf îndoiri /s 40 îndoiri /s

12. Frecvenţa periferică

8,1427

10100100 =⋅=⋅=V

PFu daN

36,1718,1422,12,1 =⋅=⋅= ua FT daN

13. Cotele de modificare ale distanţei axiale

6,711,238803,003,0 =⋅=⋅= pLx mm

8,351,2388015,0.015,0 =⋅== pLy mm

CAP.6 Calculul de rezistenţa al rotorului

6.1. Predimensionarea arborelului la torsiune

2σσ ≤=i

echech W

M

21306,1019

8,123638 σσ ≤==ech

8,132638720

101055,91055,9 66 =⋅=⋅==

n

NMM tech Nm

echM = 132638,8 Nm

tM - moment de torsiune [Nm] ;

−N puterea motorului [Kw] ;

10=N Kw

−n turaţia motorului [rot /min];

720=n rot /min

6,101916

69,519532,1714,3

16

3

=⋅⋅== dWi

π

a

tMd

σπ ⋅=

163 =

13014,3

8,132638163

⋅⋅

= 17.32 mm

71


aσ - tensiunea admisibilă a materialului [N/mm 2 ];

aσ = min(130, 180,5)

aσ = 130 N/mm 2

Se alege un arbore standardizat care are diametrul d = 30 mm, cu diametrele treptelor 1d

=16 mm, 2d =18 mm, 3d =20 mm, 4d =25 mm.

6.2. Verificarea arborelui la solicitari compuse

72,70922,1525,042,913 22 =⋅⋅=⋅⋅= ωrmF tc N

42,91306,81136,102 =+=+= amrt mmm kg;

rm - masa rotorului [kg];

06,81176,3553,455 =+=+= lsam mmm kg;

amm - masa amestecului [kg];

sm - masa sedimentului [kg];

lm - masa lichidului [kg];

525,02

05,1

22 ===

Dr m

22,160

2,73

30

70014,3

30==⋅== nπω

6.2.1 Calculul reacţiunilor

cFRR =+ 21 cF⇒ = 1597,1-887,4 = 709,7 A

547,07,547301001001 ==== dl

684301251252 === dl mm = 0,684 m

4,887547,0

684,07,709

1

21 −=⋅−=⋅−=

l

lFR c

1,1597547,0

547,0684,07,709

1

212 =+⋅=

+⋅=

l

llFR c

6.2.2 Calculul momentelor încovoietoare

,112xRM i ⋅=

- pentru x 1 = 0 - 0011 =⋅= RM i ;

- pentru x 4,485547,01,88711212 −=⋅−=⋅=−= lRMl i ;

72


232lFM ci ⋅= ,

- pentru x 000 23 =⋅=−= ci FM ;

- pentru x 4,485684,07,70921222 −=⋅−=⋅=−= lRMl i ;

6.2.3 Calculul momentelor de torsiune

8,132638720

101055,91055,9 66 =⋅=⋅⋅=

n

NM t Nmm;

6.2.4 Calculul momentelor echivalente

22tiech MMM α+=

5,0=α - coeficient;

7,937898,1326385,002211 =⋅+=+= tiech MMM α

0,937918,1326385,04,485 22222 =⋅+=+= tiech MMM α

0122

33 ==+= echtiech MMMM α

93791max =echM

6.2.5 Calculul tensiunii admisibile

=aσ min

r

r

c

c

CC

σσ, [N/mm 2 ];

aσ - tensiunea admisibilă;

cσ = 195 Nmm

rσ = 450 Nmm

=

4,2

450,

5,1

195minaσ = min ( )5,187;130

5,1=cC - coeficient de siguranţă la curgere;

4,2=rC - coeficient de siguranţă la rupere;

6.2.6 Calculul tensiunii echivalente

2max 7,17

7,5298

93791 σσ ≤===W

M echech

7,529816

2700014,3

16

3

=⋅== dWi

π

307,17.14,3

93791.163

163 max ==

⋅⋅

=ech

echMd

σπ mm

73


6.2.7 Calculul la oboseală al arborelui

Calculul se face în punctul în care momentul echivalent este maxim.

Calculez coeficienţii de siguranţa pentru cele doua solicitari (încovoiere şi torsiune).

c

mvk

C

ττ

ττ

γεβ

σ

σσ

+⋅=

−1.

1

;

;1

1 c

mvk

C

ττ

ττ

γεβ

τ

ττ

+⋅⋅

=

−

Aceşti coeficienţi trebuie să verifice relaţia:

222C

CC

CCC ≥

+

⋅=

τσ

τσ,

09,02

018,0

2minmax =+=

+=

σσσ m

minσ = 0

18,03,2649

4,485maxmax ===

z

i

W

Mσ

3,264932

2700014,3

32

3

=⋅== dWz

π

51,122

003,25

2minmax =+=

+=

τττ m

0min =τ

03,257,5298

8,132638maxmax ===

z

t

W

Mτ

7,529816

2700014,3

16

3

=⋅== dWz

π

09,02

018,0

2minmax =−=

−=

σσσ m

51,122

003,25

2minmax =−=

−=

τττ m

5,19345043,043,01 =⋅=⋅=− rσσ

( ) 2,1125,19358,058,055,0 11 =⋅=÷= −− στ

74


( ) 26145058,058,04,0 =⋅=÷= rc στ

02,29900046,000046,027,6

1

195

09,0

5,193

09,0

5,0.51,0

6,11 =

+⋅=

+⋅=σC

C1,2

047,0111,085,3

1

261

5,12

261

5,12

5,0.83,0

6,11 =

⋅⋅=

+⋅=τ

09,24,49,89412

9,627

1,202,299

1,202,29922

=+

=+⋅=C

aCC == 09,2 ;

unde ( )5,25,1 ÷∈aC

6.3 Partea grafica

6.3 Calculul de rigiditate al rotorului

6.3.1 Calculul turaţiei critice a arborelui

222

111

nnn acr

+=

13,14547,033,64

109,3101,2580595,1

.595,1

85

11 =

⋅⋅⋅⋅⋅⋅==

−

caa lG

EIkn

13,14=an - turaţia critică a arborelui considerat cu greutatea proprie;

5101,2 ⋅=E [N / mm 2 ]

E – modulul de elasticitate longitudinal al materialului arborelui;

75


547,011 == llc m – lungimea arborelui;

cll – lungimea arborelui;

844

109,364

03,014,3

64−⋅=⋅== d

Iπ

I - momentul de inerţie;

d - diametrul arborelui;

1k - coeficient (580 ÷ 620);

33,6481,978002,14

03,014,3

4

22

=⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅= gld

G ola ρπkg;

aG - greutatea arborelui;

ff

gn

303 ≅=π

n - turaţia critică a arborelui considerat fără greutate proprie, dar cu greutatea

centrifugei;

9,4502

30

9,4502

81,9

14,3

3 ≅=n ≅ 0,043

9,4502109,3101,23

2,133,64

3 85

2

=⋅⋅⋅⋅

⋅=⋅⋅

= −IE

lGf a

f = săgeata arborelui;

68,5550018,06569,199

6569,1990018,0

043,0

1

13,14

11222

=⋅

+=+=crn

0017,068,555

1555

12

==⇒= crcr

nn

7.1. Stabilirea modului de rezemare al rotorului

Rezemarea rotorului de face în doua lagăre, unul superior şi unul inferior. Lagărul

superior va prelua pe lângă sarcinile radiale si sarcinile axiale (greutatea arborelui, greutatea

76


tamburului şi a amestecului), care solicită sistemul de rezemare. Din acest motiv el are in

componenţă doi rulmenti radial – axiali, cu role conice montaţi in ‘X’.

Lagărul inferior este prevăzut cu un rulment radial oscilant cu role butoi pe două rânduri.

Lagǎrele se fabricǎ din oţel rezistent placat cu material antifricţiune, marca de otel

folositǎ la fabricarea lagǎrului este oţel inoxidabil, STAS 3583-87, marca 7AlCr130

Dimensiunile lagarelor în funcţie de diametrul standardizat al arborelui:(mm)

Tabelul 1. Dimensiunile lagǎrului, (mm)

d d1 d2 d3 Md1 d5 D D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 h h1 h2 h3 h4 h5

40 35 30 24

M35

x

1,5

M1

0100 72 92

11

5140 160 120 140 45 10 27 9 50 19

Tabelul 2. Elementele standardizate ale lagǎrului,(mm)

77


Fig. 1. Lagǎr superior:1-arbore; 2-rulment radial-axial cu role conice pe un rând; 3- piuliţǎ

pentru rulmenţi; 4-şaibǎ de siguranţǎ;5 - capac; 6 - inel de etanşare din pâsla; 7- garniturǎ; 8 -

suport; 9 - carcasǎ; 10-garniturǎ;11- capac; 12-etanşare;

d Lagar superior Lagar inferior

Rulment

STAS

3920-87

Piulita

STAS

5816-77

Saiba

STAS

5815-77

Rulment

STAS

3918-86

Bucsa

STAS

5814-83

Piulita

STAS

5816-77

Saiba

STAS

5815-

7740 30207 KM 7 MB 7 22309K H 2309 KM 9 MB 950 30209 KM 9 MB 9 22311 K H2311 KM 11 MB11

78


Fig.2. Lagǎr inferior: 1-arbore; 2-rulment radial oscilant cu role butoi pe douǎ rânduri; 3-bucşǎ

de stranger; 4-piuliţǎ pentru rulmenţi; 5-şaibǎ de siguranţǎ;6-capac; 7-inel de etanşare; 8,9-

garniturǎ; 10-carcasǎ;11- manşetǎ de etanşare; 12-ungǎtor cu bilǎ; 13-capac; 14- support;

Pentru construcţia rulmenţilor pentru lagǎrul superior se foloseşte oţel pentru rulmenţi,

STAS 1456-89,marca RUL 3V cu conţinut de carbon 0,95-1,10%, iar cel de crom 1,10-1,50%.

Tabelul 3. Caracteristicile rulmentului radial-axial cu role conice pe un rând, dimensiuni,

(mm)

Simbolul

rulmentulu

i

d1 D1B C T

Sarcina

radialǎ de

bazǎ, kN

Masa

Kg/buc

Cr Cor

30207 35 72 17 15 18,25 52,1 41 0,34

79


Fig.3. Rulment radial axial cu role conice pe un rand

Pentru construcţia rulmenţilor s-a folosit oţel pentru rulmenţi, STAS 1456-89,marca RUL

3V cu conţinut de carbon 0,95-1,10 %, iar cel de crom 1,10-1,50%.

Tab.4. Caracteristicile rulmentului radial oscilant cu role butoi pe douǎ

rânduri,dimensiuni,(mm)

Simbolul

rulmentuluiDc D B

Sarcina radialǎ de

bazǎ,kN Masa, kg/buc

Cr Cor

22 309 45 100 36 120 95 1,31

Fig.4. Rulment radial oscilant cu role butoi pe douǎ rânduri,dimensiuni,(mm)

Tab. 5. Rulment radial oscilant, montat cu ajutorul unei bucşe de strângere (mm)

Simbolul

rulmentului

Simbolul

bucseiDc d D Dp B B1 C1 M

Masa

kg/buc

22309 H 2309 45 40 100 65 36 50 11 M45x1,5 1,59

80


Fig 5. Rulment radial oscilant, montat cu ajutorul unei bucşe de strangere;

1 – rulment; 2- bucsa de strangere;3- piulita pentru rulmenti; 4- saiba de siguranta.

Tab 6. Bucşă de strângere

Simbolul

bucşeid B1 L1 L2 a b d1 M

Masa

kg/buc

H 2309 40 50 15 16.5 6 1,6 48,25 M45x1,5 0,28

X cu cote

Fig 6. Bucşă de strângere

Tab 7. Piuliţă pentru

rulmenţi

Simbolul

piuliţeiM Dp Dt b s t

Masa

kg/buc

81


KM 7 M35x1,5 52 44 8 5 2,0 0,053

KM 9 M45x1,5 65 66 10 6 2,5 0,12

x cu cote

Fig 7. Piuliţă pentru rulmeţi

Tab 8. Şaibă de siguranţă

Simbolul

şaibei

d D D1 h E s g Număr

minim

de

aripioare

Masa

kg/1000buc

MB 7 35 57 44 32,5 6 5 1,25 13 10,4

MB 9 45 69 56 42,5 6 6 1,25 13 15,2

X cu cote

82


Fig 8. Şaibă de siguranţă

7.3. Alegerea şi calculul penelor

Penele se aleg în functie de diametrul capetelor arborelui pe care se monteaza. Ele au

rolul de a asigura transmiterea mişcarii între arbore şi butucul rotii conduse. Penele se fabricǎ din

oţel conform STAS-880-88, marca OLC45 I, cu urmǎtoarele caracteristici: δr=660 N/mm2,

δc=400 N/mm2, δ-1=300 N/mm2. Se aleg douǎ pene paralele cu urmatoarele caracteristici, (mm)

Tabelul 9. Pene paralele, dimensiuni, (mm)

d Panǎ Canal

peste pânǎ la b H

L

b

t1 t2

de la pânǎ laîn

arboreîn butuc

17 22 6 6 14 70 6 3,5 2,8

22 30 8 7 18 90 8 4 3,3

X cu cote

Fig.9 Panǎ paralela

Calculul la strivire al penelor

; ;

83


Calculul la forfecare

Bibliografie

84


1. D. Tacă – Teoria şi practica sistemelor de amestecare, E.T. Bucuresti;

2. A. Chişiu – Organe de maşini – Ed. Didactica si Ped. Bucuresti, 1976;

3. Nicolescu, Raduţi – Maşini electrice rotative în România;

4. Standarde si normative.

85


86

79822427 statie de epurare

Documents