UNIVERSITATEA TEHNIC GHEORGHE ASACHI DIN IAI

F A C U L T A T E A D E

C O N S T R U C I I S I I N S T A L A I I

Domeniul: Ingineria Instalaiilor

Specializarea: Instalaii pentru Construcii

PROIECT

INSTALAII SANITARE CU FUNCIUNI

SPECIALE

Masterand:

Ing. Anghel Paul

1 | P a g i n

TRATAMENTUL APEI CU ULTRAVIOLETE

Dac microorganismele sunt expuse la radiaiile ultraviolete (UV) de tip C, este afectat

nucleul celulei i multiplicarea ADN-ului este oprit. Razele UV au efect asupra ADN-ului, asupra

acidului nucleic i asupra enzimelor. Rezultatul este c microorganismele patogene sunt inactivate

sau distruse.

Producerea radiaiilor UV-C se realizeaz cu ajutorul unor tuburi de tip neon care sunt

protejate de teci transparente din cuar , cu un diametru cuprins intre 15 i 25 mm i o lungime de

100 pn la 1200 mm. Aceste tuburi sunt umplute cu un gaz care conine vapori de mercur.

Lungimea de und care are efect asupra microorganismelor sunt cele situate intre 240 i

280nm cu un vrf la 253,7 nm. Aceste lungimi de und sunt situate n zona UV-C.

Figura 1: Spectrul de radiaii

n graficul de mai jos este reprezentat distribuia de lungimi de und emise de lmpile de

joas presiune (culoarea neagr) i medie presiune (albastru). Curba de culoare roie reprezint

spectrul de absorbie a radiaiilor de ctre AND.

Figura 2: Lungime de und nm

Doza de expunere este produsul dintre intensitatea radia iei i timpul de expunere:

2 | P a g i n

Doza = I x T

Unitatea de msur folosit este mJ/cm2 care este echivalent cu 1000 micro wai

secund/cm2.

Figura 3: Dozele necesare pentru distrugerea n proporie de 90% a unor microorganisme

Figura 4: Relaia doz/distrugere pentru bacteria E.Coli

Radiaiile ultraviolete sunt folosite la dezinfectarea lichidelor, suprafe elor, a aerului sau

gazelor i la anumite oxidri cum ar fi eliminarea clorul ui, distrugerea pesticidelor sau eliminarea

mirosurilor la emisiile industriale.

Echipamentele de tratarea a apelor cu UV sunt formate din una sau mai multe lmpi

protejate de teci transparente de cuar introduse n camerele de iradie re. Prin aceste camere circul

apa care trebuie tratat. Lmpile UV emit radiaiile cu o anumit energie i pot fi de joas, de medie

sau de nalt presiune.

Lmpile de medie sau de nalt presiune au puterile cuprinse ntre 0,4 i 7,0 kW pentru o

singur lamp. n cazul debitelor ce depesc 13 m3/h este mai eficace folosirea unor lmpi de

medie presiune care au spectru mai larg de lungimi de unde dect folosirea lmpilor de joas

presiune. Durata de via a lmpilor de nalt presiune este de cca. 3000 ore, iar a celor de medie

presiune este de cca. 8000 ore.

Lmpile de joas presiune sunt folosite n cazul tratamentelor de debite mici, puterea

disponibil fiind de 15 200 W. Lungimea de und este unic i are valoarea de 254 nm. n cazul

aplicaiilor cu reacii fotochimice se folosesc lmpi cu un spectru de lungimi de unde cuprinse ntre

185 i 480 nm.

Eficacitatea tratamentului cu UV este independent de temperatura apei.

3 | P a g i n

Iradierea apei cu radiaiile UV se face n interiorul unei camere de iradiere. Concepia i

dimensiunile acestei camere joac un rol important pentru eficacitatea procedeului. Camera trebuie

s fie astfel realizat nct s asigure o curgere turbulen care s duc la o expunere complet a

lichidului la razele UV indiferent de debit. Forma camerei trebuie s evite zone care nu sunt iradiate

unde s-ar putea depune bacterii care nu sunt distruse.

Sistemele UV sunt concepute astfel nct doza de expunere este optim la nivelul peretelui

camerei pe toata durata de via a lmpii.

Sistemele de tratament cu UV pot fi realizate cu o singur lamp sau cu mai multe lmpi.

Folosirea unei singure lmpi asigur performanele necesare pentru realizarea tratamentului.

Folosirea unei singure lmpi de mare intensitate este capabil s asigure tratareaa pn la 600

m3/h. Controlul intensitii lmpii este simplu i eficace. Sistemele care folosesc mai multe lmpi de

presiune joas n cadrul unei singure camere de iradiere pot pune probleme mecanice i hidraulice.

ntreinerea este de asemenea mai costisitoare i mai complex. n plus, asemenea sisteme trebuie

prevzute cu perei care s asigure o curgere turbulent ceea ce favorizeaz crearea de suprafee

care nu sunt iradiate.

Productorii de echipamente de tratament cu UV au n gama lor de fabricaie aparate

standard care rspund unor anumite cerine de tratament, n mod deosebit n tratarea apei potabile

rezideniale sau mici colectiviti. n cazul tratamentelor specifice, a apelor indus triale sau a apelor

potabile pentru mari colectiviti, pentru a se asigura echipamente care s rspund n totalitate

nevoilor procesului respectiv este necesar s se stabileasc parametri necesar fabricrii

echipamentului respectiv. n aceste cazuri , parametri care se iau n considerare, fr s fie neaprat

toi cei necesari, sunt:

1. Debitul maxim de tratat.

2. Analiza fluidului care se va trata.

3. Care este populaia bacteriana care se dore te a fi eliminat.

4. Care este rezultatul la care se dorete s se ajung.

Avantajele folosirii tratamentului cu UV sunt urmtoarele:

- Razele UV nu modific caracteristicile organoleptice a apei (gustul, mirosul, culoarea) i nici

pH-ul

- Folosirea razelor UV nu necesit folosirea altor produse chimice

- Nu creeaz sub-produse toxice n ap

- Echipamentele sunt compacte i uor de instalat

- ntreinerea este simpl i rapid

- Consumul electric este foarte mic

4 | P a g i n

La utilizarea acestei metode de tratament trebuie inut cont de faptul c radiaia cu UV nu

are efect remanent. De aceea tratamentul trebuie aplicat ct mai aproape de locul de consum al apei,

iar stocarea apei tratate nu este indicat deoarece se poate ajunge la recontaminarea apei.

Tratamentul cu UV se aplic pe o scar larg i n tratarea apelor din procesele industriale:

- dezinfeciia apelor

- distrugerea ozonului rezidual

- producia de ap ultra-pur

- declorinare: reducerea clorului sub form de compui

- reducerea carbonului organic total

- procese de oxidare avansate

Tratamentul cu UV poate fi folosit i n cazul dezinfeciei apelor din piscine. Toate

piscinele, private sau publice necesit un tratament de dezinfec ie a apei pentru reducerea

microorganismelor prezente n ap. n mod curent, n acest scop, este folosit clorul. Folosirea

clorului are ns unele efecte negative datorit formarii de sub-produse cum ar fi cloramina.

Folosirea tratamentului cu UV permite reducerea cu 50% a clorului n tratarea apelor din

piscine.

Dezinfectarea prin intermediul luminii ultraviolete se utilizeaza in urmatoarele cazuri :

- pentru surse proprii de apa ;

- dezinfectie finala in procesul de tratare a apelor potabile;

- dezinfectia apei care satisface conditiile calitative din punct de vedere al concentratiei indicatorilor

chimici si se admite concentratie zero pentru clorul rezidual .

Dezinfectarea cu lumina ultravioleta este un proces eficient si foarte potrivit din punct de

vedere al interactiunii cu mediul inconjurator, nu lasa in apa reziduuri sau produse daunatoare si nu

afecteaza simtul gustului sau mirosul.

Producnd o reactie fotochimica in DNA (acidul desoxiribonucleic) al microorganismelor,

lumina ultravioleta (radiatie UVC 254 nm) omoara microorganismele patogene in citeva secunde

sau le distruge posibilitatea de dezvoltare .

Rata distrugerii acestora depinde de radiatia minima cu UV ( dozarea UV) , si timpul in care

un microorganism este expus la o anumita intensitate a radiatiilor UV (W/m). La o dozare a UV de

400J/m cel mai important virus sau bacterie patogena pentru om sunt reduse cu 4 logs (exponenti

zecimali), ceea ce corespunde cerintelor internationale si asigura o dezinfectare sigura.

Puterea de dezinfectare a instalatiilor AQUADA se bazeaza pe faptul ca fiecare element de

volum este iradiat corespunzator la trecerea prin reactorul UV. Pentru a asigura acest lucru , campul

de radiatii si proprietatile hidraulice in sistemul / instalatia UV au fost optim adaptate unul altuia.

5 | P a g i n

Radierea cu UV a apei potabile in dozele folosite pentru dezinfectare nu cauzeaza reactii secundare

nedorite .

Alegerea unei instalatii pentru dezinfectie cu lumina ultravioleta se face in functie de doi

factori:

debitul de apa care se dezinfecteaza;

coeficientul de transmisie UV al apei.

In mod uzual, pentru apa potabila coeficientul de transmisie UV este de 94 - 98 % dar in

functie de sursa, zona, etc., acesta poate varia foarte mult sau poate fi chiar instabil, in aceste cazuri

fiind necesare utilizarea unor alte tipuri de echipamente.

Figura 5: Sistem Aqada

Instalatiile AQUADA pot fi utilizate pentru tratarea apei filtrate avnd o temperatura de 5-

25 C, pentru un debit maxim de 10,5 m3/h .

Instalatiile sunt prevazute cu o lampa UV de inalta intensitate centrata in interiorul unui tub

de protectie din cuart, care se fixeaza la un capat al camerei de dezinfectie a reactorului, acesta

putnd fi montat orizontal sau vertical in instalatia de alimentare cu apa.

6 | P a g i n

Functie de debit, instalatiile sunt disponibile in 5 tipuri :

* Doza UV: 400 J/m2 (la sfrsitul duratei de viata a lampii)

Coeficient

transmisie UV (1

cm) [ % ] 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98

TIP

ECHIPAMENT Debit maxim de apa [ m3 / ora ]

Aquada 1 0,55 0,56 0,58 0,59 0,6 0,62 0,63 0,64 0,66 0,67

Aquada 2 1,41 1,42 1,45 1,48 1,51 1,55 1,58 1,62 1,65 1,69

Aquada 4 2,1 2,19 2,28 2,37 2,47 2,56 2,66 2,76 2,87 2,98

Aquada 7 3,9 3,92 4,07 4,24 4,4 4,57 4,75 4,93 5,12 5,32

Aquada 10 5,02 5,08 5,35 5,66 5,98 6,32 6,68 7,06 7,46 7,89

* Doza UV: 300 J/m2 (la sfrsitul duratei de viata a lampii)

Coeficient

transmisie UV (1

cm) [ % ] 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98

TIP

ECHIPAMENT Debit maxim de apa [ m3 / ora ]

Aquada 1 0,73 0,75 0,77 0,79 0,8 0,83 0,84 0,85 0,88 0,89

Aquada 2 1,88 1,89 1,93 1,97 2,01 2,07 2,11 2,16 2,2 2,25

Aquada 4 2,8 2,92 3,04 3,16 3,29 3,41 3,55 3,68 3,83 3,97

Aquada 7 5,2 5,23 5,43 5,65 5,87 6,09 6,33 6,57 6,83 7,09

Aquada 10 6,69 6,77 7,13 7,55 7,97 8,43 8,91 9,41 9,95 10,52

* Pentru apa potabila se utilizeaza doza UV 400 J/m2. Tabel 1: Tipuri de echipament Aquada

Configuratie - facilitati Model

Altima Proxima Maxima

Reactor UV - camera dezinfectare din otel inox

Lampa UV

Droser electronic de inalta eficienta

Indicator stralucire

Conector de siguranta la schimbarea lampii

Micro-calculator pentru reglare automata

Alarma vizuala/audio la avarie si expirarea duratei de viata a

lampii

Reminder pentru schimbarea lampii cu numarator (365 zile)

Buton de resetare a alarmei si calculatorului

Display digital / citirea duratei de viata a lampii

Alimentare pentru electro-valva siguranta

Senzor selectiv UV

Display digital pentru afisarea intensitatii razelor UV

Tabel 2: Configuraii Aquada

7 | P a g i n

TIP Aquada 1

Aquada

2

Aquada

4

Aquada

7

Aquada

10

Reactor UV - camera dezinfectie otel inoxidabil

01/02/05 03/04/05 1 1 1 1/2

Dimensiuni [mm] 168x470 168x670 168x675 168x1035 180x1040

Volum apa iradiat [ l ] 1 1,5 3,5 6,3 11,6

Greutate, aprox. [kg] 1,5 2,4 3,2 5 9

Presiune de lucru, max. [bar] 10

Clasa protectie IP 65

Lampa UV

Tip lampa NLR1825WS NLR1845WS NLR1880WS

Putere [W] 20 40 80

Durata de viata [h] 8760

Unitate comanda/control

Dimensiuni [mm] 168x200x66

Greutate, aprox. [kg] 2,5

Tensiune alimentare [V/Hz] 230 / 60

Lungime cablu leg. la reactor [m] 1,5

Temperatura ambientala [C] 0 - 40

Putere [W] 35 55 85

Clasa protectie IP 54

Senzor UV ( numai pentru modelul Maxima )

Tip UCS

OPTIUNI - Tensiune alimentare 110 V / 60 Hz

- Contact liber de potential ( numai pentru modelele Proxima si Maxima )

- Electro-valva de siguranta pentru oprirea alimentarii cu apa in caz de avarie ( numai pentru modelele

Proxima si Maxima ) Tabel 3: Configuraii