curs canalizare

7/29/2019 Curs Canalizare

1/68

1

a. Bazinele cu nmol activ

Bazinul cu nmol activ este un bazin n care apa uzat epuratmecanic (de regul), cu ncrcare biologic mare (CBO5) estepus n contact cu aerul atmosferic i o masbiologic de nmolactiv (nmol format dintr-o mas de bacterii mineralizatoare bacteriiaerobe).

Pentru ca s triasc, bacteriile au nevoie de oxigen i hran;oxigenul este dat artificial din aerul atmosferic (se poate i cuoxigen pur sau chiar cu ozon) iar hrana este preluat din

ncrcareaorganicexistent n ap.

Masa de bacterii fixate pe nmol este proporional cu hranadisponibil. Figura urmtoare prezint o schem paralelasimilat cu ce sentmpl la un restaurant (unde mnctorii suntasimilai bacteriilor).


2/68

2

Ca i n lumea macroscopic (lumea real), majoritatea hranei estetransformat n energie i cretere masic, iar ce nu este mncabil estelsat ca rest nedigerabil, n cazul de fa nmol mineralizat (dac niciobacterie nu mai vrea/poate s mnnce din material, nseamn c restuleste stabil din punct de vedere biologic).

Cu partea mineral existent n ap, pe care se fixeaz partea biologicactiv (bacteriile) rezultnmolul activ; acesta este evacuat cu apa epurat.

Pentru a menine o mas de bacterii mineralizatoare (mnctori), o parte dinnmolul separat se rentoarce n bazin; dac nu exist hran, o parte dinbacterii mor, devenind hran pentru vieuitoare de rang superior.

Dac n apa epurat apar vieuitoare de ordin superior nseamn cprocesul de mineralizare este bine dezvoltat.

Model explicativ de legtur ntre ncrcarea masic inmolul activ


3/68

3

Este foarte important vrsta nmolului.


4/68

4

Se poate face observaiac n locul BNA se poate afla filtrul biologic(eventual cu o treapt de pompare).

Unele din vieuitoarele care activeaz n bazinul de nmol activ suntredate n figura urmtoare (alge, zooplancton); prezenaorganismelor superioarenseamn o epurare bun.


5/68

5


6/68

6


7/687

Se poate face o comparaie cu ce sentmpl n viaa unui om care

triete normal durata unei sperane medii de via (simplificat):omul triete 70 de ani, bea circa 70 t de ap (3l/zi), mnnc 70 talimente (3 kg/zi, cu apa nglobat) i n final are circa 70 kg(energia utilizat zilnic este de circa 2000 kcal).

Rezult o chestiune extrem de important: bacteriile lucreaz

gratis, dar au nevoie de oxigen, hrani de condiii de lucru (frsubstane care stnjenesc activitatea lor substane toxice,inhibitoare sau peliculogene) i o temperatur adecvat;activitatea lor este continu, iar populaia de bacterii seautoregleaz.

Bazinul de aerare este un bazin (sau mai multe) de dimensiuni:H=3-4 m, B=1,5H i L=(8-18) H.


8/688

Factorii care influeneazfuncionareabun a BNA sunt:

compoziia apei: raportul elementelor utile este CBO5/N/P =

100/5/1; compoziia trebuie reglat, dac nu exist o cantitatesuficient de N sau P, trebuie adugat artificial;

temperatura: bacteriile lucreaz bine la temperatura de 20-250C;

ncrcareaorganic de nmol, ION: valorile normale sunt de 0,1-2,5kg-zi substan nou venit pentru fiecare kg de substanactiv din

bazin; se regleaz prin recircularea nmolului QR; recircularea poatefi de 0,5-1,5 din debitul de ap supus tratrii Qzimaxiconcentraianmolului CN;

ncrcarea hidraulic a bazinului I (raportul dintre debit i volumbazin m3/zi);

vrsta nmolului VN: raportul dintre volumul de nmol din bazin ivolumul de nmol adus de apa brut;

oxigenul n exces: 1-2 mg/l;

durata de aerare: poate fi de 2-4 ore (la aerare prelungit poate

ajunge i la 10 ore).


9/689

Cea mai grea problem care poate sapar la funcionareacorectse manifest prin umflarea nmolului.

Cauzele acestui fenomen sunt multiple i, de regul, coerente:

valoare sczut a pH,

prezenasubstanelortoxice,

insuficienaconcentraiei de N i P,

aerare insuficient (oxigen sub 1 mg/l),

aerare exagerat,

ncrcareorganic mare sau introdus n ocuri mari,

dezvoltarea bacteriilor filamentoase.

Cunoatereacompoziiei organismelor din apa BNA este importantdeoarece se poate deduce dac procesul decurge bine sau nu.


10/6810

b. Sisteme de introducere a oxigenului n ap

Introducerea oxigenului n ap este o operaiune esenial, dar ieconomic energia cost bani.

De aceea a existat o continu preocupare a eficientizrii metodelorde introducere a oxigenului.

Astzi se disting trei metode:

aerarea pneumatic (insuflarea oxigenului n ap),

aerarea mecanic (transformarea apei n picturi),

aerarea mixt.

Tehnologiile au fost dezvoltate alternativ odat cu dezvoltareaechipamentelor, cu dezvoltarea cunotinelor asupra mecanismuluide reinere a oxigenului n ap i de necesitatea optimizriifuncionrii.


11/6811

Aerarea mecanics-a dezvoltat prima, deoarece se putea realiza unechipament care sintroduc oxigenul n ap, precum:

aeratoare de suprafasub form de turbine: un dispozitiv cu paleeste rotit cu vitez mare 100-500 rot/min, parial scufundat; apa estepulverizatipicturile de apofer o suprafa mare de contact aer-ap; eficienaenergetic poate fi bun, dar pot apreacomplicaii;

aeratoare orizontale de tip perie, aeratoare Kessener: o perie lung,cu palele parial scufundate n ap este rotit cu vitez; aerarea estedubl, o parte din ap este pulverizat iar palele se aereaz i seumezesc succesiv; dispozitiv robust, care nu necesit o automatizareavansat;

aerare cu discuri-biodiscuri: un ir de discuri nirate pe un ax,scufundate parial n ap, se rotesc cu vitez mic (1-2 rot/min);suprafaa discurilor este aerat i umezit succesiv; o formperfecionat este aceea a discurilor speciale, procedeulStahlermatic: un fel de roat de moar care senvrtete invers, aeruleste prins n cuurileroiii obligat s stea n contact cu apa, liber sausub presiune; n faza final aerul barboteaz apa prin care trece; poate

asigura o buneficien.


12/68

12

Existi alte procedee care combin diferite echipamente n scopulcreterii eficienei aerrii se analizeaz valoarea consumului deenergie pentru o unitate de oxigen introdus n ap (kWh/kg O2);desigurc dimensiunile bazinului pot influenaeficiena sistemului.

n ar, aerarea mecanic a fost metoda de aerare cea mai folosit

nainte de anii 90.


13/68

13

Aerareapneumatic nu s-a dezvoltat mult n aranoastr din doucauze:

1.Nu existau echipamente performante capabile s introduc aer nap n cantitate mare (mii mc/h)

2.Nu se putea realiza o difuzie bun a aerului n ap din cauzcbulele realizate erau cu diametru mare (viteza ascensional a

bulelor fiind mare, timpul de contact cu apa era mic i deci transferulde oxigen era redus).

Micorarea bulelor se putea face, dar trebuia un aer foarte binefiltrat.

Problema a fost rezolvat ntr-un sistem special, de aerare de micadncime sistemul INKA, n care aerul putea fi furnizat deventilatoare. Staia de epurare Pitetinc are un asemenea sistem.


14/68

14

Problema a fost rezolvatodat cu realizarea discurilor poroase cumembrane, i apoi a conductelor poroase sau plcilorporoase.

Marele ctig a fost legat de faptul c membrana care mbrac uncorp solid (dom, eav,plac) este fcut dintr-un material elastic irezistent.

n membran sunt tiate fante folosind sisteme laser (tieturi

aproape invizibile).Cnd sistemul este pus sub presiune (0,4-0,6 bar) membrana seumfli orificiile se deschid, producnd bule fine.

Aceste bule fine au foraportantmici deci se ridic ncet n apasigurnd un timp mare de contact (fenomenul corect de aerare estesimilar cu fierberea apei dintr-un vas nainte de a da n clocot).

Cnd aerareanceteaz, membrana se strnge i porii se nchid (nacest fel se evit colmatarea).


15/68

15

Au fost dezvoltate i sisteme speciale de aerare cu presiune mare saumic respectiv aerare n tub U i aerare cu hidroejector. Acestesisteme permit folosirea oxigenului pur sau chiar a ozonului, deoarececontrolul dizolvrii este mult mai bun.

Echipamentul care asigur aerul este numit suflant. n mod normalnecesarul de aer este de cca 30-60 kg aer/kg CBO5 sau 1-2 m3/loc. zi.Aerarea este o operaiunescump.


16/68

16

Decantorul secundar

Este construcia cu un rol foarte important n funcionarea staiei de

epurare, care asigurreinereanmolului produs n BNA i drept urmarese poate recircula o parte din el pentru meninerea funcionrii bune aBNA, dar, i mai important, asigureficienatotal a staiei.

Dac decantorul nu funcioneaz bine, atunci o parte important dinnmolul format scap n apa epurati, n acest fel, se reducegradul

de epurare.Ca tip de lucrare este similar cu decantorul primar, dar sunt i micidiferene: timpul de decantare poate fi mai mare; modul de colectare anmolului este, de cele mai multe ori, diferit.

Nmolul trebuie adunat de pe radier cu respectarea a doucondiii:

suficient de lent pentru pstrareastrii flocoanelor, i

suficient de repede astfel ca bacteriile (este nmol activ) s nu moarpn n momentul n care sunt reintroduse n bazin (pe perioada ct suntn afara BNA, nmolul, deci i bacteriile, nu mai este alimentat cuoxigen).


17/68

17

Din aceastcauz se practic sistemul de aspirare a nmolului chiardin locul de colectare (este ca diferena dintre mturatul prafului i

aspirarea prafului).Constructiv, lucrrile sunt similare, dar radierul construciei poate fiorizontal. De regul, decantorul poate fi longitudinal i radial, ambelecu avantaje i dezavantaje.

Decantorul longitudinal poate ocupa un spaiu mai redus, decantorulradial poate funciona mai bine. Sunt lucrri din ambele tipuri.

Ca decantoare radiale, cel mai mare se gsete la Iai, doudecantoare cu diametrul de 65 m diametru; podul raclor poate aveadificulti n funcionare deoarece pentru rapiditatea ndeprtrii

nmolului podul este diagonal; ori, la podul diagonal este importantsincronizarea micrii celor dou brae au fost cazuri n care oroat s-a dezumflat, sistemul de protecie nu a funcionat,icellaltbraactiv a foratconstruciapn cnd podul a czut n cuv.


18/68

18


19/68

19

Filtrul biologic (biofiltrul)

Dac modelul epurrii biologice cu nmol activ a fost dezvoltatplecnd de la tehnologia folosit de ap n pstrarea calitii caurmare a unei poluri moderate, modelul epurrii cu ajutorulbiofiltrelor a plecat cu siguran de la epurarea natural fcut lacurgerea apei n strat subire, cu turbulen pe pat cu pietri.

Este, de fapt, i o metodsimpl de verificare a calitii apei rului:dac se ia o piatri se freac ntre degete, se poate constata cpiatra este aspr (apa este curat) sau alunecoas ca o bucat despun (apa impurificat cu substanorganicparialmineralizatidepus pe piatr sub form de film).

ntr-adevr, acum putem judeca faptul c pentru aerarea apei sepoate folosi sistemul introducerii aerului n ap, darc se poate iinvers apa poate fi fcut s curg nenecat peste un masivpermeabil, astfel nct pelicula de apdistribuit pe suprafaapriisolide s ofere un contact bun cu aerul i deci posibilitatea dizolvrii

aerului n ap.


20/68

20

Cu timpul se formeaz o pelicul biologic ataat pe suprafaa suport,pelicula pe care se face transformarea substanelororganice din ap.

Cnd pelicula s-angroat mult, atunci se desprinde i este transportat deap. Reinereanmolului se face n decantorul secundar.


21/68

21

Pentru ca s funcioneze bine este necesar ca:

materialul suport (umplutura) s fie fcut din roc rezistent la

nghe(poate fi natural sau sintetic),neutr din punct de vederechimic; la biofiltrele realizate (acum circa 40 de ani) pentru platformaindustrial Oneti, umplutura n cele mai mari biofiltre a fost dinbazalt natural de Dobrogea;

suprafaaspecifics fie ct mai mare; normal, suprafaa este de

100-200 m2/m3; se poate asigura un film de ap ct mai subireimai extins;

grosimea stratului de 3-4 m;

ncrcarea organic recomandat 0,4-0,8 kg CBO5/zi/m3 dematerial;

apa uzat s aib o compoziie favorabil; raportulCBO5/N/P=100/5/1;

ncrcareahidraulic este de 0,5-1,5 m3/h/m2; udarea uniform aumpluturii, udare discontinu;

temperatura apei/mediului < 350

C.


22/68

22

n aceste condiii se poate realiza un grad de epurare de 80-90%.

Dac la o trecere gradul de epurare nu se realizeaz, se poate face o

trecere n bazine (turnuri) succesive, sau se face recircularea apei.Riscurile maxime n funcionare sunt legate de:

colmatarea superficial, mai ales dac nu se face o reinere bun ngrtare; se scarific periodic suprafaa;

producerea de miros neplcut, dacncrcarea este mare sau secolmateaz stratul de pietri;

favorizeaz dezvoltarea mutelor,dacncrcareaorganic este preamare.

O construcie important de staie de epurare cu biofiltre este cea de la

Buftea. Se poate aprecia nlimea mare de pompare necesar pentruaducerea apei la suprafaa biofiltrelor.

Dac la nceput au fost destul de folosite, astzi acceptarea lor a fostredus din cauza comportrii rigide n comparaie cu bazinele de nmolactiv (unde se poate modifica mai mult plaja de valori de funcionare prin

gradul de recirculare, concentraianmolului,concentraia de oxigen).


23/68

23

Oxidarea biologic natural

Sistemele de oxidare biologic natural au fost dezvoltate n unele

regiuni ale lumii (Europa de Vest) n cazul colectivitilor mici iizolate.

n ara noastr se face acelai lucru, dar n mod neorganizat: apauzatprodus n gospodrie este aruncat n spaiul vecin casei (saupe strad/drum)i partea superficial a solului realizeaz epurarea.

Sistemele de mai mari ntinderi, realizate organizat, cuprindurmtoarele tipuri principale:

iazuri biologice,

lagune,

cmpuri cu plante,filtre de suprafa,

filtre subterane,

tranee drenante etc.


24/68

24

Filtre descoperite: sunt filtre din nisip fin (1-2 mm) prin care treceapa i se formeaz un fel de biofiltre.

Aerul necesar este adus prin apa care se infiltreaz.Distribuia apei se poate face prin brazde, prin inundare periodicsau prin stropire.

Patul filtrant are o ncrcarehidraulicmic, de 0,1 m3/zi/m2, sau oncrcare biologic de 0,03 kg CBO5/zi/m2. O scarificare periodic

este necesar. Dac patul este plantat cu trestie, ncrcareaorganic se poate dubla.


25/68

25

Filtru ngropat: se realizeaz atunci cnd exist riscul producerii demiros, distanelefa de gospodrii pot fi destul de mici (200 m).

Eficiena unor asemenea filtre poate fi: CBO5 = 80-96%, suspensii =84-98%, N = 50-90%, P = 50-65%.

Nu au miros, dar sunt sensibile la suprancrcare. La funcionaredeficitar se pot colmata complet.


26/68

26

Filtre cu trestie: sunt paturi de nisip sau pmnt nisipos, pe caresunt amenajate rigole, i n care se planteaz trestie, cca 100

buc/m2

.Apa uzat, trecut prin grtar des, este distribuit uniform idiscontinuu (deci vor fi minim dou bazine) i prin mecanisme dedecantare i uscare, irigarea trestiei, folosirea substanei organice(C, N, P) se produce epurarea apei.


27/68

27

Suprafaanecesar poate ajunge la 5-6 m2/locuitor.

Trestia crete, iarna este colectati procedeul se reia.

Sunt probleme la tierea trestiei, la rensmnarei de funcionarepe durata iernii, cnd vegetaia nu crete.

Este adevrat c n zonele cu clima mai blnd s-ar putea s

creasc,datorit faptului c apa uzat este mai cald dect mediulnconjurtor.

Dac este bine realizat i exploatat poate oferi un bun grad deepurare n final, CBO5 < 25 mg/l, suspensii < 30 mg/l, N < 10 mg/l.

Este relativ uor de ntreinut, dar se poate produce miros, i maiales nari; este bine s nu fie realizat aproape de locuine.


28/68

28

Lagune: atunci cnd n apropiere sunt denivelri care sunt pline cuap, sau pot fi umplute cu ap, se poate amenaja un sistem de

lagune minim dou bazine n serie sau n paralel.Apa trece prin bazin n circa 30 de zile i, n acest timp, sub influenaoxigenului i a masei de zooplancton care se formeaz, se producemineralizarea substanelororganice.

Se reduce mult incrcareamicrobian,dup unele date cu 4 log(efectul de reducere este de 99,99%). Suprafaanecesar este de 5m2/locuitor, ncrcarea organic 120 kg CBO5/ha, distana fa delocuine minim 200 m (pot s dezvolte nari). Se produce miros ise pretelintia care reduce gradul de epurare.


29/68

29

Epurarea avansat a apei uzate

Dac la calculul gradului de epurare se constatc reducerea N i P

nu respectcondiiile de evacuare, atunci trebuie introdusi a treiatreapt de epurare, numit epurare teriar, sau epurare avansat.

Acest lucru se ntmpl la staiile de epurare vechi; la staiile deepurare noi se poate aplica o tehnologie nou,combinat.

n cazul staiilor vechi se realizeaz o treapt nou,ncadrat nceea ce exist.

n treapta nou trebuie realizat reinerea azotailor i fosforului nlimitele cerute. Aceasta nseamn un bazin de aerare n care seasigur sectoare diferite de zone aerobe, anoxice i anaerobe, n

care s se realizeze, folosind bacterii specializate, faza denitrificare (trecerea amoniului n nitrai) i faza de denitrificare(trecerea azotailorn azot gazos).

Deoarece hrana pentru microorganisme este redus, de regul seadaug o substansuplimentar (alcool metilic, etilic etc).


30/68

30


31/68

31

Pentru reducerea fosforului, care nu se reine pe cale biologic dectn mic msur, se poate recurge la precipitarea pe cale chimic,

folosind clorurferic (precipitare i floculare).Precipitatul format este reinut n decantoare. Pentru reinereanmolului suplimentar se poate recurge la decantoare noi sau sepoate recurge la folosirea celor existente.

Necesitatea acestui adaos de substanhrnitoare a fcut ca la noilestaii de epurare s se realizeze un proces mixt: apa uzat este binetratat n treapta de pre-epurare (grtare, separator de nisip, separatorde grsimi)i apoi este introdus direct n bazinul de aerare.

Aerarea se face n trepte; o prim treapt este o zonanaerob, n

care bacteriile denitrificatoare, ca s poat tri, i iau oxigenulnecesar din molecula de azotat n acest fel azotul poate deveni liber.n faza urmtoare se face aerarea apei, i bacteriile nitrificatoare,mpreun cu cele reductoare de substan organic, transformamoniacul n azotai (mai puin n azotii)i procesul se reia.


32/68

32

Exist foarte multe tipuri de procese combinate, din cauz c, n anumitecondiii, pot fi avantaje.


33/68

33


34/68

34

Printre staiile nou construite n acest sistem, se poate meniona ceapentru oraulCernavod, cca 200 l/s.

Se menioneaz faptul caceast epurare avansat a fost impuside condiiile de existen a apei n zon.

Cnd este appuin, epurarea poate fi foarte avansat (filtrare penisip, filtrare pe crbune activ etc) deoarece apa rezultat poate fi

refolosit.Sunt situaii cnd aceasta este folosit la irigaii, n procesetehnologice sau chiar n case, ca ap pentru funcionarea grupurilorsanitare (evacuare dejeciilorcu apa nepotabil).

Senelegec sunt luate msuri adecvate de proteciesanitar.


35/68

35

Prelucrarea nmolului (linia nmolului)

Prin procese de sedimentare din epurarea apelor uzate rezult apa

curat (n funcie de gradul de epurare impus) i un reziduu subform de nmol.

Nmolul este un nmol brut, cu un coninut de substanmineralio parte importantformat din substane organice.

Dup date din literaturrezult cca 54 g/om.zi sau cca 2,1 l/om.zinmol din decantoarele primare, i 31 g/om.zi sau 1,67 l/om.zi nmol din decantoarele secundare, unde coninutul de substanorganic este mult mai mare (nmol activ).

Partea organic nu este stabili, sub influena bacteriilor existente

n natur, ncepe s se descompun(fermenteaz,putrezete).Fermentarea necontrolat are ca prim aspect un miros suprtor,iapoi constituie un mediu propice de dezvoltare a microorganismelor,deci inclusiv a celor patogene. Cantitile fiind mari, se puneproblema prelucrrii acestui nmol n mod controlat.


36/68

36

Mineralizarea nmolului se face n prezena bacteriilor, iar rezultatuleste format din: nmol mineralizat, gaze de fermentaie i ap de

proces.Apa de proces se rentoarce n linia apei, n vederea epurrii.

Gazele rezultate se folosesc n msura n care sunt utile, iarnmolulstabilizat este deshidratat i folosit sau depozitat.


37/68

37

n practic se aplic cel mai des dou tehnologii de prelucrare a

nmolului: fermentarea anaerob (metoda cea mai folosit) imetoda mineralizriiaerobe, prin aerare prelungit.

Fermentarea anaerob artificial a nceput s fie dezvoltatodat cu realizarea decantorului Imhoff.

n volumul din partea de jos a decantorului, nmolul rmne untimp ndelungat (3-6 luni) i, prin procese anaerobe, nmolul setransform n ap de proces, care intr n apa evacuati esterecirculat n staia de epurare.

Gazul (biogazul) se degaj i nmolul mineralizat seconcentreaz; periodic este evacuat prin sifonare.


38/68

38

Fenomenul mineralizrii a fost studiat i s-a constatat c fermentareaanaerob se poate produce n trei intervale de temperatur:

1.fermentarea criofil, la temperaturi de 5-150

C; dureaz cca 3 luni i sepierd gazele care conin destul de mult metan (CH4), gaz cu efect asuprastratului de ozon;

2.fermentarea mezofil, realizat la temperaturi de 30-380C; dureaz cca1 luni produce gaze care pot fi captate i folosite. Biogazul produs are ocapacitate caloric mare, 3-6000 kcal/kg SO i este format n proporieegal din metan i dioxid de carbon. n mediu umed gazul are caracteracid. Pentru a funciona la peste 300C, recipientul n care se facemineralizarea trebuie s fie nchis i protejat (izolat) termic. Producia debiogaz este de 500 dm3/kg substanorganic, sau 20 dm3/loc.zi. Este ceamai utilizatform de fermentare;

3.fermentarea termofil, la temperatura de 55-580C, dureaz cca 10 zilei produce o cantitate mai mare de biogaz. Este treapta cea mai bun defermentare (rapid i total), dar pentru asigurarea unei temperaturi depeste 500C, construcia trebuie s fie foarte bine izolat termic, iarcantitatea de cldur pentru meninerea temperaturii este mare; se aplicnumai n cazuri speciale.


39/68

39

n final rezult un nmol stabil, cu un slab miros de pmnt, deculoare neagr (dup deshidratare seamn cu pmntul de flori),

cu un volum de 4-5 ori mai mic dect nmolul brut, i care ar putea fifolosit, n anumite condiii.

Fermentarea anaerob este metoda cea mai utilizati, din aceastcauz, vor fi fcute unele dezvoltri.

Fermentarea este realizat cu ajutorul unor bacterii numiteanaerobe.

Acestea i procur hrana din substana organic degradabil dinnmol, iar oxigenul din compoziia chimic a substanelor

fermentabile.

Procesul se ncheie atunci cnd tot ce se putea consuma de ctrebacterii a fost epuizat.


40/68

40


41/68

41

Rezervorul de fermentare (RFN) este construciaprincipal n carese realizeaz fermentarea nmolului. Este o construcie din beton

armat (sau precomprimat, la volume mari), realizat astfel nct sasigure un volum suficient pentru trecerea nmolului n decurs de 1lun.

Construcia are o bun izolaie termic (protejat contra apei),rezistent la aciunea termic i agresiv fa de ap (n cazuricomplicate reacia poate fi acid).

Forma construciei se optimizeaz, astfel nct la un maxim devolum s ofere o suprafaminim prin care se poate pierde cldura.

Cel mai mare RFN realizat n ar va fi la viitoarea staie de epurareBucureti: cinci recipieni de 8000 m3, cu diametru de cca 25 m inlime de cca 35 m. n lume, cele mai mari construcii au fostrealizate pentru staia de epurare Ankara Turcia, cu volum de16.000 m3/unitate.


42/68

42


43/68

43


44/68

44

Schema de funcionare a RFN este:

nmolul proaspt (din decantorul primar i decantorul secundar) esteconcentrat, astfel c ajunge la 3-5% SU;

nmolul este pompat n RFN prin intermediul unui schimbtorde cldur;estenclzit la cca 35-370C;

Nmolul din rezervor este amestecat cu un mijloc adecvat n vedereauniformizrii; agitatorul poate fi mecanic, hidraulic sau cu gaz (biogaz, nuaer);

nmolul este recirculat continuu cu ajutorul pompei n vederea nclziriicontinue irecirculrii;

gazul format se separ la partea superioar, ntr-un clopot, o construciespecial, de unde este colectat i evacuat la o presiune slab, de 30-200mm;

biogazul este stocat n exterior ntr-un recipient specializat, numitgazometru;

dup fermentare, nmolul este evacuat din circuitul de nmol recirculat;nmolul separat este supus unui proces de concentrare i deshidratare;


45/68

45

Riscurile n procesul de fermentare sunt legate de:

fermentarea acid: cnd ncrcarea hidraulic este prea mare,

temperatura de lucru nu este respectat, amestecul nmolului nu seface bine i se poate produce o fermentare incomplet. Durata defermentare crete, se produc acizi grai, care produc un nmol greu dedeshidratat; construcia poate fi afectat. Reducerea ncrcrii ineutralizarea procesului conduc la reabilitarea procesului;

formarea de crust deasupra nmolului, din cauza unui amestec

incomplet, a unui coninut mare de grsimi, a formrii de nmol plutitor(gazul nu se degaj din nmol din cauza amestecului neadecvat;ruperea crustei se face prin intensificarea amestecului);

producie mic de biogaz nseamn fermentare incomplet, coninutsrac n ncrcareorganic, temperatursczut, inhibarea procesuluide fermentare din cauza substanelortoxice etc;

degradarea lucrrii ca urmare a unei izolaii termice defecte; nu sepoate asigura nclzirea normal, deci intensitatea procesului esteredus

ncrustarea nmolului la baza recipientului din cauza prezenei masivede nisip sau a prii minerale importante, a unui amestec incomplet, aevacuriigreite a nmolului etc.


46/68

46

Construcia rezervorului de fermentare este obligatoriunsoit de

un sistem denclzire, propriu sau adoptat,

o camer a vanelor care conine toat instalaia hidraulicnecesarinerii n funciune,i

o staie de pompare (comun sau nu cu camera vanelor) prin carese asigur circulaia nmolului n bazin i evacuarea nmolului

fermentat.Ca tehnic, fermentarea se poate face:

ntr-o singurtreapt sau n dou trepte (n primul recipient se facede fapt fermentarea i n al doilea se asigur separarea gazului din

nmol),fermentare de micncrcare (mai lent) sau de mare ncrcare(rapid) etc.


47/68

47

Controlul funcionrii RFN este foarte important deoarece un nmolnefermentat nu mai poate fi prelucrat ulterior.

Problemele pe care le produce sunt legate de faptul c fermentareacontinu n treptele urmtoare de prelucrare, dar ntr-un modnecontrolat, i avnd ca rezultate producerea de

miros (mai ales la deshidratarea pe platforme de uscare),

mute care transportageni care pot fi patogeni,

deteriorarea solului pe caremprtienmolul,o dispersie grea a nmolului pe cmp.

n unele tehnologii se aplic i procedeul de stabilizare aerob anmolului. Dac prima parte de mineralizare se execut folosindbacterii aerobe, a cror vitez de lucru este mare, se poate continuafenomenul de distrugere n continuare a nmolului pn la consumultotal al substanei organice folosind bacterii specializate.

Aerarea se face pe durate mai mari, de 6-10 ore, iar rezultatul esteobinerea de nmol stabilizat, care se separ n decantorul secundar, deapepurati biogaz, care se pierde (se produce mult mai mult CO2).


48/68

48

S-a nceput i aplicarea unei metode radicale de prelucrare a nmoluluirezultat din epurare: dac n zona staiei de epurare nu exist loc suficientpentru realizarea construciilorde tratare a nmolului, n aceastsituaie

s-a aplicat soluiaarderii/incinerriinmolului.

Rezult cenu din materialele minerale i din substanele nevolatile;cenua se poate folosi sau depozita.

Se poate realiza incinerarea nmolului brut (concentrat n prealabil) sau a

nmolului deja prelucrat (fermentat). Deoarece arderea nu esteautontreinut, este necesaradugarea de combustibil convenional.

Comparnd dezavantajele (cuptor, combustibil, filtre pentru gaze arse etc)cu avantajele (proces controlat, spaiu mic i apropiat de localitate etc),poate rezulta o soluieavantajoas.

De exemplu, staia de epurare de la Viena este amplasatlng uzina deincinerare a deeurilor menajere. Ca atare, sunt primite i cantitile denmol brut (deshidratat) rezultat de la staia de epurare. Se produceenergie electrici apcald, care sunt folosite i n staia de epurare.Bilanul arderii nmolului este pozitiv, iar procesul este curat. Staia de

epurare din Berlin are un sistem de ardere controlat a nmolului brut.


49/68

49

Gazometre

Depozitarea provizorie a biogazului se face n construcii speciale

numite gazometre. n practicexistdou tipuri:1. Gazometre clasice cu clopot mobil: o cuv din beton, etan, esteumplut cu ap la partea de jos. n aceastconstrucie se introduce unclopot (o confeciemetalicetan ce se poate mica liber n cuv).

Ct timp nu este biogaz, clopotul este rezemat pe radierul cuvei. Cndse produce biogaz, a crui presiune este de 30-300 mm, presiuneagazului din interior(transformat n for de presiune) ridic clopotul.

Cnd se consum din gaz, clopotul revine la poziiainiial. Etanareaclopotului n cuv se realizeaz cu apa de pe fundul cuvei

(nchidere/gard hidraulic). Exist riscul nepenirii clopotului i, deaceea, se prevede un sistem de ghidare de siguran. Existi risculgolirii brute a gazului i deteriorarea structurii clopotului. Deasemenea, dac metalul clopotului nu este bine protejat, coroziuneapoate face pagube mari.


50/68

50

2. Gazometrul cu membrane este soluia care se extinde, deoareceexist materialul rezistent pentru realizarea balonului pentru gaz,

exist tehnica de meninere a funciunii balonului.Balonul are dou membrane: membrana exterioar este inut nstare de umflare cu ajutorul presiunii aerului dat de un compresor cufuncionarecontinu.

n interior se afl al doilea balon, care este etan fa de primul.Acesta este legat cu conducta de aducere/plecare a biogazului.

Gazul are acea presiune mic ce permite nmagazinarea n interior,dar sub presiunea micdat de balonul de deasupra.

Cnd se dorete consumarea biogazului, atunci presiunea dinbalonul exterior mpinge gazul la utilizare.

Sistemul are o siguran contra suprapresiunii, sistemul funcionndpe baza nchiderii hidraulice la valoare maxim a presiunii.


51/68

51


52/68

52

Folosirea biogazului

Ceva mai slab din punct de vedere al capacitii calorice dect gazul

natural, biogazul poate fi folosit n dou moduri.

n soluiaclasicacesta se arde ntr-o centraltermic (cu rezervde gaz natural pentru completare) i se produce apcald. Apa caldeste recirculati senclzetenmolul din RFN.

n soluia modern, gazul este ars ntr-un motor termic deconstruciespecial.

n mod normal, cca 40% din energia gazului este folosit pentruproducerea de energie electric, i 60% pentru producerea de apcaldnecesar la rcirea motorului.

Cu aceastapcald se nclzete rezervorul de fermentare (estede fapt apa cald produs la rcirea motorului unui automobil, apacald care n mod normal se pierde prin rcirea n radiator).


53/68

53

Astzi se produc motoare cu randamente bune, cu capacitate delucru cu biogaz agresiv i cu o bunizolaiefonic (containerizate).

Staiile de epurare reabilitate au n lucru o asemenea dotare. Lastaiile mari de epurare puterea motorului este de cteva sute dekW.

n alte cazuri, se poate folosi biogazul i n scopuri casnice sau se

poate lichefia i transporta.Este important ca fermentarea s fie bun deoarece n acest cazconinutul de metan poate crete pn la 70% i ca atare iconinutul de energie crete.

Arderea biogazului face ca n final numai dioxidul de carbon (uneorii dioxid de sulf) sdevin principalul factor de poluare a mediului.


54/68

54

Deshidratarea nmolului

Este necesar deoarece produsul fermentrii este un nmol foarte

fluid, cca 96% umiditate (arat ca o ap foarte murdar, de culoareneagrcenuie).

Deshidratarea are de regul dou trepte (se poate i ntr-o singurtreapt): o concentrare hidraulic sau mecanic i o deshidratarepropriu-zis.

Deshidratarea se poate face natural, pe paturi de uscare, imecanic, folosind echipamente specializate.

Deshidratarea natural pe paturi de uscare este cea mai veche inc cea mai utilizat n ar.

Se realizeaz platforme de nisip, cu un sistem de drenare i cu pereide 50-80 cm nlime. Nmolul este pompat sau curge singur peaceste platforme. Dac este bine fermentat se deshidrateaz repede(o parte din ap se evapor, o parte se infiltreazi este captat, oparte rmne n nmol).


55/68

55

Cnd concentraia nmolului ajunge la 25-30% substan uscat,materialul rmas este loptabil; cu mijloace mecanice sau manualeeste ncrcat n mijloace de transport i dus la depozitare, sau se

mprtie pe cmp (cu condiii speciale coninute ntr-un ordin alautoritii centrale).

O problemimportant o constituie distrugerea germenilor din nmol;se poate impune o dezinfectare adecvat.

Dezavantajul soluiei este multiplu:

dac nmolul nu este bine fermentat, procesul continu peplatforme (miros, mute etc) i deshidratarea este foarte lung,

n cazul ploilor prelungite deshidratarea este complicat,suprafaa

necesar este mare (cca 6-10 locuitori pe m2),dac sunt amplasate aproape de locuineofer o privelite destul deneplcut.

Manipularea nmolului impune msuri sanitare de protecie pentru

personalul care lucreaz.


56/68

56

Deshidratarea mecanic, din ce n ce mai utilizat, se poate faceprin: filtre cu vacuum, filtre pres, centrifuge etc.

Filtrele cu vacuum asigur deshidratarea prin trecerea nmoluluipe o bandrulant, cu banda format dintr-un material permeabil.

ntr-o anumit secven, banda funcioneaz sub vacuum, i apaeste absorbit din nmol; nmolulobinut este transportabil.


57/68

57

Filtrele pres sunt echipamente al cror principiu de funcionareseamn cu acela al unui acordeon: burduful se destinde inmoluleste acceptat n interior; cnd burduful este plin, acesta este strns.

Materialul burdufului este permeabil, apa este expulzat iarnmolulrmne n interior, de unde estendeprtat.

Filtrul pres industrial este realizat dintr-o mulime de plci,separate unele de altele cu ajutorul unor membrane speciale.

Plcile sunt apropiate i presate pentru etanare, iar nmolul esteinjectat ntre plci prin axul central. Pnza filtrantasigur drenareaapei. Cnd scurgerea apei estencheiat, sendeprteazplcileiturtele de nmol curg pe o bandrulant.

Procesul este discontinuu: pentru o bun deshidratare, nmolul secondiioneaz n prealabil cu polimeri, i astfel deshidratarea seaccelereaz.

Instalaia trebuie amplasat ntr-un spaiu nchis.


58/68

58


59/68

59

Deshidratarea prin centrifugare

Se realizeaz n mod curent deoarece echipamentul funcioneazcontinuu i procesul este continuu.

Nmolul este introdus ntr-o tob care se rotete cu vitez mare. Nmolul,mai dens, este separat spre peretele tobei, iar apa rmne n interiorultobei. Apa este evacuat prin goliri speciale iarnmolul este rzuit de peperete cu un snec special i este mpins spre exterior. Este important canmoluls nu conin material abraziv, deoarece echipamentul se poate

deteriora uor.Ca i n celelalte mijloace de deshidratare mecanic, nmolul estecondiionat n prealabil (se adaug polimeri este amestecat pn la obun floculare).

Consumul de energie nu este exagerat. Fa de productivitatea mare sepreconizeazi o soluiebun pentru staiile mici de epurare un sistemde deshidratare mobil. Un echipament este montat pe un mijloc detransport i deplasat periodic la diferite staii de epurare; n acest fel sereduce costul de investiie.

Desigur c n cazuri justificate i posibiliti tehnice nmolul poate fi

incinerat.


60/68

60

Folosirea nmolului

Nmolul rezultat este un bun ngrmnt (conine N, P, K) darpentru a putea fi folosit n agricultur trebuie sndeplineasc unelecondiii severe legate de posibilitatea transmiterii unor poluani laplantele cultivate:

coninutul de metale grele este strict restricionat;

substanele toxice sunt de nedorit;

ncrcarea n germeni trebuie controlat etc.

Pe lng aceasta, trebuie luat n calcul modul de distribuie anmolului pe cmp cine o face, cnd, cu ce mijloace, n ce

cantitate se poate face, n funcie de destinaia terenului.Se poate utiliza foarte bine n zone mpdurite sau n zone care vortrebuimpdurite.


61/68

61

Coninutul de substanehrnitoare(i umiditatea respectiv) produco cretererapid a pdurii, cu efecte multiple:

producerea de maslemnoas,

protecie a mediului (modificare climat),

stabilizarea solului contra splrii (se apreciazc cca 7 milioanede hectare sunt supuse degradrii),

nu sunt restricii mari n calitatea nmolului.

Din pcate, o prea mic parte din nmolul produs este folosit. Ceamai mare parte este depozitat n comun cu deeurile menajere.

Acolo poate produce greuti deoarece prin splare sub efectul

ploilorrezultcantiti sporite de fluide foarte toxice i greu de tratat(aa numitul lixiviat).

Problema practic a ndeprtrii nmolului nu este completrezolvat.


62/68

62

Staii de epurare de capacitate mic i foarte mic

n etapa actual a aprut o problem nou. De fapt, nu este chiar

nou, nou este doar volumul n care trebuie rezolvat, i din carecauzisoluiile de aplicat sunt diferite.

Este vorba despre realizarea epurrii apelor la localiti rurale, laansambluri hoteliere izolate, la construcii de case de vacan nlocuri izolate.

Pe de alt parte, au fost dezvoltate soluii specializate pentru diferitecazuri, mai exact pentru volume diferite de ape uzate. Se poaterealiza o soluieadecvat de staie de epurare.

Aceste staii sunt clasificate n dou grupe mari: staii de epurare mici

i staii de epurare foarte mici, mergnd pn la staii de epurarepentru o familie.


63/68

63

Este considerat staie de epurare mic acea staie care asigurepurarea apelor uzate menajere provenite de la aglomerri de

populaie de 500-5000 locuitori (sau debite de max. 50 l/s).Staiile mai mici, pentru populaie de 5-50 locuitori pot fi consideratestaii de epurare individuale.

Aceste staii de epurare pot fi folosite n trei grupe de locuine:

localiti mici, n zona rural, izolate, amenajri turistice importanteizolate

amenajri turistice de mici dimensiuni, amplasate n zone izolate icu surse mici de ap

locuine individuale sau cabane aflate n zone izolate aflate nperimetre unde condiiile de mediu sunt deosebit de stricte (aproapede lacuri, n zone turistice cunoscute).

Procesele folosite n epurarea apelor sunt aceleai ca i n staiile deepurare de mari dimensiuni.


64/68

64

Complicaiile sunt legate de faptul c din cauza debitelor mici de apuzatsupus tratrii,construciile sunt att de mici nct realizarea

lordistinct este o problem, exploatarea poate deveni o problemdeoarece, pentru reducerea cheltuielilor de exploatare, funcionareaar trebui s fie puternic automatizat, supravegherea funcionriipoate fi dificil etc.

Din aceast cauz au fost dezvoltate dou linii de epurare: o liniehibrid, n care parial staia este clasic (pre-epurarea) i parialeste compact, i respectiv staii de epurare integral compacte(monobloc).

Dezavantajul folosirii acestorstaii de epurare este legat de faptul csunt produse de diferite firme, care le livreaz la comand. Costul lorpoate fi de ordinul a 300-1000/locuitor la staiile foarte mici.

Pe de alt parte, aceasta constituie i un avantaj, deoarece firmafurnizoare asigur instruirea personalului de exploatare, iar la limitpoate asigura i exploatarea pe durata de via.


65/68

65

Este important ca la punerea n funciune s fie realizat lanul detratare, i parametrii de calitate ai apei epurate s fie respectai.

Deoarece n cea mai mare parte epurarea este fcut pe calebiologic, deci foarte intens, trebuie ateptats se formeze nmolulbiologic favorabil, acest lucru putnd dura minim 1 lun, iar calitateaapei uzate introduse n staie trebuie s fie normal (fr plutitorimari, frsubstane toxice).

Este nevoie s se asigure o surs sigur de energie electric,deoarece circulaia apei, producerea de oxigen se fac folosindenergie electric.

Sunt i tipuri de staii care asigur i dezinfectarea apei folosind

radiaie UV.Nu este exclus nici soluiaepurrii apei cu metode naturale.


66/68

66


67/68

67

Dezinfectarea apei epurate

Dup cum s-a putut constata,ncrcareabacteriologic a apei uzate

este foarte important, de milioane de uniti / 100 ml. Prin trepteleobinuite de epurare se reduce substanial acest numr, dar nu ntotalitate. n tabel se poate vedea eficiena diferitelor trepte detratare.

Treapta de tratare Virusurireduse

%

EscherichiaColi reduse

%

Coliformiredui

%

Streptococifecali redui

%

Sedimentare - 3-72 13-86 44-60

Tratare cu nmol activ 77-99 61-98 13-83 44-93

Biofiltre 40-82 73-97 15-99 64-97Iazuri biologice 95 80-95 86-99 87-99


68/68

Avnd n vedere capacitatea de nmulire deosebit de mare aacestor microorganisme, i innd seama de faptul c dup

evacuare n receptor controlul apei este mai complicat, deoareceapa poate fi folosit de vieuitoare n stare liber, se impune n multecazuri ca apa evacuats fie dezinfectat.

Din pcate, dezinfectarea cu clor este dificil, deoarece nu se poatecontrola suficient de bine doza rezidual.

Clorul rmas n ap poate distruge mecanismul natural deautoepurare al cursului de ap.

Pentru aceasta s-a dezvoltat sistemul de dezinfectare cu radiaii UV.

Distrugerea microbilor poate fi total, darfr reziduuri periculoase.Procedeul este ceva mai scump, dar consecinele secundare suntreduse la minim.

curs canalizare

Documents