1

INSTALATII HIDROEDILITARE Curs 1 - Obiectul cursului. Generalitati Curs 2 - Surse de apa potabila Curs 3 - Tratarea apei. Deznisipatoare Curs 4 - Tratarea apei. Decantarea. Decantoare orizontale, verticale Curs 5 - Tratarea apei. Decantarea. Decantoare radiale, suspensionale Curs 6 - Tratarea apei. Filtrarea Curs 7 - Tratarea apei. Tehnici utilizând membrane. Microfiltrarea,ultrafiltrarea, electrodializa Curs 8 - Tratarea apei. Tehnici utilizând membrane. Nanofiltrarea,osmoza inversa Curs 9 - Tratarea apei prin procedee chimice Curs 10 - Aductiunea apei Curs 11 - Înmagazinarea apei Curs 12 - Retele de distributie. Generalitati Curs 13 - Retele de distributie. Dimensionare Curs 14 - Statii de pompare

Surse de apa Sursele apei potabile: 1. ape subterane - straturi acvifere freatice - straturi acvifere de mare adâncime - straturi freatice alimentate prin infiltratii artificiale 2. ape de suprafata - ape curgatoare - lacuri naturale / artificiale - mari si oceane

Ape subterane

Profil hidrologic cu principalele surse de apa subterana

1- strat de apa nivel liber (freatic), 2 – put în strat freatic, 3 – strat de apa cu nivel ascendent, 4 – put în strat ascendent, 5 – strat de apa artezian, 6 – put artezian, 7 – apa subterana infiltrata prin malu râului, 8 – strat de pamânt impermeabil, 9 - izvor

2

Scheme de alimentare cu apa a) pentru un oras din surse subterane b) a unei regiuni dintr-un mere izvor

1 – captare din puturi, 1’ – captare de izvor ; 2 – statie de pompare, 3 – statie de tratare a apei, 4 – conducta de refulare, 5 – castel de apa, retea de distributie, 7 – conducta de aductiune prin gravitatie, 8 – rezervor de distributie, 9 – turn piezometric d) a unei zone industriale cu recircularea c) pentru un oras din apa de suprafata partiala a apei

1’’ – captare din râu si statia de pompare I, 1’’’ - captare din râu si statia de pompare cu treptele I si II, 2 – statie de pompare, 3 – statie de tratare a apei, 4 – conducta de refulare, 5 – castel de apa, retea de distributie, 7 – conducta de aductiune prin gravitatie, 8 – rezervor de distributie, 9 – turn piezometric, 10 – rezervor intermediar si statia de pompare II, 11 – rezervoare de trecere, 12 – conducta de recirculare a apei Elemente determinante în alegerea schemei de alimentare cu apa

- cantitatea de apa - presiunea apei - calitatea apei - conditiile locale privind sursele de apa - calitatea apei surse - pozitia relativa a consumatorilor

Elemente componente pentru o alimentarea cu apa a unui centru populat sau a unei zone industriale - captarea - aductiunea - statii de pompare - statii de tratare - rezervoare de înmagazinare - sistemul de distributie

Calitatea apei potabile - normele reprezinta o inserare de 40-50 indicatori de calitate

3

CAPTAREA APELOR SUBTERANE 1. Studiul hidrologic

Dispunerea în plan a forajelor de studiu pentru determinarea direcţiei de curgere şi a pantei curentului subteran: I, II, III – foraje de studiu, 1 – foraje de observaţie

l

∆hi = ; i – panta hidraulica; ∆h – diferenta de nivel între doua hidroizohipse; l – distanta cea mai

mica între curbe, masurata pe directia de curgere

p

v vikv r =∗= ; v – viteza aparenta ; k – coeficientul de permeabilitate ; vr – viteza reala

p – coeficientul de porozitate efectiva( 0,10 – 0,25) Determinarea coeficientului de permeabilitate Strat acvifer cu nivel liber

Schema unui foraj de studiu cu doua foraje de observatie într-un strat freatic 1 – suprafata solului, 2 – nivelul superior al apei subterane, înainte de pompare, 3 – nivelul superior al apei în timpul pomparii, 4 – putul din care se pompeaza, 5, 6 – puturi de observatie, 7 – stratul impermeabil de baza

dl

dhkhxπ2VAQ xx0 ⋅⋅⋅⋅⋅=∗=

( )

( )( )2121

120

ssss2H

lnalnaQk

−−−

−=

π

22

11

sHh

sHh

−=

−=

k – coef. de permeabilitate al stratului acvifer, [m/s]; H – înaltimea fetei superioare a stratului acvifer deasupra stratului impermeabil de baza; Q0 – debitul pompat în regim permanent din foraj, [m3/s ]; a1,a2 – dist de amplasare fata de forajul din care se pompeaza apa, a celor 2 foraje de observatie, [m]; s, s1 si s2 – denivelarile stratului scvifer în cele trei foraje în timpul pomparii, [m]. h1,h2 – denivelarile apei din forajele de observatie

HBikQ ⋅⋅⋅= Q – debitul stratului acvifer pe latimea B a stratului [m3/sec] k – coeficientul de permeabilitate [m/sec] i - panta suprafetei apei subterane, [mm/m] H – grosimea medie a stratului de apa subterana, [m]

4

Strat acvifer sub presiune Strat acvifer cu nivel liber ascendent 1 – suprafata solului, 2 – nivel piezometric, 3 – curba piezometrica în timpul pompari, 4 – strat impermeabil, 5 – patura acvifera sub presiune, 6 – strat impermeabil de baza, 7 – put de pompare, 8,9 puturi de observatie,

( )

( )21

120

ssπM2

lnalnaQk

−⋅⋅

−= MBikQ ⋅⋅⋅= M – grosimea stratului acvifer Q – debitul stratului acvifer

Debitul capabil al stratului de apa subterana prin metode hidrologice

1000

qAQ s

cap.strat

⋅=

1000

qAQ s

cap.strat

⋅=

Qcap.strat – debitul capabil al stratulu de apa subterana, m3/s; A – aria suprafetei bazinului hidrogeologic care alementeaza frontul de captare considerat, km2; qs – debitul specific de alimentare al stratului acvifer, l/sCkm2; qs = f ( regimul precipitatiilor atmosferice; relieful terenului; gradul de acoperire cu vegetatie a bazinului; permeabilitatea solului.) Influenta reciproca dintre puturi în timpul pomparii apei

I

'IIII

I Q

QQα

−=

IIIα coeficientul de influenta a forajului FII fata de forajul FI la

aceeasi denivelare; QI – debitul pompat din forajul FI în timpul cât FII era în repaus; Q’I – debitul pompat din forajul FII în timpul cât din FI se pompeaza acelasi debit Q’II=Q’I.

Captarea izvoarelor

Izvor ascendent Izvor descesdent 1 – strat acvifer; 1 – strat de baza impermeabil; 2 – strat impermeabil; 2 – strat de apa subterana; 3 – nivelul superior al apei în timpul pomparii; 3 – izvor descendent. 4 – izvor ascendent.

5

Camera de captare pentru izvoar concentrat de coasta

Prin tuburi de drenaj pentru izvoare mici Sectiuni prin drenajele de captare a unor izvoare mici: a – în roci stâncoase, b – în nisipuri si pietrisuri 1 – tub de colectare gaurit, 2 – piatra mare, 3 – beton, 4 – argila, 5 – dren pentru apele de suprafata, 6 – nisip de mare, 7 – pietris marunt, 8 – pietris mare, 9 – strat impermeabil de baza.

Instalatia de captare cu put sapat: 1 – peretele tubului, 2 – barbacane, 3 – sorb, 4 – conducta de aspiratie, 6 – capac de acces, 7 – conducta de aerisire, 8 – scara, 9 – rezervor de vacum, 10 – sticla de nivel, 11 – vacuummetru, 12 – gurp de vizitare, 13 – ventil de siguranta, 14–conducta de aer, 15 – pompa centrifugala pt apa,16 – clapeta de retinere, 17 – vana, 18 –conducta de refulare a apei, 19 – motor electric, 20 – pompa de vid, 21 – strat impermeabil de baza, 22 – cutit din beton armat, 23 – dop din argila.

6

Tipuri de foraje a – foraj fara filtru în roci fisurate; b – foraje pentru puturi, filtru si coloana definitiva în prelungire; c – foraje pentru puturi cu coloana filtranta introdusa prin coloana definitiva; d – model de foraj pentru put de mare adâncime

Put de captare forat Put de captare înfipt 1 – peretele putului forat, 2 – coloana filtranta, 1 – coloana filtranta, 3 – etansare, 4 – sorb, 5 – conducta de aspiratie, 2 – peretele putului, 6 – vana, 7 – caminul putului forat, 8 – capac de 3 – sabot, acces, 9 – scara, 10 – conducta de aerisire, 11 – 4 – pompa de mâna strat impermeabil de argila. Dimensionarea debitului maxim capabil al unui put

Viteza aparenta admisibila de intrare a apei în put

Mărimea particulelor de nisip Viteza aparentă admisibilă va [m/s]

40% din granule au diametrul sub 1 mm 40% din granule au diametrul sub 0,5 mm 40% din granule au diametrul sub 0,25 mm

0,002 0,001 0,0005

7

Dimensionare – numarul puturilor

max

c

G

Gn = Gc – debitul de calcul al captarii ; Gmax – debitul maxim capabil al unui put

Dimensionare – lungimea frontului de captare

[ ]mikM

cG

pL

⋅⋅= [ ]m

ikmin

Hc

G

lL

⋅⋅=

st

minmin N

NHH =

Hmin – grosimea minima a stratului de apa subterana cu nivel liber pe lungimea frontului de captare, dupa perioade lungi de seceta, [m]; Gc – debit de calcul al captarii, [m3/sec]; k – coeficientul mediu de permeabilitate al stratului acvifer, [m/sec]; i – panta hidraulica medie a curentului subteran, [m/m]; M – grosimea medie a stratului acvifer sub presiune, [m]; N min – înaltimea precipitatiilor atmosferice minime anuale; Nst – înaltimea precipitatiilor atmosferice din anul în care s-au efectuat studiile hidrologice Dimensionare – distanta dintre puturile unei captari

n

Ll = ; L – lungimea frontului de captare, [m]; n – numarul de puturi.

Calculul debitului unui put tinând cont de coeficientii de influenta

[ ]sm

n

i

m

ii/1Q 3

1

'

−= ∑

=

α [ ]/smQQ 3n

1i

'ic ∑

=

≤

Qi – debitul putului (i) calculat cu influenta produsa de celelalte (n-1) puturi; m

iα –coeficientul de influenta al fiecarui put al frontului de captare în raport cu putul (i);

Qc – debitul nominal al captarii. Dimensionare – marimea zonei de protectie sanitara

[ ]m

⋅

⋅=

3s

-Hp

TGD

π

[ ]m

⋅

⋅=

3s

-Hp

TGDp

π

Pentru un put izolat, amplasat într-un Pentru un put izolat, amplasat într-un strat acvifer cu nivel liber strat acvifer sub presiune

8

Diagrama pentru calculul dist de protectie sanitara la siruri de puturi în bazin subteran sub presiune G– debitul putului, [m3/zi]; T – timpul normat, [zile]; p – coeficientul de porozitate efectiva; H – grosimea stratului de apa cu nivel liber, [m]; M – grosimea stratului de apa sub presiune, [m]; s – denivelarea apei în put în timpul pomparii debitului G, [m].

Captari prin drenuri si galerii

Captari orizontale cu drenuri interceptoare 1 – dren, 2 – camera colectoare, 3 – camin de vizitare, 4 – conducta de aductiune, 5 – conducta de aerisire

Put cu drenuri radiale 1 – drenuri radiale; 2 – camera colectoare; 3 – vane de închidere; 4 – statie de pompare; 5 – nivel hidrostatic al apei; 6 – nivel hidrodinamic al apei; 7 – strat acvifer; 8 – strat impermeabil de baza.

Dren în curent de apa subterana Dren alimentat prin infiltratie din mal:

a – stratul impermeabil cu panta înspre dren; b – stratul impermeabil cu panta înspre râu

9

Dimensionare – determinarea lungimii drenului sau a galeriei interceptoare

ikH

G

q

GL

min

cc

⋅⋅== Gc – debitul de calcul al captarii, [m3/s]; q – debitul unitar captat, [m3/s];

Hmin – grosimea minima a stratului de apa subterana cu nivel liber; k – coeficientul de permeabilitate; i – panta hidraulica.

Pentru drenuri alimentate prin infiltratie, din malul unui râu

( ) [ ]m/sm2d

hHkq 3

22o ⋅

−= q – debitul unitar al captarii, [m3/s]; Ho– grosimea minima a stratului de

infiltratie, la nivelurile minime ale apei în râu, pâna la partea inferioara a drenului, [m]; k – coeficientul de infiltratie [m/s]; h – grosimea stratului de apa la marginea captarii[m];d –distanta de la dren la malul râului[m]. Dimensionare – marimea zonelor de protectie sanitara a) pt. drenuri de captare pe pat orizontal

[ ]mhh4pk

T3q

q

kD 2

o2

32

o

−+= k – coeficientul de infiltratie, [m/s]; q – debitul specific al captarii, pe

metru de captare , [m3/s]; T – timpul de parcurgere de catre apa a distantei de protectie sanitara, [s]; p – coeficientul de porozitate a stratului acvifer; ho – grosimea stratului de apa în dreptul drenului, [m]. b) pt. drenuri de captare în apa freatica cu panta hidraulica mare, cu panta fundului impermeabil

[ ]mhh

hHln

H

h

H

h

i

HD

1

o1o

−

−+−= [ ]mHηh 11 ⋅=

==

H

hηfη o

o1

ho – înaltimea stratului de apa în dreptul drenului, [m]; H – grosimea stratului de apa, [m]; c) pt. drenuri de captare în apa freatica cu pante mari si cu grosime mica de strat

[ ]mp

TikD

⋅⋅=

d) pt. drenuri de captare a apei infiltrate prin mal, pt. un strat acvifer cu pat impermeabil orizontal

[ ]mhhpk

T3q

2q

kD 2

o3

2

o

−+= k – coeficientul de filtrare, [m/s]; q – debitul specific al captarii pe

metru de captare, [m3/s]; T – timpul de parcurgere de catre apa a distantei de protectie sanitara, [s]; p – coeficientul de porozitate a stratului acvifer; ho – grosimea stratului de apa în dreptul drenului, în functie de nivelul hidrodinamic de exploatare, [m] e) pt. drenuri de captare a apei infiltrate prin mal, pt. un strat acvifer cu pat impermeabil înclinat cu panta i spre râu

[ ]mhH'

hH'ln

H'

h

H'

h

i

H'D

1

oo1

+

++−= [ ]mH

i

IH' o=

Io – panta între nivelul apei din râu si nivelul apei în dreptul drenului; i – panta fundului impermeabil; H – grosimea stratului de apa la malul râului pâna la stratul impermeabil de baza, [m]; ho – grosimea stratului de apa lânga dren, stiind ca ho ≥ H / 2, [m]; h1 – grosimea stratului de apa H, afectata de η1, conform relatiei h1= η1 H, [m].

10

Tuburi de drenaj din beton Sectiune tip printr-un dren de captare

1 – strat de baza; 2 – dren de captare; 3 – filtru invers; 4 – protectie de argila; 5 – nivelul pânzei subterane; 6 – palpanse.

CAPTAREA APELOR DE SUPRAFATA

Captarea apei din râuri de mare adâncime Captare în malul râului cu pompe pozate alaturat prizei de captare 1- nivelul minim al apei cu asigurarea normata, 2 – nivelul maxim al apei cu asigurarea normata, 3 – nivelul apelor mari anule, 4 – constructia de captare, 5 – statie de pompare, 6 – fereastra interioara cu gratar si vana, 7 – fereastra superioara cu gratar si vana, 8 – camera de priza, 9 – site, 10 – camera de aspiratie, 11 – rezervor de vacuum, 12 – pompa de vacuum, 13 – pompa centrifuga cu axa oriz, 14 – electromotor, 15 – sorb, 16–clapeta de retinere, 17 – robinet închidere, 18 – ventil de siguranta

Captare în malul râului cu statia de pompare cuplata cu priza de captare 1- nivelul minim al apei cu asigurarea normata, 2 – nivelul maxim al apei cu asigurarea normata, 3 – nivelul apelor mari anule, 4 – constructia de captare, 5 – statie de captare, 6 – fereastra interioara cu gratar si vana, 7 – fereastra superioara cu gratar si vana, 8 – camera de priza, 9 – site, 10 – camera de aspiratie, 11– pompa centrifuga cu axa verticala, 12 – electromotor,

11

Captare cu priza cu crib în albia râului 1 – nivelul minim al apei, 2 – nivelul maxim al apei, 3 – priza cu crib, 4 – crib din beton armat, 5 – barbacane, 6 – saltea de fascine, 7 – anrocamente pentru lestare, 8 – sorb, 9 – conducta de aspiratie (sifoane), 10 – put colector, 11 – statie de pompare, 12 – rezervor de vacuum, 14 – pompa de apa, 15 –electromotor, 16 – conducta de refularea a apei, 17 – conducta de aer

Captare plutitoare Schema în plan a unui baraj de derivatie cu priza laterala 1 – statia de pompare; 2 – pompa; 1 – culei, 2 –pile, 3-baraj, deversor, 4-ferestre prizei cu gratar 3 – racord flexibil; 4 – sorb. 5-camera de priza, 6-prag, 7-stavila pe canalul de aductiune,

8 – sorb, 9 – stavila pe canalul de spalare a prizei, 10 – gura de descarcare a canalului de spalare, 11 – deschideri de spalare, 12 – scara pentru pesti, 13 – trecere pentru plute.

Captarea apei din lacuri

Captarea de apa cu turn de captare din lacuri de acumulare 1 – nivelul apelor maxime cu asigurare normata; 2 – turn de captare; 3 – prize de apa la diferite niveluri; 4 – conducta de legatura cu malul 5 – statie de pompare

12

DEZNISIPAREA APEI Deznisipatoare

� orizontale � verticale

Deznisipator orizontal cu curatire manuala 1 – gratar, 2 – bare de linistire, 3 – nise pentru reparatie în caz de avarie,4 – stavilar de intrare, 5 – vane de golire.

Sisteme de distributie si linistire a apei în deznisipatoare orizontale - bare sau tevi cu F = 30 – 50 mm dispuse vertical sau in sah la d = 25 – 35 cm distanta -pereti scufundati si semiscufundati transversal -viteza de trecere a apei printre bare v = 0,4 – 0,5 m/s A – sectiuni longitudinale, B – plan, 1 – gratar pentru retinerea corpurilor, 2 – bare (tevi) verticale pentru linistirea curentului de apa, 3 – pereti

scufundati transversali pentru linistirea si distributia apei, 4 – pasarele de acces la gratar. Dimensionarea deznisipatorului - sectiunea transversala activa

[ ]2mV

GA = ; G-debitul instalatiei, [m3/s]; v – viteza de trecere a apei prin deznisipator[m/s];

v = 0,10 – 0,50 [m/s]; t = 30 – 120 [s] - latimea unui compartiment

[ ]mhn

Ab

u⋅= ; b = 0,70 – 2,00 [m] hu= 1,00 – 2,50 [m] ; n – numarul compartimentelor

- lungimea camerei de deznisipare

[ ]mw

vhαL u ⋅⋅= ; hu – înaltimea utila a apei an deznisipator, [m] v – viteza de trecere a apei

prin deznisipator, [m/s] ; w – viteza de sedimentare a particulelor, [m/s] ; a – coeficient de corectie, 1,5 – 2. w – se determina experimental, w = 0,02 – 0,03 pt granule de nisip cu d = 0,2 – 0,3 mm

13

- volumul depunerilor

[ ]3od m

γ1000

TGpa86400V

⋅

⋅⋅⋅= ; hd-înalt depunerilor; G-debitul de apa al deznisipatorului, [m3/s];

T – durata între doua curatiri succesive, [zile] T = 1-7 zile; a – proportia de substante în suspensie care sunt retinute în deznisipator,a = 0,25 – 0,30; po – concentratia totala de particule în suspensie la viituri, [g/m3]; γ– greutatea volumica a depunerilor, [daN/m3] γ = 1500 -1700 daN/m3

- înaltimea stratului de depuneri

[ ]mLbn

Vh d

d⋅⋅

= ;

- adâncimea totala a deznisipatorului [ ]mhhhhH gsduu +++= ; hs – înaltimea spatiului de siguranta, [m] ; hs = 0,10 – 0,15 m

hg- grosimea stratului de gheata hg = 0,10 – 0,15 m Deznisipator vertical

- volumul util al deznisipatorului

[ ]3mTGV ⋅= ; G – debitul apei brute, [m3/s]; T – timpul de stationare a apei în bazin, [s]; - sectiunea orizontala

[ ]2

a

mv

GA = ; va – viteza ascensionala a apei în deznisipator,[m/s] va = 0,02 – 0,03 m/s

Volumul depunerilor se calculeaza pentru 1- 2 zile între doua curatiri succesive

14

DECANTAREA APEI Decantoare

- orizontale – longitudinale; - radiale; - verticale; - suspensionale.

Decantoare cu functionare: - continua; - discontinua; - pulsatorie.

Decantoare - cu nivel liber; - sub presiune

Decantoare orizontale – longitudinale

a – sectiune longitudinala A-A; b – sectiune transversala B-B; c – plan; 1 – intrarea apei; 2 – camera de distributie; 3 – preaplin; 4 – camera de decantare; 5 – groapa pt namol; 6 – vana de perete pentru golire; 7 – gratar; 8 – camera de colectare a apei decantate;9 – iesirea apei decantate; 10 – galerie pentru evacuarea namolului; 11 – canal de golire.

Dimensionarea decantoarelor orizontale - lungimea decantorului

[ ]mw

vhL

o

ou⋅= α ; hu – înaltimea utila a decanturului [m]; hu=1,5 – 5,00 m; vo – viteza orizontala

a apei în decantor[m/s] vo=0,002 – 0,005 m/s – fara coagulanti; vo=0,005 – 0,012 m/s – cu coagulanti; wo – viteza de sedimentare a celor mai mici particule[m/s]

α – coeficient de neuniformitate; - latimea decantorului

[ ]mhv

GB

uo ⋅= ; G – debitul de apa ce trece prin decantor;

- lungimea unui compartiment

[ ]mn

Bb = – minim 3 compartimente m8

10

Lb ≤≤

15

- volumul de namol

( ) [ ]3

n

dod m

γc1000

ppTG86400V

⋅⋅

−⋅= ; G – debitul de apa ce trece prin decantor, [m3/s];T – durata

între doua curatiri succesive, [zile]; po – concentratia medie de suspensii pe durata T,[g/m3]; pd – concentratia în suspensii a apei decantate[g/m3];

c – proportia partii solide într-un volum dat de namol; γn – greutatea specifica a namolului, [daN/m3];

- adâncimea totala a decantorului [ ]mhhhhH gsdu +++= ; hu – înaltimea utila, [m]; hd – înaltimea depunerilor, [m]; hs –

înaltimea de siguranta 0,15 – 0,20 [m]; hg–grosimea stratului de gheata, 0,30 – 0,50 [m]. Decantoare radiale

1 – admisia apei; 2 – deflector de distributie a apei; 3 – plecarea apei decantate;4 – raclor; 5 – evacuarea namolului.

Dimensionarea decantoarelor radiale w – viteza de sedimentare se stabileste experimental - timpul de sedimentare

[ ]sw

ht =

s ; h – adâncimea apei la iesirea din decantor, [m] h=1,5 – 3,00 m; w – viteza de

sedimetare, [m/s]. - volumul util al decantorului

[ ]mtQV su ⋅= ; Q – debitul de apa ce trece prin decantor[m3/s];

- diametrul decantorului ( )Hd,h,,VfD u= ; d–diametrul cilindrului central, [m] d =2 – 5 m; H – adâncimea la centru[m]

H = 2 – 5 m; p – panta fundului decantorului, p=0,05 – 0,10; verificare D sa nu depaseasca 60 m; D/H >6; vm viteza medie sa nu depaseasca 0,02 m/s vm – viteza medie

[ ]m/shrπ2

Q

t2

dDv

mmsm

⋅⋅⋅=

⋅

−= ; rm – raza decantorului la mijlocul distantei dintre cilindrul

central si jgheabul periferic[m]; hm – adâncimea apei în decantor în dreptul lui rm, [m].

[ ]m2

d

2

dD

2

1rm +

−= ; înaltimea totala a deantorului = înaltimea utila + 0,20 – 0,30 m

16

Dispozitive de distributie a apei în decantoare: a – cu deflectoare; b – cu tuburi.

Decantoare verticale

1 – intrarea apei; 2 – jgheab pentru colectarea apei decantate; 3 – iesirea apei decantate; 4 – preaplin; 5 – golire; 6 – scara; 7 – usa de acces.

Dimensionarea decantoarelor verticale – determinarea sectiunii orizontale cuprinsa între cei doi cilindri verticali,

[ ]2mu

QA = ; [ ]m/s

β

wu = ; Q – debitul decantorului, [m3/s] u – viteza ascensionala[m/s];

β – coeficient ce tine seama seama de - neuniformitate a vitezei ascensionale u - forma decantorului;

β = 1,3 – 1,5; u = ,50 – 0,75 mm/s – în lipsa datelor experimentale - suprafata sectiunii de trecere a cilindrului central

[ ]2

11 m

u

QA = ; Q-debit decantor [m3/s]; u1-viteza apei în cilindru[m/s] = 0,02 – 0,03 m/s;

m6H ≤ ; 7,1H

D≤ adâncimea utila a decantorului

adâncimea cilindrului central = 0,8H ; panta fundului conic se realizeaza de 40o – 45o

daca se realizeaza aproape plat cu o panta de 2 % H decantor se majoreaza cu 20% pt depuneri

17

Decantoare suspensionale – cu fund gaurit

1 – admisia apei brute; 2 – conducte gaurite; 3 – fundul dublu gaurit; 4 – camera de separare suspensionala; 5 – jgheab de colectare a apei tratate (limpezite); 6 – bazin de acumulare a namolului; 7 – conducta de golire; 8 – orificii pentru îndesarea stratului de suspensii; 9 – vana de golire actionata cu plutitorul 10; 11 – conducta de apa care se recupereaza din bazinul de namol prin separare; 12 – apometre pentru înregistrarea debitului de apa recuperata. Decantoare suspensionale – cu start de namol în miscare – tip accelerator

1 – intrarea apei; 2 – conducta pentru injectarea reactivilor pentru coagulare; 3 – agitator cu pale; 4 – motorul agitatorului; 5 – prima camera de amestec si reactie; 6 – a doua camera de amestec si reactie; 7 – zona de apa limpezita; 8 – jgheab colector radial; 9 – iesirea apei limpezite; 10 – separator de namol; 11 – conducta pentru evacuarea namolului în exces; 12 – conducta de golire.

18

FILTRAREA APEI Clasificarea filtrelor se poate face dupa:

- destinatie; - caracterul stratului filtrant; - modul de functionare; - locul ocupat în schema de tratare; - modul de alcatuire a stratului filtrant; - sensul de curgere al apei; - modul de alcatuire; - modul de exploatare; - marimea vitezei de filtrare: - lente;

- rapide - cu nivel liber (filtre deschise); - sub presiune ( filtre închise); - ultrarapide

Filtre lente

1 – apa bruta; 2 – evacuare apa supernatant; 3 – apa filtrata pentru încarcare; 4 – orificiu pentru pozitie; 5 – spre canalizare; 6 – aerisire; 7 – orificiu; 8 – apa filtrata din prim filtrat; 9 – apa filtrata spre rezervor; 10 – nisip; 11 – spre canalizare.

Calculul hidraulic de dimesionare filtrelor lente - suprafata totala de filtrare

[ ]2mv

QS = ; Qdebit zilnic de apa ce se va filtra [m3/zi] ; v – viteza de filtrare= 3,5-6,0 m/zi;

- numarul de compartimente

fnmax

max

vv

vN

−= ; vmax – viteza limita de filtrare, [m3/zi]; vfn – viteza de filtrare normala [m3/zi];

verificare

p

pf

t

ttN

−≤ ; tf – timpul de funtionare între doua curatiri, [zile] ; tf = 20 – 60 zile;

tp – tipul de curatire si repunere în functiune, [zile] ; tp = 3 -5 zile; - suprafata unui compartiment

[ ]2mN

Ss =

19

Filtru rapid – filtru cu debit variabil si nivel crescator v = 3 – 12 [m/s]

1 – apa decantata; 2 – strat filtrant; 3 – strat de pietris; 4 – drenaj; 5 – subdrenaj; 6 – dispozitiv de mentinere a unui nivel minim; 7 – bazin aval; 8 – apa filtrata; 9 – jgheaburi; 10 – evacuare apa de spalare; 11 – preaplin, 12 – golire filtru, 13 – admisie apa si aer de spalare; 14 – dispozitiv de amorsare. Dimesionarea filtrelor rapide – suprafata filtranta necesara,

[ ]2mv

QS = ; Q – debitul de filtrare, [m3/h] ; v – viteza de filtrare, [m/h] v = 5 – 10 m/h – pt.

apa potabila; v = 10 – 20 m/h – pt. apa industriala. - suprafata unei cuve

[ ]2mn

Ss = ; S

2

1n = ; n – numarul de cuve; n < 24 ;

Dimesionarea filtrelor rapide – pt spalarea filtrului – volumul de apa

[ ]3''sapa m

1000

1tqSV ⋅⋅= ; S – suprafata filtrului[m2]; q’s – intensitatea specifica a apei de

spalare = 5 – 15 [l/sm2]-functie de granulatia stratului ; t’-durata spalarii = 10 – 20 min. - volumul de aer

[ ]3''''saer m

1000

1tqSV ⋅⋅= ; q’’s – intensitatea specifica a aerului de spalare = 18– 20 [l/sm2];

t’’ – timpul de spalare cu aer, [min] t’ = 3 – 5 min. - debitele de apa si aer [ ]s/mqSQ 3'

sapa ⋅= ; [ ]/smqSQ 3''saer ⋅=

- dimensionarea conductelor f (viteza de admisie admisibila a apei si a aerului) aer sub presiune v = 12 m/s; apa decantata v = 0,60 – 1,00 m/s apa filtrata v = 1,00 – 2,50 m/s; apa de spalare v = 2,00 – 2,50 m/s; colectoare apa spalare v = 0,60 – 0,80 m/s.

20

– evacuarea a apei de spalare din filtru – distanta între axele jgheaburilor 1,5 – 2,5 m;

- sectiunea transversala a jgheaburilor

[ ]2

jj

''s

j mvn1000

qSS

⋅⋅

⋅= ; nj – numarul de jgheaburi ; vj – viteza în sectiunea finala a jgheabului, [m/s]

- înaltimea totala a cuvei [ ]mhhhhhH gapdrsd ++++= ; hsd – înaltimea zonei de sub drenaj, [m]; hdr – înaltimea

(grosimea) drenajului, [m] ; hp – înaltimea stratului de pietris, [m]; a – înaltimea stratului de apa, [m]; hg – înaltimea de garda, [m].

Filtru rapid – sub presiune

1 – intrare apa decantata; 2 – debitmetru; 3 – indicator de pierderee de presiune; 4 – distribuitor de apa; 5 – strat filtrant; 6 – eliminare aer; 7 – evacuare apa de spalare; 8 – intrare aer sub presiune; 9 – evacuator; 10 – evacuare; 11 – acces apa de spalare, 12 – plecarea apa filtru.

21

Dezinfectarea apei Metode:

- fizice; - chimice; - biologice; - organodinamice.

Dezinfectarea apei cu clor: - debitul de clor necesar

[ ]l/h400D

1000AQ ⋅⋅= ; A – cantitatea de clor ce se dizolva, [kg/h]; D – dizolvabilitatea

clorului, g Cl/m3 apa; - temperatura aerului din încapere trebuie mentinuta constant la 20 – 25oC

Aparat de clorizare cu clor gazos 1 – butelie de clor; 2 – cântar zecimal prin care se determina cantitatea de clor ramasa în butelie; 3 – robinet de dozare si reglare; 4 – manometru; 5 – filtru; 6 – reductor de presiune de la 6 la 1 atm; 7 – dispozitiv de masurare a clorului calibrat în g/l; 8 – robinet pentru luarea probelor dozei de clor; 9 – clapeta de retinere permitând trecerea clorului dar nu si a apei (în sens invers); 10 – vas de amestec al apei cu clorul realizându-se solutie de 1 – 1,5 % clor; 12 – intrarea apei pentru solutia de clor; 13 – evacuarea solutiei de clor spre bazinul de contact.

Dezinfectarea apei cu clorura de var: - capacitatea vaselor de preparare

[ ]3mcbn1000

aQ24V

⋅⋅⋅

⋅⋅= ; Q – debitul apei tratate, [m3/h]; a – doza de clor, mg/l; n – numarul

de preparari în 24 de ore (n = 2 - 4 ); b – concentratia clorului în solutie ; b = 10 – 15% pt. dizolvarea clorurii de var, b = 1 – 1,5 % pt. vasele cu solutia diluata; c – continut de clor activ în clorura de var industriala ; c = 25 – 30% Dezinfectarea apei cu clor: - clorarea în exces la valori de 5 – 10 mg/l trebuie luate masuri de declorare la valori de 0,2 – 0,3mg/l astfel încât apa sa aiba gust si un miros placut; - pentru declorare se folosesc dupa caz:

– hiposulfit de sodiu; – bioxid de sulf; – amoniac; – sulfit de sodiu; – carbune activ.

22

PROCEDEE DE TRATARE A APEI UTILIZÂND TEHNICA MEMBRANELOR

Membrana este considerata o faza sau structura care îngreuneaza transportul de substanta prin

ea sau care permite trecerea numai a anumitor particule, componentii din masa fazei putând fi transportati inegal, ceea ce permite o separare a lor. Separarea are loc – pe suprafata membranei

– în membrana. Permeabilitatea prin membrana angajeaza atât fenomenul de difuzie cât si solubilitatea speciilor

care difuzeaza prin membrana, dar pentru ca transferul componentilor prin membrana sa poata avea loc trebuie sa actioneze o FORTA MOTOARE. Forta motoare poate fi creata sub influenta:

gradient de concentratie ∆C ⇒ dializa - piezodializa, - eletrodializa,

gradient de potential electric ∆E ⇒ electrodializa gradientul de presiune ∆P ⇒ - microfiltrare,

- ultrafiltrare, - nanofiltrarea - osmoza inversa

23

Avantaje importante: � separarea este continua, instalatiile fiind complet automatizate; � consumurile energetice sunt foarte scazute; � toate procesele se cupleaza usor cu orice alt procedeu de separare, pt cresterea eficientei finale; � volumul utilajelor si constructiilor aferente este redus; � instalatiile prezinta o buna flexibilitate pentru adoptarea tehnicilor de separare la debite si

compozitii variabile. Dezavantajele sunt legate de:

� fenomenele de polarizare de concentratie; � colmatarea porilor membranelor; � selectivitatea redusa pentru un singur component; � limitarea duratei de exploatare a membranelor care depinde de:

o natura membranelor; o regimul separarii o natura apelor de alimentare.

MICROFILTRAREA

- prima aplicatie importanta a membranelor Microfiltrarea este o tehnica de membrana ce permite limpezirea unui lichid continând particule

foarte fine microionice si submicronice în suspensie sub un gradient de presiune transversal de-a lungul membranei microporoase. - difera fata de ultrafiltrare prin

• marimea mai mare a constituentilor retinuti: emulsii, bacterii si particule coloidale. • presiunea utilizata mai redusa •un flux transmembranar mai important.

Se disting doua tipuri de microfiltre: •filtre în profunzime; •filtre ecrane, adevarate membrane.

ULTRAFILTRAREA - un proces de separare al impuritatilor nedizolvate folosindu-se filtrarea prin membrane la

presiuni scazute mecanism – acelasi ca la microfiltrare

- presiune semnificativ mai mare - membrane de consistenta marita

dezavantaj major – polarizarea de concentratii cele mai eficiente – membranele microporoase

24

Difera fata de osmoza inversa prin : - marimea moleculelor substantelor dizolvate - presiune mai scazuta - procesul de polarizare de concentratie mai puternic

Exemplu – desalinizarea apei din oceane si mari

Ultrafiltrare Osmoza inversa NANOFILTRAREA

Retine ionii multivalenti: Fe, Mg Aplicare - tratarea apelor subterane cu continut total de saruri relativ mic dar care prezinta o

duritate totala mare. O instalatie de nanofiltrare este compusa din:

• pretratarea apei brute; • tratarea prin membrane; • post-tratarea permeatului; • tratarea si îndepartarea concentratului.

OSMOZA INVERSA

Osmoza este un fenomen natural care apare de câte ori doua solutii apoase cu concentratii diferite de ioni (materii dizolvate în apa) sunt separate printr-o membrana semipermeabila. Datorita fortelor de difuzie are loc un transfer de molecule de apa dinspre solutia cu concentratie mai scazuta de ioni spre solutia cu concentratie mai ridicata de ioni, pâna când concentratiile celor doua solutii devin egale. Osmoza inversa este un proces tehnic care aplica fenomenul de osmoza în sens invers. Pe partea cu concentratia de ioni mai ridicata este aplicata o presiune care preseaza moleculele de apa spre partea cu concentratia mai scazuta de ioni.

Osmoza este un fenomen fundamental în sistemul biologic, fiind folosita de plante pentru a absorbi apa din sol si pentru a o transporta prin tulpina catre toate partile plantei.

25

Procesul de osmoza inversa a fost descris pentru prima data de un om de stiinta francez în 1748. Cum functioneaza osmoza inversa?

O membrana semi-permeabila asemanatoare cu membrana celulara sau intestinala are capacitate selectiva. Apa trece foarte usor prin aceste membrane din cauza marimii reduse a moleculei sale în timp ce alte substante trec foarte greu sau deloc. Apa este prezenta pe ambele laturi ale membranei diferenta constând în concentratia de substante dizolvate. În natura (osmoza normala), apa va tinde sa traverseze membrana de la solutia mai putin concentrata catre solutia mai concentrata pâna când se egalizeaza concentratiile celor doua solutii. Presiunea astfel creata se numeste presiune osmotica

Utilizarea osmozei inverse Osmoza inversa este o tehnologie întâlnita practic oriunde este nevoie de apa pura:

� apa potabila � producerea ghetii � recuperarea apei folosite în spalatoriile auto � ape menajere � aplicatii biomedicale � aplicatii de laborator � fotografie � industria farmaceutica � reciclarea apelor industriale � industria cosmetica � industria alimentara � hrana animalelor � incubatoare, centre de puiet � restaurante � sere � hemodializa � ape reziduale � ape folosite în centralele termice � productia de semiconductori � industria bateriilor electrice

Variabile care trebuie luate în considerare la utilizarea osmozei inverse: Presiunea. cu cât presiunea apei va fi mai mare cu atât calitatea si cantitatea apei produse vor fi

mai mari. Temperatura. 24 oC este temperatura ideala a apei de alimentare pentru osmoza inversa. La 4

grade cantitatea de apa produsa va scadea la jumatate fata de cea de la 24 de grade. Temperatura maxima recomandata este de 29 oC.

Solidele Totale Dizolvate (TDS). mai multe solide dizolvate în apa, mai mica cantitate de apa produsa de sistemul de osmoza inversa. Un nivel prea mare TDS în apa poate fi combatut prin cresterea presiunii de operare.

Membrana. membranele au diferite caracteristici. Unele au capacitati de productie mai mari decât altele, altele produc apa de mai buna calitate, iar o alta categorie este mai rezistenta la contaminanti.

26

Desalinizarea apei Schema de principiu pentru desalinizarea apei prin osmoza inversa

Sistemul de desalinizare prin osmoza inversa

Sisteme de osmoza inversa pentru utilizarea la presiuni joase 1 – aparat de osmoza inversa cu cartus de deionizare 2 – rezervor de stocare sub presiune 3 – dispenser cu filtru steril 4 – iesire apa purificata fara filtru steril 5 – conductivimetru digital Control 300 6 – distribuitor 7 – celula de masurare pentru Control 300 8 – conexiuni

Tehnica membranelor în procedeul de osmoza inversa

membrană

pompăapă sărată

control apresiunii

solutie concentrată de sare

vană de

modul

apă desalinizată

27

Din punct de vedere geometric, membranele se pot prezenta sub trei forme: - plane; - cilindrice (membrana este depusa pe interiorul sau exteriorul unui tub poros); - fibre tip canal (membrane cu lungimi de ordinul sutelor de metri si având diametrul exterior si

interior de ordinul zecilor de µm).

Membrane microporoase schema unei membrane obtinute prin fritaj de pudra – microfotografiere electronica a suprafetei membranei Accurel, obtinuta prin inversia de faze Grotex, obtinuta prin laminarea unui film de polieutefluoroetilena

Schema unui modul de tip filtru presa

Sectiunea unui modul placa

membrana din acetat de celuloza

placa suport fenolica striata

ecran perforat din PVC

strat de hartie

28

Schema unui modul plan spirala

Schema unui alt tip de modul spirala

29

Schema de principiu a unui modul tubular cu Schema de principiu a unui modul tubular cu alimentare prin interiorul tuburilor alimentare prin exteriorul tuburilor 1-alimentare; 2-elemente 1-alimentare; 2-reject; 3-permeat; 4 - corpul tubulare; 3-corpul modulului; modulului; 5 – elemente tubulare; 6-camera pentru 4 - reject; 5-permeat ermetizare

Modul cu fibre tip canal

30

Constructia interna a unui modul de membrana tip fascicul

Alegerea membranelor - trebuie luate în considerare urmatoarele: Selectarea membranei: cel mai adesea sunt folosite doua tipuri de membrane

- celuloza pe baza de acetat de celuloza - compusi ai poliamidelor Structura membranelor include de obicei spirala si fibra tubulara Conditiile de operare si durata de viata variaza în functie de tipul de membrana ; calitatea sursei de apa ; de parametrii procesului de operare

Durata de viata a membranei: înlocuirea membranei consumul de energie principalele costuri ale productiei de apa depind în primul rând de salinitatea sursei de apa între 5 si 10 ani, daca sunt utilizate în

mod corespunzator Cerinte pentru pre-tratare:

- necesara de obicei pentru � reducerea turbiditatii; � înlaturarea fierului si magneziului; � stabilizarea apei pentru evitarea depunerii de impuritati; � a se evita formarea de crusta; � control microbial; � înlaturarea clorului (pentru anumite tipuri de membrana); � controlul ph-ului.

- masuri de pre-tratare sunt folosite filtre cartuse pentru protejarea membranei împotriva particulelor de materie Eficienta tratarii:

eficienta în înlaturarea sarurilor metalice si a ionilor din apa ; depinde de ionii înlaturati si de membrana folosita ; gradul de înlaturare variaza de la 85% pâna la peste 99% ; înlaturarea materiilor organice depinde de :

� greutatea moleculara � de forma moleculei � încarcarea pozitiva sau negativa a moleculei organice � caracteristicile membranei folosite

31

Aductiunea apei In functie de presiunea de regim :

- cu nivel liber � inchise � deschise

- sub presiune � inchise

• gravitatioonal • pompare

Aductiuni cu nivel liber : - pt debite mari de apa nepotabila cu utilizare inductriala - pt apa potabila se folosesc numai pt transportul apei de la captare pana la statia de tratare

a apei Aductiuni deschise :

- avantaj : sunt putin costisitoare - dezavantaj : variatia temperaturii apei in functie de anotimp ; la lungimi mari se poate

inzapezi aductiunea ; la viteze mici este posibila dezvoltarea vegetatiei Materiale :

- bazaltul artificial ; - zidaria din piatra sau caramida - beton simplu - beton armat

Alegerea materialului se face in functie de : - natura terenului - dotarea tehnologica - costul specific dorit

Aductiuni cu nivel liber deschise :

a) trapezoidala ; b) dreptunghiulara c) semicirculara d) triunghiulara e,f,g) albii compuse

32

Aductiuni cu nivel liber inchise : a) circulara ; b) cu albie trapezoidala suprainaltata c) cu albie semicirculara suprainaltata d) dreptunghiulara, acoperita cu placa e) dreptunghiulara, acoperita cu bolta f) ovoidala g) clopot

Aductiuni sub presiune : - se adopta pt trasee cu relief accidentat - sunt in exclusivitate sub forma circulara - materiale : - otel, azbociment, beton armat, material plastic, aluminiu, sticla, bazalt

artificial - la alegerea materialului se tine cont de :

� marimea presiunii apei in conducta � stabilitatea terenului � actiunea coroziva a pamantului si a apei subterane � nivelul apei freatice � pretul de cost � posibilitatea mecanizarii executiei

- elemente ale aductiunilor sub presiune : � tuburi sau tevi � piese de legatura � armaturi (vane, ventile de aerisire, ventile de siguranta, clapete de retinere � aparate de masura si control � constructii si accesorii (camere de rupere a presiunii, camine pentru vane, treceri

pe sub cai ferate, traversaride rauri, masive de ancorare) Calculul hidraulic al aductiunilor : Se considera :

- miscarea apei uniforma - viteza minima de 0,3 m/s pt apa curata si 0,7 m/s pt apa bruta - viteza maxima admisa 5 m/s pt aductiuni din

� beton simplu � beton armat � azbociment � policlorura de vinil � zidarie de caramida � zidarie de piatra

- viteza maxima admisa 8 m/s pt aductiuni din � otel � beton armat centrifugat � beton precomprimat

- pentru canalele deschise calculul se face cu ajutorul diagramelor

33

ÎNMAGAZINAREA APEI

Este necesară prevederea în schema alimetării cu apă a unor rezervoare care să asigure: - compensarea variaţiilor orare ale debitului consumatorilor; - o rezervă intangibilă de apă necesară stingerii incendiilor; - continuarea alimentării consumatorilor pe un inteval de timp limitat şi în caz de avarie

a conducte de aducţiune. Clasificarea rezervoarelor de înmagazinare se poate face după:

- poziţia faţă de teren; - formă; - locul lor în schemă; - materlial; - presiunea la care funcţionează.

După poziţia lor faţă de teren: - rezervoare îngropate sau subterane; - rezervoare semiîngropate; - rezervoare aeriene (castele de apă).

castel de apa

1 – cuvă; 2 – turn; 3 – fundaţie; 4 – nivel maxim al apei; 5 – nivel minim de compensare al apei; 6 – plutitor, 7 –indi-cator pentru nivelul apei în cuvă; 8 – miră; 9 – conductă de alimentare cu apă; 10 – conductă de alimentare cu apă a re-zervorului; 11 – sorb; 12 – conductă de ieşire a apei; 13 – preaplin; 14 – conductă de preaplin; 15 – conductă de golire.

După poziţia lor faţă de terenlocul ocupat în schema de alimentare: - rezervoare de trecere, plasate între sursă şi reţeaua de distribuţie; - rezervoare de capăt, plasate la capătul aval al unei conducte, astfel încât sensul de curgere al apei se modifică după caz în timpul funcţionării; - contrarezervoare,plasate ca rezervoare de capăt, într-o schemă care există şi rezervor de trecere.

34

Clasificarea rezervoarelor După materiale: - din beton armat; - de zidărie; - de metal; - PVC; - PE etc. După presiunea din rezervor: - cu nivel liber; - sub presiune. În funcţie de numărul compartimentelor: - simple; - cuplate.

Calculul capacităţii rezervoarelor - impune determinarea volumului necesar pentru: - compensarea orară timp de 24 ore; - asigurarea rezervei pentru stingerea incendiilor; - asigurarea rezervei pentru cazuri de avarii pe conducta de aducţiune.

35

Capacitatea pentru compensarea orară Se poate determina: - analitic

- grafic prin metoda diferenţei valorilor cumulate ale debitului de alimentare şi ale consumului.

Pt. calculul analitic valoarea absolută a diferenţei maxime între: - debitul cumulat furnizat de sursă şi - consumul cumulat constituie rezerva de apă (capacitatea) pentru compensare.

Stabilirea variaţiei consumului zilnic de apă pt centre populate se poate face experimental sau se pot adopta valori orientative din tabele Capacitatea pentru rezerva de incendiu se calculează ţinând seama de debitul de incendiu aferent instalaţiilor speciale - a hidranţilor interiori şi exteriori; - de numărul de incedii simultane; - de debitul de consum curent; - de durata teoretică maximă a unui incendiu.

[ ]3emaxzin

1jsseej

n

1jiiji m

24

tGt60Gt3600Gt60G

1000

1V +

++= ∑∑

==

n – numărul de incendii simultane; Gij – debitul hidranţilor interiori pentru un incendiu, [l/s]; ti – durata teoretică de funcţionare a hidranţilor de incendiu, [min]; Gej – debitul hidranţilor exteriori pentru un incendiu, [l/s]; te – durata teoretică de funcţionare a hidranţilor de incendiu, [ore];Gs – debitul instalţiilor speciale de stins incendiul, [l/s]; ts – durata teoretică de funcţionare a instalaţiilor speciale, [min]; G zi max – debitul zilnic maxim al centrului populat, [m3/zi].

Dacă alimentarea rezervorului poate avea loc fără întrerupere, chiar şi în timpul incendiului, volumul rezervorului poate fi redus cu cantitatea de apă furnizată de sursă în timpul incendiului.

Dacă debitul de alimentare cu apă este mai mic sau cel mult egal cu debitul de incendiu luat în calcul pentru perioada finală a incendiului, atunci rezerva intangibilă se va determina astfel:

[ ]3acons.maxiri mVVVV −+=

Vi – volumul de apă necesar combaterii tuturor incendiilor simultane, [m3]; Vcons. max – volumul necesar asigurării consumului maxim de apă potabilă sau industrială, pe timp de incendiu, [m3]; Va – volumul minim de apă cu care rezervoarele pot fi alim în timpul incendiului, [m3];

[ ]3a.mina mG3,6TV ⋅=

T – durata teoretică a incendiului, în care se poate asigura alimentarea rezervorului,[h]; Ga.min – debitul minim de alimentare pe timp de incendiu, [l/s]

Capacitatea pentru rezerva în caz de avarie a conductei de aducţiune Se stabileşte din considerente tehnico-economice ţinându-se seama de: - lungimea conductei de aducţiune; - caracteristicile traseului(stabilitatea terenului, accesibilitatea traseului); - timpul necesar înlăturării avariilor. Capacitatea pt rezerva de avarie a conductei de aducţiune nu depăşeşte următoarele procente din

consumul maxim: - 25% din G zi max, în cazul unor aducţiuni scurte, până la 10 km şi cu trasee fără dificultăţi; - 100% din G zi max, în cazul conductelor de aducţiune cu lungimi > 50 km şi trasee dificile; - pentru situaţii intermediare, procentul se apreciază între limitele mai sus menţionate.

36

În cazul în care rezervoarele sunt alimentate prin două conducte de aducţiune, una din conducte transpotând cel puţin 30% din G zi max, rezerva maximă pentru avarie va fi de 25% din G zi max, indiferent de lungimea aducţiunilor şi de dificultăţile traseelor. Capacitatea totală a rezervoarelo de înmagazinare

La rezervoarele de înmagazinare subterane Σ (capacităţile parţiale aferente rezevoarelor pt – compensarea orară – incendiu – avaria conductei de aducţiune ). La castele de apă Σ (capacităţilor parţiale aferente rezervoarelor pt – compnsarea orară – incendiu ). Se va verifica , în cazul alimetării cu apă potabilă, în conformitate cu normele sanitare ca apa să

nu stagneze în - rezervoarele subterane mai mut de 7 zile; - castelel de apă mai mult de 2 zile datorită posibilităţii de dezvoltare a algelor şi protozoarelor şi deci a înrăutăţirii calităţii apei. Pt. toate rezervoarele sunt necesare calcule pt stabilirea structurii de rezistenţă şi pentru

determinarea cotei de amplasare în cadrul schemei de alimentare cu apă.

37

Retele de distributie Clasificarea retelelor : Retele exterioare de distributie a apei reci :

- reteaua localitatii - reteaua ansamblurilor de cladiri

Presiunea in retea poate fi asigurata prin : - gravitatie - rezervoare de inmagazinare - pompare

Dupa calitatea apei transportate: - retele exterioare pt transportul apei potabile - retele exterioare pt transportul apei industriale - retele exterioare pt transportul apei pt alimentarea hidrantilor de incendiu

Dupa valoarea presiunii necesare a apei pt combaterea incendiilor: - retele de joasa presiune (Hd ≥ 7 mH2O) - retele de inalta presiune (Hd = 50-70 mH2O)

Dupa forma in plan : - retele ramnificate retele inelare

Dupa importanta lor :

- conducte principale – leaga rezervorul de inmagazinare de sectoarele de consum - conducte de serviciu – transporta apa de la conductele principale la punctele de consum - conducte de brasament – fac legatura intre reteaua exterioara si cea interioara

Restrictii de amplasare : Din considerente tehnico-sanitare se interzice :

- trecerea conductelor de apa potabila prin : � camine de vizitare de canalizare � canale de evacuare a apelor murdare � puturi absorbante � haznale

- executarea de legaturi permanente sau ocazionale cu alte retele

38

Armaturi, aparate de masura si constructii accesorii : Materiale principale :

- tuburi din beton armat precomprimat - tuburi din azbociment - fonta de presiune - PVC - polietilena

Elemente componente ale retelelor de apa : - vane de linie, de ramnificatie, de golire - hidranti de incendiu si de gradina - apometre de district, pe conductele principale si de bransament - ventile de dezaerisire - cismele publice - ventile de reducere a presiunii - aparataj pt prevenirea efectelor loviturilor de berbec - clapete de retinere - compensatoare - apometre - camine pt apometre, pt vane

Armaturi : - pt reglarea debitului si a vitezei apei pe conducte - pt golirea unei conducte principale sau a unor ramnificatii - pt asigurarea unui sens unic de miscare a apei pe anumite sectoare - pt siguranta functionarii retelei de distributie - pt asigurarea preluarii deformatiilor conductelor in cazul dilatarii sau tasarii inegale a

acestora

39

40

Dimensionare Ce trebuie sa determinam intr-o dimensionare?

- diametrele conductelor - pierderile de sarcina pe toate tronsoanele pt a asigura debitele de apa necesare

Etape ale calculului hidraulic : - dimensionare - verificare

Dimensionarea se face la consumul maxim orar in ipoteza ca functioneaza si hidrantii interiori pt toate incendiile simultane.

Verificarea se face pentru urmatoarele ipostaze : 1) la consum maxim orar in retea exclusiv necesarul de apa pt stropitul spatiilor verzi si pt

spalatul strazilor si la debitul hidrantilor exteriori pt toate incendiile teoretice simultane asigurand o presiune de serviciu de cel putin 7 mH2O

2) la consum maxim orar in retea inclusiv necesarul de apa pt stropitul spatiilor verzi si pt spalatul strazilor si la debitul hidrantilor interiori pt un incendiu, si la debitul hidrantilor exteriori pentru celelalte incendii simultane

3) pt retele de distributie cu contrarezervoare se face si verificarea umplerii contrarezervoarelor prin retea, in orele de consum minim La efectuarea calculului vor exista diferentieri in functie de schema ansamblului alimentarii cu apa

Retea alimentata dintr-un rezervor de trecere

Retea alimentata din 2 rezervoare 1 – rezervor de trecere 2 – contrarezervor 3 – zona de alimentare a rezervorului 4 – zona alimentata de contrarezervor

41

Retea alimentata de la sursa si de la rezervor 1 – captare 2 – rezervor de capat 3 – zona alimentata de la captare 4 – zona alimentata de la rezervorul de capat Retea alimentata prin pompare de la sursa si de la rezervor 1 – statie de pompare 2 – rezervor de capat 3 – zona alimentata de rezervorul de capat

Calculul retelelor inelare : Metode utilizate in calculul retelelor inelare:

- metoda sectiunilor - metoda algebrica - metoda prin aproximatii succesive - metoda cu ajutorul masinilor electronice de calcul - metoda cu ajutorul masinilor analogice

Executarea retelelor exterioare de distributie a apei

Profilul santurilor pt conducte amplasate Profilul santurilor pt conducte amplasate sub trotuare in partea carosabila a strazii

42

Probarea, receptia si exploatarea retelelor exterioare de distributie a apei

Schema unui montaj pt instalatia de incercare hidraulica a conductelor 1 – conducta, 2 – reazeme, 3 – pene, 4 – pompa de apa cu piston, 5 – manometre, 6 – legatura la reteaua de apa

43

Statii de pompare Cuprind :

- pompe - motoare de actionare (electrice sau termice) - aparate de masura si control - conducte si armaturi - vane de comutare sau de reglare a debitului apei - echipament electric sau termic - elemente de comanda automata - utilaj de ridicat

Tipuri de statii de pompare Dupa pozitia lor in schema de alimentare cu apa :

- statii de pompare treapta I - statii de pompare treapta II - statii de repompare - statii de pompare de recirculare - statii de pompare de incendiu

Dupa gradul de siguranta in functionare : - I – nu se admite intreruperea functionarii pompelor - II – se admite o intrerupere a functionarii pompelor de scurta durata - III – se admite o intrerupere a functionarii pompelor pana la 24 h

Dupa tipul comenzii de pornire - cu comanda manula - cu comanda automata

Dupa functiunile pe care le indeplinesc in procesul tehnologic de tratare a apei - statii de pompare de evacuare a depunerilor din decantoare, din rezervoare - statii de pompare de spalare a filtrelor rapide sau a altor instalatii asemanatoare (statii de

deferizare, de demanganizare) - statii de pompare pt introducerea reactivilor in procesul de tratare (sulfat de aluminiu,

var, silice activa) Dupa modul de alimentare a consumatorilor

- statii pt alimentarea cu apa a populatiei - statii pt alimentarea cu apa a industriilor

Dupa felul asezarii utilajului de pompare in raport cu suprafata terenului : - subterane - semiingropate - supraterane

Amplasarea pompelor Conditii de amplasare ce trebuie satisfacute :

- securitatea functionarii - simplitatea si securitatea exploatarii - conducte cat mai scurte - imbinari cat mai simple - posibilitatea de extindere

44

Schemele principale de amplasare a agregatelor : - pe 1 singur rand cu axele paralele intre ele si perpendiculare fata de axa cladirii - pe 1 singur rand cu axele coliniare paralele cu axa cladirii - pe 2 randuri cu axele paralele intre ele si perpendiculare pe axa cladirii - pe 1 rand cu axele paralele si inclinate fata de axa cladirii (in diagonala) - pe 2 randuri cu axele paralele si inclinate fata de axa cladirii

Scheme de amplasare 1- motoare electrice ; 2 - pompe

Alegerea pompelor si a schemei statiei Trebuie sa tinem cont de :

- graficul variatiei consumuli - capacitatea rezervoarelor de compensare si influenta functionarii pompelor asupra

acesteia - numarul si marimea agregatelor de rezerva - dimensiunile statiei in diferite variante de echipare

Alegerea tipului de pompa se face tinand cont de : - randament - forma curbei H-Q - turatia admisa

Conductele de aspiratie Trebuie sa fie :

- cat mai scurte - independente pt fiecare pompa - montate cu panta continua iminim = 0,005 spre pompa

Viteze recomandate : - diametrul < 250 mm ; 0,8 – 1,0 m/s - diametrul > 250 mm ; 1,0 – 1,2 m/s

45

46

Pereti de dirijare pt evitarea vortexului in sorburi orizontale a – perete despartitor drept b – perete despartitor inclinat c - perete despartitor prelungit in jos d - perete despartitor prelungit in jos si lipit de conducta e - perete despartitor transversal f – placa pe partea superioara

47

Conductele de refulare Trebuie sa fie :

- cu diametre mai mici decat cele de aspiratie - diametrele sa corespunda domeniului economic

Viteze recomandate : - diametrul < 250 mm ; maxim 1,5 m/s - diametrul > 250 mm ; maxim 1,8 m/s

Montarea instalatiilor

Lovitura de berbec si evitarea acesteia

48

49

50

La montarea, demontarea si deplasarea utilajelor se utilizeaza mijloace de ridicat :

- la agregate pana la 500 kg – trepiede mobile cu troliu - la agregate de la 500 kg – 3000 kg – sine monorei - la agregate de peste 3000 kg – grinzi rulante

Constructia statiilor de pompare

Sala masinilor : Dimensiunile in plan rezulta in functie de amplasarea agregatelor. Inaltimea libera a salii: 2,5 – 3,0 m. Cand exista grinzi rulante trebuie prevazuta o inaltime

corespunzatoare ca sa poata fi transportate peste sau printre agregatele montate asigurandu-se un spatiu de garda de cel putin 50 cm.

Pentru circulatia personalului se prevede un spatiu liber de min 1,5 m la statiile mici, si 2,5 m la cele mari.

La statiile mari se prevede atelier mecanic cu o suprafata de cca 15 m2 si magazie de cca 6 m2. La statiile mici se prevede loc pentru un banc de lucru. Fundatiile agregatelor de pompare :

- se verifica prin calcul - se prevad izolatii contra vibratiilor

Statiile de pompare se prevad cu : - instalatii de apa potabila daca sunt neautomatizate - instalatii de incalzire - instalatii de ventilare - instalatii de forta si lumina

Temperatura ce trebuie asigurata in sala masinilor : + 5 °C la statiile de pompare automatizate + 15 °C la statiile de pompare neutomatizate